基于油脂抗氧化性能的復(fù)合增效抗氧化劑合成研究

齊 濤，張成林，王 磊，高志峰，徐正鑫

（營口風(fēng)光新材料股份有限公司，遼寧營口 115005）

復(fù)合增效抗氧化劑指的是在原有抗氧化劑的基礎(chǔ)上，通過添加某些化合物的方式，使化合物與原有抗氧化劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而起到增強(qiáng)抗氧化劑抗氧化效果的作用[1-2]。由此可見，傳統(tǒng)復(fù)合增效抗氧化劑合成中存在明顯不足有待加強(qiáng)。為解決傳統(tǒng)合成方法中存在的問題，考慮到油脂抗氧化性能，在復(fù)合增效抗氧化劑合成中必須對油脂進(jìn)行相應(yīng)的處理，進(jìn)而保證合成后復(fù)合增效抗氧化劑的抗氧化率。基于此，本文以考慮油脂抗氧化性能為前提條件，設(shè)計(jì)復(fù)合增效抗氧化劑合成方法，致力于從根本上提高該試劑合成后的抗氧化率。

1 油脂抗氧化性能

由于油脂本身不含有活性的氧化自由基，因此能夠中斷與自由基所產(chǎn)生的一系列化學(xué)反應(yīng)，防止油脂分子出現(xiàn)氧化酸敗的現(xiàn)象[3]。此過程可通過化學(xué)反應(yīng)方程式加以表現(xiàn)，其具體反應(yīng)過程如下：

通過上述化學(xué)反應(yīng)方程式，明確油脂抗氧化性能。在分析油脂抗氧化性能中可知，油脂抗氧化性能對油脂分子的狀態(tài)具有一定的要求，需要利用水化脫膠的方式，對油脂分子進(jìn)行脫酸，并通過真空干燥鍋加以干燥處理，經(jīng)過脫色、真空除臭的工藝流程，完成油脂分子處理。在此基礎(chǔ)上，考慮油脂抗氧化性能設(shè)計(jì)復(fù)合增效抗氧化劑合成方法。

2 基于油脂抗氧化性能的復(fù)合增效抗氧化劑合成方法

2.1 復(fù)合增效抗氧化劑合成材料選擇

針對傳統(tǒng)復(fù)合增效抗氧化劑合成存在的問題，基于油脂抗氧化性能提出一種全新的合成方法，合成一種抗氧化率高的復(fù)合增效抗氧化劑[4]。該合成方法中材料的選擇如表1所示。

表1 復(fù)合增效抗氧化劑合成材料選擇

表1中的油脂主要成分為甘油三酯、脂肪酸、磷脂、生育酚、生育三烯酚、甾醇、有色化合物。這些為本文基于油脂抗氧化性能下選擇的復(fù)合增效抗氧化劑合成材料。

2.2 復(fù)合增效抗氧化劑合成設(shè)備

本次復(fù)合增效抗氧化劑合成中，涉及的設(shè)備包括：真空過濾機(jī)、高速離心機(jī)、自動電熱鼓風(fēng)烘箱、真空干燥鍋、磁力攪拌器、恒溫水浴鍋、板框過濾機(jī)以及移液管等，其中還需要準(zhǔn)備用于測量方面的電子天平。

2.3 復(fù)合增效抗氧化劑合成流程

完成對復(fù)合增效抗氧化劑合成設(shè)備的選擇后，根據(jù)合成試劑的需要，對基于油脂抗氧化性能的復(fù)合增效抗氧化劑進(jìn)行合成，具體合成流程為：

（1）稱取上述配方量的三氯甲烷、重格酸鉀、氫氧化鈉、二特丁基對甲酚、酚酞、過硫酸鈉、特丁基對苯二酚，利用磁力攪拌器充分混合并攪拌均勻；考慮油脂抗氧化性能針對油脂進(jìn)行處理，通過水化脫膠的方式，進(jìn)行油脂分子脫酸，并通過真空干燥鍋加以干燥處理，經(jīng)過脫色、真空除臭的工藝流程與上述試劑混合，裝入移液管。

（2）將第一步中得到的混合物中加入丙酮攪拌均勻，即可得到復(fù)合溶液。

（3）針對復(fù)合溶液進(jìn)行除水，利用恒溫水浴鍋將溫度恒定在38℃，在此過程中，不停攪拌，在2h左右拿出復(fù)合溶液，裝入自動電熱鼓風(fēng)烘箱，停止攪拌。

（4）通過高速離心機(jī)在25 000r/min轉(zhuǎn)速下，快速分離復(fù)合溶液，將分離后的復(fù)合溶液倒入分液漏斗，在80℃水溫中進(jìn)行洗滌。

（5）將洗滌后的復(fù)合溶液倒進(jìn)板框過濾機(jī)，進(jìn)而對復(fù)合溶液達(dá)到提純的目的。

（6）將復(fù)合溶液倒進(jìn)真空過濾機(jī)，最終得到復(fù)合增效抗氧化劑。

2.4 復(fù)合增效抗氧化劑合成

通過上述復(fù)合增效抗氧化劑合成流程，在MTO烯烴分離中采用ZSM-5合成劑應(yīng)用時，首先應(yīng)當(dāng)合成多級孔道的ZSM-5催化劑分子篩。將不同復(fù)合增效抗氧化劑與對應(yīng)的有機(jī)導(dǎo)向劑相互融合，并在溫度為0～25℃恒溫狀態(tài)下持續(xù)攪拌3～18h。再向混合后的溶液中添加硅源成分以及有機(jī)添加劑，繼續(xù)進(jìn)行攪拌直到溶液變成凝膠狀態(tài)。最后將凝膠在溫度在36～85℃環(huán)境下進(jìn)行攪拌，在溫度為55～185℃環(huán)境下進(jìn)行15～220h的晶化反應(yīng)。根據(jù)不同鋁源、硅源等成分組成，在合成多級孔道ZSM-5催化劑分子篩時應(yīng)保證氫氧根離子（OH-）∶二氧化硅（SiO2）∶氧化鋁（Al2O3）∶有機(jī)導(dǎo)向劑：有機(jī)添加 劑=（0.15～0.36）∶1.2：（0.0004～0.012）∶（12～22）：（0.12～0.65）∶（0.25～6.5）。將合成后的多級孔道ZSM-5催化劑分子篩作為MTO烯烴分離中的催化劑時，可以表現(xiàn)出更高的丙烯選擇性以及P/E比。復(fù)合增效抗氧化劑的合成工藝如表2所示。

表2 復(fù)合增效抗氧化劑的合成工藝表

由表2可以看出，在合成復(fù)合增效抗氧化劑時，可采用的硅源包括正硅酸乙酯和硅溶膠等材料。但在實(shí)際復(fù)合增效抗氧化劑合成過程中，考慮油脂抗氧化性能采用正硅酸乙酯會進(jìn)一步提高復(fù)合增效抗氧化劑的合成成本，因此為了保證復(fù)合增效抗氧化劑合成的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)盡可能選擇低成本的油脂進(jìn)行合成。通過合成得到的復(fù)合增效抗氧化劑具有良好的選擇性，且使用價值較高。以此，實(shí)現(xiàn)復(fù)合增效抗氧化劑合成。

3 實(shí)例分析

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

提出實(shí)例分析，選定某抗氧化劑作為本次實(shí)驗(yàn)的樣品。為明確抗氧化劑中的化學(xué)成分，對抗氧化劑試樣進(jìn)行化學(xué)分析，得到抗氧化劑試樣化學(xué)分析結(jié)果，如表3所示。

表3 抗氧化劑試樣化學(xué)分析結(jié)果

結(jié)合表3信息，在明確抗氧化劑試樣化學(xué)分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取AB-DTPA增效劑作為復(fù)合增效抗氧化劑合成中的增效取劑。設(shè)定本次實(shí)驗(yàn)的對比指標(biāo)為合成復(fù)合增效抗氧化劑的抗氧化率，抗氧化率越高證明該合成方法的復(fù)合增效抗氧化劑抗氧化性能越強(qiáng)。首先，使用本文設(shè)計(jì)方法，合成復(fù)合增效抗氧化劑，通過MATLAB軟件記錄其抗氧化率，記為實(shí)驗(yàn)組；再使用傳統(tǒng)方法，合成復(fù)合增效抗氧化劑，同樣通過matlab軟件記錄其抗氧化率，記為對照組。設(shè)置實(shí)驗(yàn)次數(shù)為10次，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，抗氧化率對比結(jié)果如表4所示。

表4 抗氧化率對比結(jié)果

結(jié)合表4所示，實(shí)驗(yàn)組合成后的復(fù)合增效抗氧化劑抗氧化率明顯高于對照組，具有現(xiàn)實(shí)推廣價值，有必要在現(xiàn)實(shí)中廣泛投入使用。

4 結(jié)束語

通過實(shí)例分析的方式，證明了設(shè)計(jì)合成方法在實(shí)際應(yīng)用中的適用性，以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性。因此，通過本文設(shè)計(jì)，能夠解決傳統(tǒng)復(fù)合增效抗氧化劑合成中存在的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現(xiàn)為未對本次合成復(fù)合增效抗氧化劑抗氧化率測定結(jié)果的精密度與準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)一步提高復(fù)合增效抗氧化劑抗氧化率測定結(jié)果的可信度。