Aceite de soja epoxidado - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos



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Aceite de soja epoxidado

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Aceites de soja

El aceite de soja se puede usar como materia prima para la producción de plástico para uso industrial, es una materia prima ideal y representa el análogo" limpio "del aceite y nos rende independiente del petróleo. Es abundante, renovable y potencialmente biodegradable. También en el futuro puede estar sujeto a mejoras gracias a la ingeniería genética. Los productos biotecnológicos pondrán a disposición nuevos plásticos para numerosos campos de aplicación, desde equipos para agricultura, transporte y construcción de edificios. Un campo muy prometedor, como sustitutos de los aceites parafinicos , aromaticos y naftenicos. Existen excelentes oportunidades comerciales para el plástico derivado de la soja, ya que su cultivo está muy extendido en todo el mundo. Además, el aumento en el precio del petróleo y la disminución en el precio de los aceites naturales lo hacen mas competitivo. Se estima que con la tecnologías actuales, con el aceite de soja se podria costruir un tractor agrícola completo, incluidos los neumáticos.

Aceite de soja epoxidado (ESBO)

El aceite de soja epoxidado ESBO, es un tipo de productos químicos que se obtiene  del aceite de soja después del tratamiento de oxidación. El aceite de soja epoxidado a temperatura ambiente es un líquido aceitoso viscoso amarillo claro, la solubilidad de <0.01 (25 C), 0.55% de solubilidad en agua en el producto en el interior (25 ~ C), soluble en hidrocarburos, cetonas, ésteres, alcohol y en otros solventes orgánicos, ligeramente solubles en etanol. Este producto es uno de los plastificantes no tóxicos y estabilizadores de cloruro de polivinilo más utilizados. Tiene buena compatibilidad con resina de PVC, baja volatilidad y baja movilidad. Tiene una excelente estabilidad térmica y estabilidad a la luz, y buena  resistencia al agua . Este producto se puede usar para todos los productos de PVC. Tales como todo tipo de materiales de envasado de alimentos, productos médicos, películas, láminas, tubos, sellos de refrigeradores, cuero sintético, cuero de piso, papel pintado de plástico, cable y otros productos diarios. - use productos de plástico, también se puede usar para tintas de impresión especiales, pintura, barniz, caucho sintético y agente estabilizador compuesto líquido.

Preparación de  aceite de soja epoxidado (ESBO)

Se puede preparar un aceite vegetal parcialmente o totalmente epoxidado por reacción con un ácido peroxídico, en presencia de ácidos de Lewis y un disolvente hidrófobo, tal como xileno, benceno o pentano; Después de neutralizar los ácidos residuales, el anillo epoxi se abre por medio de alcoholes o agua, en presencia de ácidos de Lewis o Bronsted que catalizan la reacción. Durante la apertura del anillo epoxi, algunos grupos hidroxilo del poliol formado reaccionan con los grupos epoxi presentes en otras moléculas de la mezcla, lo que resulta en una oligomerización del poliol, con la formación de dímeros, trímeros y tetrámetros. El grado de oligomerización puede controlarse mediante la concentración de los catalizadores y actuando sobre la estequiometría de reacción.

Aceite de Soja Epoxidado (ESBO) como plastificante de PVC

El aceite de soja epoxidado (ESBO, del inglés epoxidized soybean oil) se obtiene a partir del aceite de soja tras un proceso de epoxidación del doble enlace –C=C– de los ácidos grasos mediante un oxígeno activo, normalmente con el uso de reactivos como peróxido de hidrógeno o ácido peracético, entre otros; con lo que se añade a la molécula un átomo de oxígeno, convirtiendo el doble enlace en un anillo oxirano. A su vez, este aceite procede de la soja, una legumbre de la familia Papilionoideae con forma esférica que posee unas vainas cortas, cada una de las cuales contiene entre una y cuatro semillas oleaginosas con un 20 % en peso de aceite en la semilla. El ESBO, tras la epoxidación, se presenta como un líquido claro, viscoso, de color amarillo pálido, con un punto de fusión cercano a -4ºC. Como se puede observar, el aceite de soja posee un elevado contenido en ácidos grasos insaturados, principalmente oleico y linoleico, que constituyen más del 75 % en peso del aceite. Este elevado contenido en insaturaciones es el principal motivo por el que este aceite es epoxidado para su uso como plastificante de PVC, entre otros polímeros, donde los anillos epoxi pasan a ocupar los lugares donde se encontraban los dobles enlaces de la molécula. Como se ha comentado en el apartado anterior, el ESBO actúa además como estabilizante térmico evitando la deshidrocloración del PVC, lo cual le da un interés adicional a su uso como aditivo con esta matriz polimérica. Su compatibilidad con el PVC es muy buena aunque puede verse reducida cuando el grupo epoxi se destruye en las reacciones de estabilización. Los plastificantes de alto peso molecular, como el ESBO, penetran en menor medida en los espacios intermoleculares del PVC y, por lo tanto, su efecto plastificante es menor. Sin embargo, esa menor movilidad les confiere, al mismo tiempo, mejores propiedades de permanencia y limita procesos indeseados de migración. Cuando el plastificante y el resto de aditivos se han incorporado a la resina de PVC se obtiene un plastisol, que se define como un fluido a temperatura ambiente que tiene propiedades visco-elásticas. Una vez finalizado el proceso de mezclado se lleva a cabo la desaireación del plastisol y su posterior curado. El proceso de desaireado consiste en eliminar las burbujas que han quedado ocluidas en la pasta durante el mezclado y se lleva a cabo en una cámara de vacío donde el plastisol se hincha y va liberando burbujas hasta que alcanza el punto de colapso, en el que ha liberado todas las burbujas. En ese momento el plastisol está preparado para el proceso de curado, en el que pasa a un estado sólido al ser extruido a una temperatura comprendida entre 160-230 ⁰C, aproximadamente.
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