甘油锌具有良好的抗紫外、抗氧化老化性能,可作为性能优良的光稳定剂、热稳定剂、阻燃成炭剂、结晶成核剂应用于塑料行业。近年来,国外学者将甘油锌少量加入塑料薄膜,用于制备食品包装的阻隔薄膜材料。甘油锌通常采用氧化锌与过量甘油反应,并需要催化、高温、加压、微波反应等复杂条件。因此,甘油锌制备过程存在明显缺陷:一是反应结束冷却后,甘油与甘油锌形成淤浆状产物,二者不易分离,需加入与甘油互溶的溶剂多次洗涤,容易导致甘油及洗涤溶剂流失,造成环境污染;二是高温合成能耗较高,反应可控性较差,易变黄,且产品价格昂贵。

本文研发甘油锌的悬浮法合成工艺,即氧化锌在稳定剂的作用下,悬浮在非质子溶剂中,与甘油在溶剂沸点反应,具有反应条件温和、可控性好、产品易洗涤甚至不需要洗涤等优点,所选用的溶剂价廉、低毒,回收后又可直接利用。
制备方法
将20g氧化锌、一定量催化剂(HAc)、150mL非质子溶剂加入250mL装配有温度计、搅拌器、分水器(上面安装上回流冷凝管)的三口瓶中,搅拌10min,加入稳定剂,搅拌5min,加入甘油,搅拌下升温至101℃,回流反应3h。冷却,抽滤,滤饼用乙醇洗涤后,固液分离,固体置于105°C烘箱中干燥4h,得到白色粉状滑腻固体即为甘油锌[1]。

应用实例
梁晓江等人以棕榈酸化油为原料,开展了甘油锌催化甘油酯化制备生物柴油过程研究,考察了搅拌转速、催化剂用量、甘油用量、反应温度对脂肪酸转化率的影响,研究了工艺的可行性。实验结果表明,较优的甘油酯化反应工艺条件为:搅拌转速400r/ min、催化剂用量1.0%(w)、甘油与脂肪酸摩尔比1.1、反应温度180℃。甘油锌催化剂套用三次活性未有明显下降,且脂肪酸转化率均达到99%以上。该工艺与240℃无催化剂甘油酯化制备生物柴油工艺相比,生物柴油收率提高了3.42百分点,且生物柴油品质均符合指标要求,具有一定的优势[2]。
参考文献
[1] 黄雪萍,彭静,陈维洪,等. 甘油锌的悬浮法合成及热稳定性能研究[J]. 塑料科技,2021,49(9):91-95. DOI:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.09.020.
[2] 梁晓江,郑聪文,费浩天,等. 甘油锌催化甘油酯化制备生物柴油过程研究[J]. 石油化工,2022,51(6):624-630. DOI:10.3969/j.issn.1000-8144.2022.06.003.