Xem mẫu
- - Trong thiên nhiên than chì t n t i 3 d ng: vãy m ng, gân lá và vô nh hình.
- C u t rúc tinh th l c giác, các tinh th n ày s p x p thành l p nguyên t . Các l p cách
nhau xa nên d tách l p.
- R t b n nhi t , b n hoá ch t và nhi u môi tr n g xâm th c, d n nhi t, nhi t t t.
4/ Than nung:
Là s n ph m t không ti p xúc v i không khí các lo i có ngu n g c t ng v t, th c
v t.
Ch ng V CH T T O M ÀNG.
Là thành ph n quan tr ng quy t nh nh ng tính ch t c a s n và màng s n.
i v i nh ng lo i s n và quá trình t o m àng do hi n t n g v t lý (bay h i dung môi) thì
ch t t o màng c g i là “không chuy n hoá”, lo i này g m: các polimer nhi t d o, nh a thiên
nhiên ...Còn các polimer nhi t r n, s n ph m ch a d u béo thu c lo i ch t t o màng “ chuy n
hoá” nh s tham gia các ph n ng hoá h c t o m ng không gian làm cho màng b n v ng v i
nh ng i u ki n kh c nghi t.
Có th phân bi t các ch t t o màng nh sau:
+ Ch t t o m àng thiên nhiên: d u th c v t (d u béo),nh a thiên nhiên, bitum thiên
nhiên...
+ Ch t t o màng bán t ng h p : các d n xu t hoá h c c a polimer thiên nhiên (cao su...)
+ ch t t o màng t ng h p.
§ 1. D U TH C V T VÀ D U CÁ.
D u và d u cá thu c lo i d u thiên nhiên, nó c dùng trong s n, vecni, nh a bi n tính
và làm ch t hoá d o trong s n nitro xellulo. D u c l y t cây, h t, qu ho c m t s loài cá.
Nói chung là có th có ngu n g c t ng v t ho c th c v t. S d ng nhi u nh t là d u th c v t
hay còn g i là d u th o m c.
I/ D u th o m c:
1/ Công th c chung:
D u th o m c là este c a glixeri v i axit béo và thu c lo i triglixeric, có ch a thêm l ng
r t ít ch t không béo.
- Công th c chung c a d u:
CH2 _ OCOR
CH _ OCOR '
CH2 _ OCOR "
V c u trúc có th b i u di n nh sau:
2
C
1
C
22
C 3
- Các ng 1, 2, 3 t n g tr ng cho các g c axit béo.
N u 1 n m trên t gi y, 2 h ng ra xa ng i c thì 3 h ng v phía ng i c.
- Thành ph n c a d u bi n i tu theo ph ng pháp s n xu t, i u ki n và th i th i gian
b o qu n d u tr c khi s d ng.
- Các axit béo ch y u có trong d u là nh ng axit m ch cacbon có c u t o th ng no ho c
không no.
+ Các axit béo no:
a. capric C10H20O2
a. Lauric C12H24O2
a. Myristic C14H28O2
a. Palmitic C16H32O2
a. Stearic C18H36O2
a. Arachidic C20H40O2
a. Behenic C22H44O2
+ Axit béo không no:
a. oleic: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH (có nhi u trong d u l c)
a. linoleic: CH3(CH2)4CH = CH - CH2 - CH = CH - (CH2)7COOH
a. linolenic: C2H5 CH = CH - CH2- CH = CH - CH2 - CH = CH(CH2)7COOH
a. rixinobic:CH3(CH2)5CH - CH2 - CH = CH(CH2)7COOH (có nhi u trong d u ve)
OH
a. oleostearic:
CH3 -(CH2)3- CH = CH -CH = CH -CH = CH - (CH2 )7COOH (có nhi u trong d u
tr u >80%).
Nhìn vào các công th c c u t o ta th y gi a nhóm cacboxyl và các n i ô i c a axit không
no u có 7 nhóm -CH2-. T m quan tr ng c a các nhóm không ho t n g này c xem nh là
hoá d o n i.
- Các axit béo phân b trong d u theo quy lu t phân b ng u:
N u d u có ch a % axit béo A Toàn b triglixeric là s g c axit béo A
100 3
> 60 2÷3
33 ÷ 66 1÷2
< 33 0÷1
Tuy nhiên m t s nhà nghiên c u khác thì cho r ng s phân b axit béo trong d u không
tuân theo quy lu t phân b n g u mà nó phân b m t cách h n n.
- Ngoài axit béo, trong d u còn có các thành ph n không béo ( chi m kho n 0,1 ÷ 1 %
tr n g l ng ) nh sáp, photphatic, ch t màu.
+ Sáp: là este c a axit béo v i r u cao phân t .
Ví du: r u xerilic C26H53OH.
23
- + Photphatic: là este c a glixerin trong ó n goài axit béo còn có c g c photphatic, trong
g c này có m t nguyên t H c thay th b ng m t baz có N.
Ví d : kephalin
CH2 _ OCOR1
CH _ OCOR2
OH
I
_ _
CH _ O _ P CH2 _ NH2
CH2
II
O
2/ Phân lo i d u th o m c:
Ng i ta phân lo i d u th o m c d a vào kh n ng khô c a chúng, kh n ng khô do tính
không no c a axit béo trong d u quy t n h. không no c ánh giá b ng ch s Iod CI (CI
là s gam iot ph n n g v i 100 g d u). D a vào ch s n ày ng i ta phân lo i d u nh sau:
a/ D u khô:
Có CI > 130 ch a nhi u axit béo không no có 2 n 3 n i ôi nên khô nhanh. Ví d : d u
tr u , d u lanh.
b/ D u bán khô: CI = 95 ÷ 130
Màng s n ch m khô, d nóng ch y, d hoà tan do ó dùng k t h p v i d u khô.
Ví d : D u u nành, d u h ng d n g, d u ngô...
c/ D u không khô: CI< 95 , không dùng s n xu t s n c.
Ví d : d u ve, d u d a
3/ S n xu t d u:
D u có th c s n xu t b ng hai ph ng pháp: chi c d i áp l c và chi c b n g dung
môi.
Chi c d i áp su t:
Ví d : dùng tách d u lanh t h t cây lanh:
Sau khi h t c làm s ch kh i t p ch t l , v và thân b ng ph ng pháp th i ho c sàng
c a vào nghi n trong máy nghi n ng (3 ÷ 5 tr c). Sau ó chuy n sang n i n u hình tr
có các a n m n gang và các dao g t quay quanh tr c n m trên a. Các h t ã nghi n c cho
vào giá trên n i r i nh d ao g t y chúng xu n g các a th p h n. N i có trang b v b c un
nóng b n g h i n c và m t ph n h i n c c cho vào tr c ti p làm m n hàm m yêu
c u, khi i n l thoát áy n i nhi t c a “b t” lanh t 190 ÷ 2000F.
Tr n g thái v t lý và hàm m thích h p là nh ng y u t r t quan tr ng quy t ng hi u qu
c a quá trình chi c d i áp su t. Ra kh i n i n u , b t c chuy n sang thi t b chi c lo i thu
l c ho c lo i expeller
V i lo i thu l c, b t ph i c t o thành mi ng, sau ó b c trong t m c b n b ng
lông l c à tr c khi c gi a các a c a thi t b ép thu l c (m i thi t b trên 20 a). Khi t ng
áp l c, l c nén tác d ng lên báng b t t n g, lúc u t ng ch m sau ó t n c c i (kho ng
4000 PSi). Th i gian ép 1 gi . D u ch y qua b ph n l c thô r i vào thùng l ng. Bánh b t c
nghi n làm th c n gia súc.
Thi t b xpeller khác thi t b trên là có vít xo n ho c thi t b i u hoà c ép d i áp l c
áng k qua thùng tròn (xi lanh) nh tr c vít d u c ch y ra qua l nh c l c và ch y vào
thùng l n g. B t ch a kho n 4% d u c tháo ra d ng mi ng v n.
24
- Nhi t c ad u c tách ra b ng ph ng pháp trên t 170 ÷ 180oF. khi làm l nh trong
thùng ch a, m t vài h p ch t c tách ra (sterin, photphatic...) d n g k t t a. Cho thêm vào
ch t tr l c r i ti n hành l c tách t p ch t, sau ó cho vào thùng ch a. D u n ày c bán
d ng d u “thô, l c hai l n ” có th d ùng làm s n n go i th t, kho, s n xu t linoleum (v i s n) và
nh ng ng d ng khác.
Chi c b n g dung môi:
u i m l n nh t c a ph ng pháp này là hi u su t thu h i d u t h t cao (99 ÷ 99,5%).
u i m n a là công nhân lao ng ít (hi n nay t t c các nhà máy u dùng thi t b liên t c,
i u khi n t ng). D u u nành r t d chi c b ng ph n g pháp này:
u c làm s ch, cán n t, tr n v i h i n c, t o m nh và c a vào h th ng chi c
dung môi. Nh ng mãnh u nành c cán m ng kho n 0,008 ÷ 0,01 inch và v n b n khi
qua x lí trong h thông chi c. Nh v y s tách c d u nhi u mà không t o nh ng h t m n do
s b , gãy c a các phi n m ng này (s b , g y n ày làm c n tr t c l c c a d u ).
V i các lo i h t không t o phi n m n g b n nh h t lanh, bông thì k t h p v i ph ng
pháp chi c b ng áp l c h i u su t chi c cao nh t và lo i b nh ng v n do h t m n gây nên.
Quá trình chi c c th c hi n theo ph ng pháp ng c dòng v i dung môi nóng, h n
h p dung môi và d u sau ó c tách b ng cách cho bay h i và ch ng c t. Dung môi còn l i
trong nh ng mi n g này c tách ra nh nhi t và h i n c tr c ti p.
Dung môi là hexan ho c tricloruaetylen.
Yêu c u c a dung môi:
+ Giá thành th p.
+ Gi i h n sôi h p
+ n nhi t hoá h i b é
+ Không gây c h i
+ Không cháy n
Tricloruaetylen ít cháy n h n so v i hexan.
4/ Làm s ch d u:
Là quá trình tách các h p ch t không béo d ng huy n phù hay d ng hoà tan, các acid
béo t do, các ch t màu.
• Tác h i c a các h p ch t c n tách i v i màng s n:
- H p ch t không béo d n g huy n phù: làm màng s n kém ng nh t, kém óng ánh, d
hút n c và gây khó kh n trong quá trình s n xu t nh làm b n thi t b hoá d u.
- H p ch t không béo d ng hoà tan có tính keo nh photphatic, ch t nh n làm màng s n
d hút n c do chúng là nh ng ch t a n c, d tr n g trong i u ki n th ng nên d làm cho
màng s n b r n n t.
- Các acid béo t do và s n ph m phân hu c a chúng là các acid, andehyd phân t th p
làm gi m t c khô c a màng s n, d tác d n g v i b t màu ( t o xà phàng) gây ra hi n t ng
keo hoá, làm gi m tính ch t c a màng s n.
- Các ch t màu: làm cho d u có màu th m, do ó không dùng s n xu t các lo i s n có
màu sáng c.
Vì v y c n ph i làm s ch d u tr c khi s d ng
a/ Ph ng pháp l ng:
l ng trong th i gian n m n gày ho c h n, các t p ch t c h c s l n g xu n g.
Ph ng pháp này n gi n nh ng t n kém th i gian nên ít dùng.Mu n rút ng n th i gian
có th :
+ Nâng nhi t lên 35 ÷ 405 C
+ Thêm vào các ch t r n ho t n g b m t nh t ho t tính.
+ L c qua màng l c.
25
- b/ X lý nhi t:
un nóng d u lên nhi t 220 ÷ 3000C th t nhanh, các ch t keo hoà tan và các ch t
nh n s keo t l i, sau ó l ng, l c ho c ly tâm tách chúng ra.
l ng nhanh có th thêm vào m t ít t h o t tính (< 3%)
Do x lý nhi t cao nên s o xy hoá d x y ra các n i ô i làm nh h ng n tính ch t
c a d u ( ch s iot gi m, ch s acid t n g). Vì v y ph i làm ngu i nhanh.
c/ Ph ng pháp hydrat hoá:
Làm cho các ch t keo tan trong d u và photphatic tan trong d u h p ph n c, tr ng lên
tách ra kh i d u d ng nh bông kéo theo các t p ch t c h c và m t p h n các ch t màu.
Có th h ydrat hoá b n g cách dùng n c ho c h i n c ho c dùng dung d ch ch t i n
gi i ( m t s dung d ch mu i, HCl m c, H2SO4 ...).
Ví d : cho vào d u lanh ho c d u h n g d ng 5% n c un lên 70 ÷ 800C, khu y h n
h p 45 phút.
• Chú ý: v i các ph ng pháp trên, trong c n d u có ch a khá nhi u d u (30÷35%), có th thu
h i l i b n g 2 cách:
- Trích ly b ng d u x ng.
- Xà phòng hoá d u trong c n d u thành xà phòng n i lên r i em dùng.
d/ T y tr ng b ng cách h p ph :
Dùng t ho t tính h p ph các t p ch t có l n trong d u. t ho t tính th n g dùng là
lo i silicat nhôm ng m n c: mAl(OH)3nSiO2pH2O.
-M c t y tr ng t l thu n v i th i gian t y n h n g n u th i gian quá lâu thì t c ty
gi m.
- Hàm l ng n c trong t càng nhi u thì kh n ng t y càng gi m. Do ó, ph i s y t
th t k tr c khi s d n g.
- Ph ng pháp này tiêu hao d u khá nhi u do t h p ph d u t 50 ÷100% so v i kh i
l n g t. Do ó ph i thu h i d u t t b ng cách:
+ Trích ly b ng d u x ng (là dung môi hoà tan d u mà không hoà tan các h p ch t không
béo b t h p ph ).
+ X lý b ng kìm bi n d u thành xà phòng r i em dùng.
+ Dùng t sau khi h p ph làm mattit, ch t g n ...
• Th c hi n:
un nóng d u lên 100÷1200C, khu y u và cho t ho t tính vào. Sau m t th i gian
dùng máy l c ép tách các t p ch t và t ra. Nên ti n hành trong môi tr n g chân không (kho ng
0,8 atm) tránh s ti p xúc c a o xy không khí (s o xy hoá d u).
Nh c i m c a ph ng pháp này là n hi t 100÷1200C ph ng pháp này không tách
hoàn toàn các ch t không béo.
e/ T y s ch b ng ki m:
Dùng dung d ch ki m trung hoà các acid t do có m t trong d u. Xà phòng t o thành
kéo theo các t p ch t nh t p ch t c h c, ch t nh n..
các t p ch t l ng nhanh ng i ta th ng thêm vào m t ít n c nóng ho c dung d ch
mu i n. L ng ki m dùng v a trung hoà các acid béo t do (c n c vào ch s acid: s
mg KOH/1g m u).
D u x lý b ng ki m có ch s acid th p nh t, t i a kho ng 0,25 c xem là d u t t
nh t dùng làm vecni và s n xu t nh .
f/ T y b ng acid:
26
- Cho acid m nh H2SO4 vào d u thô trong thùng ch a. Khu y tr n u, nên cho acid ch
va than hoá các t p ch t và làm cho chúng tách ra. N c c cho vào d n g ph n
ng, acid c tách b n g cách r a v i n c nóng ho c h i n c.
Sau khi qua êm l p d u tách ra và c làm khô b ng cách khu y tr n cho n c
bay h i.
D u tinh ch b ng acid có ch s acid cao do s t o thành m t vài h p ch t sunfat. Ch s
acid cao thu n l i i v i vi c nghi n m t s b t màu trong s n trong nhà nh ng không dùng
trong s n có b t màu có ho t tính cao.
Th c t ng i ta th n g k t h p m t s ph ng pháp trong vi c x lý làm s ch d u. Ví d :
ph ng pháp hydrat hoá + t y s ch b ng ki m + t y tr ng b ng h p ph : hydrat hoá b ng cách
dùng dung d ch HCl 0,25% v i l ng 2% so v i d u nhi t 3 0÷500C, th i gian 30 ÷40 phút.
Trung hoà b n g dung d ch NaOH(150 bomme) nhi t 50÷700C trong th i gian 30 ÷40 phút
v i l ng 100÷150%. R a s ch, tách và s y chân không xà phòng t o thành. T y tr ng d u
trong chân không v i 2% t ho t tính( t này ã cs yk nhi t 95÷1000C) trong
kho ng m t gi . Sau ó l c l y d u s ch.
5/ X lý d u.
t ng ch t l n g và áp ng các yêu c u c bi t ng i ta ti n h ành x lý d u sau khi
làm s ch b ng m t s ph ng pháp sau:
a/ un:
Th ng áp d ng i v i d u lanh ho c d u u nành c n g có th dùng ph ng pháp này.
- Gia nhi t d u n 4500F cho PbO vào và khu y tr n u . Gia nhi t ti p n 5000F r i
cho binobat cobalt và mangan vào r i khu y tr n.
Có th dùng axetat cobalt và manborat thay cho linoleat kim lo i. Trong tr ng h p này
mu i kim lo i c cho vào t t 4500F và nhi t c t n g n 5250F. M c gi
nhi t n ày n khi mu i kim lo i chuy n hoá thành xà phòng.
V i mu i axetat, i m d ng c a ph n n g là khi nghe mùi c a CH3COOH trong khói t
n i.
D u x lý b ng ph ng pháp un c dùng ph i h p v i s n m àu ho c s n tr ng mà
không có thêm ch t làm khô.
b/Trùng h p nhi t:
Gia nhi t d u ã làm s ch n nhi t xác nh và gi nhi t n ày trong th i gian c n
thi t nh t t n giá tr xác nh.
Nhi t x y ra trùng h p nhi t c a các d u nh sau:
- D u lanh: 575 ÷ 6000F
- Tía tô: : 575 ÷ 6000F
- u nành: 600 0F
- Cá: 550 ÷ 560 0F
Nhi t càng cao thì t c trùng h p càng l n . Tuy nhiên không c cao quá do:
+ i m b c cháy c a d u vào kho n 6100F nên ph i tránh ph n ng gây ho ho n.
+ nhi t cao d u b phân hu t o các axit béo t do và các h p ch t có màu t i làm
gi m ch t l ng c a d u khi dùng làm s n.
+ nhi t cao t c oxi hoá d u l n làm gi m s n i ôi trong d u và xu t hi n các
s n ph m phân hu làm d u có màu t i.
kh c ph c các nh c i m trên nên ti n h ành trùng h p d u trong n i kín có s c khí tr
ho c trong môi tr ng chân không.
- Khi ti n hành trùng h p, ch s axit t ng theo nhi t . Nhi t càng cao thì ch s axit
càng cao do các axit t do c t o nên b i s phân hu nhi t và phân hu oxi hoá. N u ti n
27
- hành trùng h p trong môi tr ng chân không thì ch s axit bé h n do trong h ph n ng có m t
ít không khí h n và m t vài axit bay h i c tách ra nh chân không.
- Th i gian trùng h p nhi t i v i a s lo i d u th n g dài nên rút ng n ng i ta
dùng các xúc tác nh : PbO, ZnO...Ng c l i có m t s lo i d u có ch a nhi u n i ôi liên h p
(d u tr u) thì ph n ng x y ra quá nhanh nên d b gel hoá. Vì v y i v i các lo i d u này thì
nhi t trùng h p th p ho c ti n hành trùng h p các nhi t riêng bi t ho c có th p h i h p
v i các lo i d u khác có ch a các n i ôi không liên h p (Ví d : d u tr u/ d u lanh = 1/1÷1/2 ).
• C ch ph n n g nhi t trùng h p:
+ D u có n i ôi liên h p thì s x y ra ph n ng c n g h p dien - ander t o các s n ph m
c n g h p dien, dien - trien, trien.
Ví d :
R R
R
I I
I
CH
CH
CH
II
II
CH __ R
CH
CH
CH
II I
I I
+
CH __ CH = CH __ R '
CH
CH
CH
II
II
CH
CH CH
I I,
I
R'
R' R
S n ph m c ng h p ien
R
R
CH
R
CH
CH
CH
CH
CH CH R
CH
+
CH
,
CH CH CH CH CH CH R
CH
CH
CH
CH
,
R ,
R
CH
,
R
S n ph m c ng h p ien - trien
28
- R R
I I
CH CH
II II
R
CH CH I
I CH
CH CH CH __ R
CH
II II
+ I
II
CH __ CH = CH __ CH = CH __ R '
CH CH CH
I I CH
I
CH CH
CH
II II II
CH
CH CH
I
I I R'
R' R'
S n ph m c ng h p trien.
+ D u ch a n i ôi không liên k t thì có 2 kh n ng:
• Trong quá trình ph n ng d u ch a n i ôi không liên h p s chuy n sang liên h p và x y ra
nh trên.
• Trùng h p m ch tr c ti p:
R
R
I
I
CH2 CH2
I I
CH
CH
II
II
CH CH
I R __ CH2 __ CH = CH __ CH __
I
CH = CH __ CH2 __ R '
2 *CH
2 CH2
I I __ CH __ CH =
R __ CH2 __ CH = CH CH __ CH __ R '
CH CH
II II
CH CH
I I
CH2 CH2
I I
R' R'
Các nhóm CH2 n m k các n i ô i trong các phân t d u s b kích ho t và ph n ng v i
nhau (trong d u có các n i ôi liên h p c ng có các ph n ng này nh n g ít)
- Quá trìng trùng h p m ch tr c ti p có x y ra các ph n ng ph nh sau:
29
- * Ph n ng phân hu t o axit t do:
CH2 __ OCOR1 CH2
I II
CH __ OCOR 2 C __ OCOR2 + RCOOH
I I
CH2 __ OCOR3 CH2 __ OCOR3
* Ph n ng làm t liên k t C- C.
__
R __ CH2 __ CH3 + R ' CH = CH 2
__ __ '
CH2 __ CH2 __ CH2 __ CH2
R R
R __ CH2 = CH2 + R '__ CH2__ CH3
Các s n p h m ph s b c h i lên (ng i ta g i sai là h i d u) các s n ph m này làm màu s c
c a d u b th m l i.
- Trong quá trình trùng h p nhi t các ch s c a d u s b thay i: Ch s iot gi m, ch s
axit t ng, ch s nh t t n g , kh i l ng riêng t ng...
c/ X lý b ng vôi:
Trên th tr ng có bán d u ã vôi hoá có nh t cao (Ngay c hàm l ng 35% trong
dung môi v n còn nh t cao). D u này c dùng ch y u t rong s n vôi “ CanxiCoater”. M t
l n g nh dùng trong s n m en ki n trúc r ti n .
D u x lý vôi th ng là d u lanh, d u cá ho c h n h p các d u này.
- D u ã trùng h p nhi t c vôi hoá b ng cách cho vôi tôi vào nhi t 300oF r i ti p
t c nâng nhi t lên 400-450oF .
Ví d : Vôi hoá d u lanh :
D u lanh trùng h p nhi t : (148Poize) 90gal
D u lanh trùng h p nhi t : 10gal
Vôi tôi : 30lb (Pound)
White spirit 230gal
Gia nhi t 90gal d u lên 600oF sau ó làm ngu i xu ng 300oF. Cho qua h n h p vôi tôi
và 10gal d u còn l i vào t t và kh y tr n m nh. T ng nhi t n 450ò F sau ó làm ngu i
xu ng 400oF tr c khi pha loãng v i White spirit .
d / Oxi hoá :
Th i lu n g không khí ho c oxi qua d u nhi t 160 - 250oF gây nên s o xi hoá d u
khá nhanh làm t ng nh t . Không c gia nhi t dâu lên quá 410oF vì quá trình trùng h p
oxi hoá to nhi t d làm d u b c cháy .
V i ph ng pháp này t o d u có nh t cao v i giá th p h n trùng h p nhi t. Nh ng
tính ch t hai lo i n ày s khác nhau :
* S n ph m trùng h p o xi hoá có màu vàng h n , kém b n l o hoá h n .
* Do trùng h p oxi hoá nên s t o ra các nhóm -COOH làm cho d u có th ph n ng v i
b t màu có tính ki m làm keo k t s n vì v y lo i d u trùng h p oxi hoá không dùng làm s n
màu .
* Trong thành ph n d u trùng h p oxi hoá hàm l ng oxi l n h n nhi u so v i trùng h p
nhi t .
Tuy nhiên d u lanh và d u u nành oxi hoá có bóng và tính ch t ch y t t c dùng
trong s n men , s n
e/ Tách dung b ng môi :
Ph ng pháp này d a trên nguyên t c thay i hoà tan theo nhi t .
30
- tách m t c u t trong h n h p các c u t có tính ch t g n gi n g nhau có th dùng
dung môi hoà tan c u t ó mà không hoà tan các c u t khác. Sau ó thay i nhi t thì c u
t ó tr nên không tan. thu c m t c u t tinh khi t có th tách nhi u l n.
Ví d : Tách d u lanh b ng ph ng pháp hai giai o n :
* Giai o n 1:
- Kh màu t 11 xu ng 1 trong ph n tinh
- Tách acid béo t do .
* Giai o n 2:
Tách d u tinh ch thành hai ph n : ph n có ch s iot cao và ph n có ch s iot th p t ng
ng v i tính ch t khô t t h n và kém h n. (Ph n có ch s axit bé h n dùng làm nh a alkyd).
Giai o n 2
Giai o n 1
(ch s Iôt)
Nguyên Ph n
Ph n tách Cao Trung bình
li u u Tinh ch
Màu 11 1 en 1 1
Ch s Iôt 185 185 170 210 160
Acid béo (%) 0,8 0,05 1,8 0,03 0,07
%d u 100 98,5 1,5 48,5 50
f/ Thu phân d u và este hoa l iï:
V i ph n g pháp tách trên có th tách d u thành hai ph n t ng n g v i tính ch t khô
t t h n và kém h n. Tuy nhiên triglycerid c a h u h t các lo i d u là glycerid h n h p có ngh a
là trong h u h t các phân t d u b a g c acid béo là khác nhau.
Ví d : Trong m t phân t d u lanh g m:
M t n hai g c linolenic
M t n hai g c linoleic
M t g c oleic
Vài phân t thì có m t g c stearic
Do v y m c dù tách c ph n khô t t h n nh ng d u ó ch a ph i là t t nh t do m t vài
phân t ch a t i thi u là m t g c acid béo có không no th p .
V i ph ng pháp này d u c tách ra thành acid béo và glycerin. Các acid béo c
tách ra riêng l b n g ch n g c t ho c k t tinh r i este hoá l i v i glycerin t o m t lo t d u t khô
t t nh t n kém nh t.
C ng có th làm t ng khô h n n a b ng cách este hoá các acid béo b ng các alcol
không ph i là glycerin. Th ng là các alcol có ch c cao h n glycerin.
Ví d
H2C
HO CH2 OH
C
HO H2C CH2 OH
Pentaerithrytol
HOH2C CH2 OH
C
HOH2C CH2 O CH2 C CH2 OH
HOH2C OH
CH2
31
- dipentaerithrytol
Sorbitol
OH
ÄHO H2C CH2 OH
ÄHO H2C CH2 OH
OH
H2C CH CH
CH CH CH2
OH
OH OH OH OH
2,2,6,6 tetrametylol cyclohexanol
- Ph ng pháp tách d u: D u có th c tách ho c thu p hân b ng nhi u cách:
+ Xà phòng hoá d u v i NaOH sau ó x lý b ng acid vô c thu l i acid béo.
+ Cho d u và l ng nh n c vào n i ch u áp su t cao thu phân d u thành acid béo
và glycerin.
Nh ng ph ng pháp này n u ti n h ành gián o n thì không kinh t b n g ph n g pháp
liên t c. Ph n g pháp liên t c giá thành s n ph m th p và s n ph m thu c có tinh khi t
cao h n. V i ph n g pháp này, n c và d u ch y ng c chi u qua m t c t c gia nhi t và áp
su t, không có xúc tác. D u i ra bên trên c t và “ n c ng t” (là n c có ch a glycerin) i ra
áy c t.Vùng gi a c t c thi t k sao cho n c r i xu ng t ng gi t nh qua d u nhi t
kho ng 5000F. Hi u su t toàn ph n kho ng 98÷99%.
Næåïc ngoüt
Acid beïo
H in c
Nc
Du
- Tách acid béo: Dùng ph n g pháp ch n g và k t tinh.
32
- Vi c tách h n h p thành t n g ph n riêng l không ph i là n gi n do tính ch t v t lý c a
các acid béo t ng i g n nhau.
- Este hoá b ng các acid béo:
Các acid béo thu c có th em este hoá v i các alcol nhi t th p h n i m sôi c a
alcol m t tí trong n i kín có sinh hàn ng ng t . Có th dùng xúc PbO ho c Naphtanatcanci.
Ví d : Este hoá d u lanh v i Pentaerythritol.
Acid béo d u lanh: 2130g
Pentaerythritol: 255g.
Gia nhi t acid d u lanh lên 3200F trong 30 phút và cho Pentaerythritol vào. T n g nhi t
t i 4660F trong 45 phút và duy trì n hi t này d n khi t ch s acid yêu c u (kho ng 8 n
10).
Pentaerythritol c l y d 10,5% tm c este hoá g n nh hoàn toàn.
D u sau khi t ng h p c trùng h p nhi t b ng cách t ng nhi t lên 5500F và gi
nhi t n ày n khi t nh t c n thi t.
g/ ng phân hoá:
M c ích ng phân hoá là c i thi n khô c a d u b ng cách thay i v trí n i ôi
trong phân t mà không thay i s n i ô i.
Ví d : ng phân hoá n i ôi không liên h p
,
CH = CH CH2
R CH = CH R
thành n i ô i liên h p:
,
CH2 R
CH = CH
R CH CH = CH
N i ôi liên h p này làm cho c tính khô t t h n và trùng h p nhanh h n.
Tuy nhiên c ng có nh ng tr ng h p ng phân hoá d u không t n g khô, b n n c và
ki m c a màng do ng th i x y ra s ng phân hoá theo h ng khác:
Ví d :
,
CH2 R
CH = CH
R CH CH = CH
H
H
H
,
,
C =C R
C =C R
R R
Cis trans
H
D ng trans kém khô h n và có c u hình n nh h n .
h/ Kh n c trong d u ve (d u th u d u):
Thành ph n acid béo ch y u trong d u ve là acid ricinoleic có m t n i ôi nên nó thu c
lo i d u không khô nh n g sau khi kh H2O s chuy n thành d u khô. Ph n n g x y ra nhi t
cao nên có th dùng xúc tác h nhi t ph n ng. Xúc tác có th là H2SO4 c ho c
loãng, Dietylsulfat.
H2SO4 c có ho t tính xúc tác m nh h n nh ng làm màu d u t i h n.
C ch
R
R R
C H
H
H C H
13 13
H
H C OH
O
+
H2SO4
H OH C
12
Nhiãût phán
C 12
H
S= O
C
C H
H H2O
11
33
-
C
H 11
- H SO
2 4
O
C
H
10
C
H 10
H
C
H H
C
9
- u tiên xúc tác acid ph n ng v i nhóm OH c a acid ricinoleic t o este, sau ó nhi t cao
s nhi t phân xãy ra và acid c tách ra.
Quá trình ph n ng không ch t o s n ph m kh n c 9,11 mà còn t o s n ph m 9,12.
ng th i v i h i n t ng kh n c, hi n t ng ng phân hoá c ng xãy ra t o 50% ng phân
cis và 50% ng phân trans.
R
R
C
H H R
C
H
H C C
H
R
C
H
C
H C H
C
H H
C
H H
C C C
H H
H
H C
C C
H C H
H
C C
H H H C
C H H
, ,
, ,
R
R trans R R
Cis 9,11 cis 9,12 9,11 trans 9,12
Quá trình kh n c n u ti n hành trong môi tr ng chân không thì êm d u h n d i áp
su t th ng.
Do trong trong ng có n c tách ra nên s gay ra hi n t n g thu phân m t ph n d u,
ti p ó là ph n ng este hoá gi a nhóm OH trên C12 c a d u và acid béo t do. Hi n t ng este
hoá này làm c n tr ph n n g tách n c do nhóm OH cb ov .
Ph n ng kh n c là thu n ngh ch nên ch xãy ra n m t m c nào ó (ngay c trong
môi tr ng chân không n c c tách ra).
Nói chhung quá trình ph n ng kh n c xãy ra r t ph c t p do có xãy ra các ph n ng
ph .
Ví d : S trùng h p m t ph n d u ã kh n c nhi t cao.
Kh n n g trùng h p c a ng phân 9, 11 cao h n 9,12 do ó d u ve kh n c th ng
ph m ch ch a 25% acid linoleic liên h p 9,11 (sau khi kh n c acid linoleic liên h p 9,11 và
không liên h p 9,12 m i lo i chi m 40 n 42%).
Ngoài ra ng i ta có th chuy n d u có m t n i ôi thành d u có 2 n i ô i b ng ph ng
pháp k t h p Oxy sau ó kh n c.
Ví d :
R
R R
C C H
H H H C
H
OH
C
H
C
H O2 C
H
C OH
H
H C - 2 H2O H C
34 C
H H H
C H C
H
, , ,
R R R
- Có th x y ra ph n n g tách 1 phân t n c r i s p x p l i t o ceton. ây là ph n ng
không mong mu n:
i/ Maleic hoá:
R
R R R
C C H
H H H H
C
H H
C
H
OH
C
H
H C O
O2 C OH C
C OH
H
H C - 2H O
H C H C H
2
C
H H H
C H H
C
H H
C
H
, , , ,
R R R R
Th ng dùng Anhydricmaleic v i h àm l n g 2 én 10% nh m t ng t c trùng h p c a
các lo i d u ch a acid béo không no. s n ph m c t o thành g i là d u maleic hoá hay còn g i
là A úc. S n ph m này có th este hoá b n g Glycerin ho c Pentaerythritol ho c trung hoà b ng
ki m, NH3, amin... t o s n ph m tan trong n c dùng làm s n n c ho c s n nh t ng.
- C ch t o A úc nh sau:
+ D u có ch a n i ô i liên h p:
,
R CH CH R
CH CH
,
R R
+
O O
O
O O
O
+ D u có ch a n i ô i không liên h p:
,
,
R CH CH CH2 CH CH R
R CH CH CH CH CH R
+
O O
O O O
O
+
,
R CH R
O
O O O
O
O O O
O
D u m aleic hoá so v i b n thân nó có nh n g u i m sau : d d àng b nhi t trùng h p
h n, màu s n ph m sau khi nhi t trùng h p sáng h n, màng s n khô, ch u n c và b n khí
quy n h n.
Do maleic n mòn các lo i thép gh nh ng, s t nên n i ph n ng ph i làm b ng thép
không gh nh nhôm. Quá trình x lý c ti n h ành nh sau:
D u và anhydric maleic c gia nhi t trong n i kín có n g thông h i và khu y tr n
m nh. Nhi t ph n ng thay i t 200 n 2800C tùy thu c vào lo i d u c x lý. S n
ph m c r a b n g n c và xác n h ch s acid.
35
- k/ ng trùng h p v i Styren:
m t vài khía c nh, d u n g trùng h p gi ng v i d u m aleic hoá do chúng cto
nên b ng cách c n g h p các c u t khác v i ph n không no c a các phân t d u. Tuy nhiên
trong d u ng trùng h p, cáu t c cho vào ph i có kh n ng trùng h p. Ví d : Stiren, (-
metyl stiren, cyclopentadien là nh ng monomer c dùng nhi u nh t hi n nay:
CH3
CH2 = C
CH = CH2
- Khi ti n h ành ng trùng h p d u và styren có th b n g hai ph ng pháp, dung môi
ho c kh i:
* Ph n g pháp dung môi: Ph n ng d i u khi n, xãy ra ch m h n, n u s n ph m òi
h i không ch a dung môi thì ph i tách dung môi.
* Ph n g pháp kh i: xãy ra nhanh h n nh ng có khuynh h n g n trùng h p c a styren
t o s n ph m không tr n l n do s n ph m không t ng h p v i d u. h n ch ng i ta dùng
h n h p 25(35% (- metyl styren và 65( 75% styren thay vì 100% styren s cho s n ph m ng
nh t v i các lo i d u.
t ng t c ph n ng th n g dùng xúc tác peroxit nh p eroxit benzoyl...ph n ng
c ti n hành trong n i kín có thi t b h i l u.
- S n ph m có b n ki m, n c t t và khá b n lâu (tu i th ), nh y v i dung môi th m
(do có PS). Có th c dùng trong s n ki n trúc và công nghi p.
• C ch : r t ph c t p.
Trong quá trình trùng h p gi a styren v i d u khô s xãy ra m t s ph n ng ng th i.
Ph n ng nào x y ra v i t c nhanh nh t s là ph n ng chi m u th và quy t nh s n ph m
t o thành.
(C 6H5COOH)2 2C6H6COO 2C6H5 2CO2
+
.... C6H5 __ CH2 __ CH __ CH2 __ CH ( R __ )
]
[ n
__ __ __
__ ( __ )
CH2__C H [ CH2 C H ] nCH2 C H
M ch PS có th phát tri n theo hai h ng:
M ch PS s k t h p v i phân t d u :
R____ R
R __
a) +
__ __ R__ __ R
2R __
b) __ +
__ __
__
N i ôi __ nhi u thì xu h ng này càng cao, nh t càng l n và d b gel hoá.
càng ...
c) +2
Ngoài ra còn có ph n ng trùng h p gi a styren và d u:
36
- R R
__CH __ CH __ CH
CH
2
CH CH
CH2 = CH +
CH CH
CH __ CH __ CH __
HC 2
R'
R'
II/ S t o màng:
Trong quá trình khô không khí, màng ti p nh n 1 0 ( 12% oxi, t o c u trúc peroxit ng
th i t o n ên các s n ph m phân hu oxi hoá. Liên k t ngang gi a các phân t d u c hình
thành t o s n ph m polimer khâu m nh.
- C ch t o màng:
O2 __
R __ CH __ CH __ R + R CH = CH __ R'
__ CH __ '
R = CH R
__
__
R__ CH CH__ R' O O
O
O
R'__CH __ CH__ R'
R R R' R R R
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
*
CH CH CH CHOOH CH CH
CH CH CH CH CH CH
+ O2
+ OOH + OOH + OOH
CH2 CH CH or
CH CH CH
CH
CH CH
CH CH
CH
*
CH
CH CH
CH CH CH OOH
CH CH CH
(T o ra hidro peroxit CH2 n các n i 2 ôi t không2liên h p n liên h pCH2 thu n l i cho
CH2 2
chuy ,t o
R' R'
R'
' m ch). R' R'
quá trình khâu
R
V i ph n ng u: Ch s iot gi m.
V i ph n ng sau: Ch s iot không i.
Trong quá trình t o màng, ch s peroxit, hidro peroxit t ng.
+ Ti p t c xãy ra ph n ng phân hu các peroxit, hidro peroxit t o m n g l i không gian và
t o s n ph m ph . Chuy n màng d u t d ng l n g sang r n.
. S n p h m ph có kh n ng bay h i: H2o, H2O2, HCOOH, CH3COOH .. .
. S n p h m ph không bay h i: Axit béo m ch ng n, andehyd, xeton.. .
. __
__
R__ CH CH R'
.
R__ CH __ CH__ R' R__ CH = CH __ R' O
O
+
__ CH __ CH __ R'
__ R'
O O
R__ CH__ R'
.
O
R __ CH = CH__R'
__
R__ CH R'
37
+
O
OOH
R CH __ CH2__ R'
__
- R__ CH __ R'
O H2O
+
R __ CH = CH __ CH__ R'
__ __
R CH__ R' CH=CH __ CH2__ R'
R
+
__ R'
R__ CH
OOH H2O 2
+
R__ __ __
CH R'
CH = CH
Khi s y nóng còn có các ph n ng x y ra nh sau:
( Trùng h p nhi t ).
R
R
R
CH
CH
__ R
CH
CH
+
__ CH = CH__ R'
CH CH
CH CH R'
'
R' R
R R
dien _ dien
R
CH CH
R
CH CH
,
+ CH CH R
CH CH
''
CH CH
,
R
CH CH '
,
R CH
CH (dien - trien)
,
R'''''
R R
CH CH
CH R
CH
'' R
CH CH
,
+
CH CH R
CH CH
CH CH
,
R
CH CH
CH CH '
CH CH
(trien - trien)
uR, không ,có n
N du i ôi liên h p thì d i tác d n g c a nhi t thì s xãy ra hi n
R'''''
t n g ng phân hoá t o n i ô i liên h p r i xãy ra ph n n g trùng h p nh trên ho c
có th trùng h p m ch tr c ti p gi a các nhóm metylen:
R R R R R R
CH CH CH CH CH
CH
CH CH CH CH CH
CH
. .
CH2 CH2 CH CH CH
+ CH
+
38
CH CH CH CH CH
CH
CH CH CH CH CH
CH
- III/ S phân hu và lão hoá màng:
D i tác d ng c a ánh sáng, t bi t là tia t ngo i, các tác nhân hoá h c (dung
môi h u c , n c,...) s gây ra hi n t ng phân hu và lão hoá màng.
Quá trình phân hu c ng x y ra ng th i trong quá trình khô màng nh ng v i
m c nh h n , Khi quá trình t o màng k t thúc thì s phân hu xãy ra áng k .
* C ch : OOH
OOH
- RCR R1 C R2 H 2 O2
R1 R1 C R2 +
CH R2 1 2
O2
+ HOH OH O
O O
R3 CH R4 R3 R4
CH R3 CH R4
OH
,
R CH R R
R CH
-
O OH
O
O
,,
,
,, R
RC
R CH R
- , ,
RCHO R CHO
R CH CH R +
O O
-
CHO
O
HOC
O
-
HOC
+
CHO
O
O (Aldehyd mach ngan)
Ngoài ra do màng khô v n còn ch a các liên k t ôi và m t vài Hydroperoxid có
kh n n g h p th Oxy, n c, ánh sáng. D i tác d ng c a các y u t n ày, liên k t ôi có
th b Oxy hoá t o 2 nhóm Hydroxy ho c tán công vào nhóm Metylen ho t ng t o
Hydroperoxid. Nhóm Hydroperoxid có th b i n i t o Ceton ho c Hydroxy.
Ví d : a/
,
R CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 R
O2
+
,
R CH2 CH CH CH CH CH CH CH CH CH2 R
- 2 H2O
OOH OOH
,
R CH2 CH CH C CH CH C CH CH CH2 R
b/ O O
,
R CH2 CH CH CH 2 CH CH CH2 CH CH CH2 R
39
O2
+
,
R CH2 CH CH CH CH CH CH CH CH CH2 R
- (2 NH A DÙNG TRONG S N
i v i nh a th t khó có m t khái ni m c th b i vì nó có thành ph n hoá h c
và tính ch t v t lý thay i trong m t gi i h n r ng. Tuy nhiên n u nhìn chung thì m t
nh a có th có nh ng tr n g thái sau:
+ Có th thay i tr ng thái v t lý t r n, c ng, dòn sang l ng, nh t, không bay
h i.
+ M m khi gia nhi t, không có i m nóng ch y xác n h (ch ng t không k t
tinh 100%).
+ Là h p ch t h u c nên ph n l n hoà tan trong dung môi h u c , tr m t vài
tr n g h p ngo i l .
+ T o màng liên t c khi làm l nh dung d ch nh a nóng ch y ho c khi bay h i
dung môi t m t d ung d ch nh a.
+ M t h n h p g m nh ng ch t hoà tan l n nhau thì trong su t (nh a - nh a ho c
nh a - dung môi) còn n u không tan thì s c.
V i nh ng i u ki n trên thì có r t nhi u ch t h u c c xem là nh a. Tuy
nhiên ch có m t s nh a c dùng trong công nghi p s n vì ngoài các yêu c u k
thu t nó còn ph i áp n g yêu c u v kinh t .
- Nh a dùng trong s n c chia làm 2 lo i:
+ Nh a thiên nhiên
+ Nh a t ng h p
I/ Nh a thiên nhiên:
Có ngu n g c t ng v t ho c th c v t.
1/ Nh a có ngu n g c t th c v t:
thu ct :
- Nh a r t cây.
- Chi c b ng dung môi
- Khóng v t.
a/ Nh a thông: c chia làm 2 lo i
- Gôm: là m r ra t cây thông. t ng t c r c a nh a thì sau khi x
rãnh ph t lên rãnh dung d ch H2SO4 50 ( 60%.
Thành ph n g m :
N ng: Nh a thông 68%
Nh : Turpentin 20% (d u thông)
Nc 12%
H n h p thu c em ch n g c t tách H2O và Turpentin. Nh thông thu
c tr ng thái nóng ch y cho qua b ph n l c r i vào thùng ch a. Nó có màu vàng
n en ph thu c vào ph ng pháp x lý và lo i thi t b dùng ch ng c t.
- Nh a thông g : G và r em nghi n nh r i chi c b ng dung môi Naphta
nóng.
+ Thành ph n : Trong quá trình chi c có th xãy ra m t vài ph n n g hoá h c nên
thành ph n nh a thông sau khi chi c là:
Nh a thông
40
- Turpentin
Dipenten
S n ph m thu c em l c, ch n g c t phân o n tách ph n bay h i và
nh a thông thô. Nh a thông thô có màu s m vì có m t ít ch t mang màu. Có th tách
ch t mang màu b ng m t trong các ph ng pháp sau:
• X lý dung d ch nh a trong Naphta nóng b ng Fufurol, sau ó làm ngu i,
l ng s tách thành 2 l p: nh a trong Naphta và màu trong Fufurol.
• a dung d ch nh a trong Naphta nóng qua các c t h p ph ( t ho t tính,
gi i h p b ng Alcol - Naphta) gi l i các ch t màu.
Nh a thông g có khuynh h ng k t tinh nhi u h n nh a thông gôm.
• c i m c a nh a thông:
- V thành ph n:
Ch a 90% Acid nh a và 10% h p ch t trung tính.
Trong Acid nh a ch y u là Acid abietic và có th b n g phân hoá t o Acid
levopimaric:
COOH COOH
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH
a.levopimaric
CH
a. abietic CH3
CH3
- Có kh n ng xà phòng hoá:
+ Nhóm -COOH c trung hoà b i ki m, Oxit k m t o nh a thông ki m hoá và
Resinat k m dùng làm ch t ho t ng b m t.
+ T o Resinat Mangan, cobalt, chì dùng làm ch t làm khô cho d u và s n.
- Tác d ng v i các Alcol t o ra các ester có th ph i tr n v i các lo i
nh a khác và v i d u làm s n ho c Vecni.
Ví d :nh a thông cho tác d ng v i Glycerin dùng trong keo (ch t t ng dính, b t
dính), m c in, s n phân tán trong n c và m c:
O
CH3
H2C O C
O
CH3 C CH
O
CH2 O
CH3 CH3
C
O CH3 CH
CH3
CH3
CH3
CH
- i m ch y m CH th p,
m Acid cao nên th n g c bi n tính b ng các
3
CH3 CH3
ph ng pháp hoá h c tr c khi dùng làm s n và vecni.
• Các ph ng pháp hoá h c bi n tính nh a thông: CH
CH3
+ Maleic hoá:
S n ph m c t o thành b ng cách ester hoá A uc abietic maleic b ng Glycerin
ho c Maleic hoá ester c a Glycerin v i nh a thông:
COOH
COOH COOH
Ä
CH3
O
CH3 CH3
O
O
+
CH3 CH3
CH3 CH3 CH3
41 CH3
O
CH3 O
CH3 CH3
nguon tai.lieu . vn
