Obtención y evaluación de epóxidos provenientes de mezclas de aceites de palma y soya para su uso como plastificante en formulaciones de PVC flexible

Abstract

Se presenta una revisión bibliográfica sobre la reacción de epoxidación de los aceites de palma y de soya. A partir de datos experimentales obtenidos en trabajos anteriores se propone un modelo cinético para reacciones de epoxidación in situ catalizadas por ácido sulfúrico donde se considera individualmente la epoxidación de las insaturaciones presentes en los triacilgliceroles dependiendo del ácido graso de donde provienen (Oleico, Linoleico y Linolénico), este enfoque permite el modelamiento de la reacción de epoxidación de mezclas entre el aceite de palma y soya. Posteriormente, se obtuvieron epóxidos de palma y de soya individualmente bajo las condiciones determinadas como óptimas en la literatura en un reactor de 1L, a partir de estos se realizaron 3 mezclas diferentes: 50-50%,70-30% y80-20% de epoxidado de palma y de soya respectivamente, realizando con cada una 3 diferentes formulaciones de PVC flexible donde la carga de mezcla de epóxidos era 60,40, y 20 partes por 100 partes de resina de PVC suspensión. Se encontró que independientemente de la relación de epóxidos el efecto plastificante es el mismo sobre la formulación, sin embargo, la migración y la estabilidad de la formulación si se ve afectada por la concentración del oxígeno oxirano. Finalmente, la relación 70-30% epoxidado de palma-soya fue obtenida en un reactor de 40L, para este volumen de reactor la resistencia a la transferencia de masa tiene mayor efecto sobre el desarrollo del perfil de concentración del oxígeno oxirano.

A bibliographical review is presented about palm and soybean oils epoxidation reaction. A kinetic model is proposed for in situ epoxidation reactions catalyzed by sulfuric acid, in this model are considered as different species the unsaturation coming from different fatty acids in the triacylglycerol molecules (Oleic, linoleic and linolenic), the kinetic constants were established based on previous works. This model allows describing the concentration profile of oxirane ring of palm and soybean oils mixtures. Subsequently, Palm and Soybean epoxidized oil were obtained under óptimal conditions in a 1L reactor, 3 different mixtures were prepared: 50-50%, 70-30% and 80-20% Palm and soybean epoxidized oils respectively, 3 different flexible formulations are done with each epoxidized oils mixtures as plasticizers. The amount of plasticizers used was 20,40 and 60 parts for each 100 parts of PVC suspension resin used. It was found that the plasticizers effect was not related to the epoxidized oil composition, but of the quantity used in the formulation. Nevertheless, migration behavior and stability of the formulation was related to the oxirane ring concentration. Finally, the 70-30% mixture of Palm and soybean epoxidized oil was obtained in a 40L reactor vessel, for this reaction volume a considerable high resistance to mass transfer process was found out affecting the oxirane ring concentration profile.