Producción de epóxido de soya con ácido peracético generado in situ mediante catálisis homogénea

Soybean epoxide production with in situ peracetic acid using homogeneous catalysis

El uso de aceites vegetales se ha convertido en una excelente alternativa para la sustitución de productos de origen petroquímico. Los epóxidos obtenidos a partir de estos aceites se utilizan ampliamente como plastificantes y estabilizantes del PVC y como materia prima en la síntesis de polioles para la industria del poliuretano. Este trabajo presenta la obtención del epóxido de soya utilizando un catalizador homogéneo en un reactor agitado mecánicamente, a condiciones isotérmicas. Se obtiene como mejor resultado un contenido máximo de oxígeno oxirano de 6,4 %, usando concentraciones de peróxido de hidrógeno (25% de exceso molar), ácido acético (5% p/p) y ácido sulfúrico (2% p/p) a 80°C.

Introducción

El previsible agotamiento del petróleo ha generado gran interés científico y económico por disminuir la dependencia  de  la  industria con respecto al uso de productos de origen petroquímico que puedan sustituirse por derivados de recursos naturales renovables. Por tal razón, la modificación química de productos agrícolas ha tenido gran acogida, en especial el uso de aceites vegetales, cuyos altos volúmenes de producción satisfacen la demanda alimenticia     y permiten su aplicación en otras industrias. Este trabajo se orientó para contribuir al establecimiento de la factibilidad técnica y económica de producir, a gran escala, compuestos derivados de aceites vegetales (de importancia en el país) para su uso en la industria del plástico (producción de PVC, espumas de poliuretano, entre otros). Para este estudio se utilizará aceite de soya, el segundo de mayor producción en Colombia, el cual, debido a su alto grado de insaturación, se espera genere el epóxido de mejor desempeño.

El objetivo último de nuestra investigación es la evaluación del proceso de producción de polioles poliéster mediante la epoxidación y posterior hidroxilación del aceite de soya para su uso en la industria del poliuretano. Este artículo presenta, como primer  paso, el establecimiento de las condiciones de operación necesarias para la epoxidación de aceite de soya a nivel laboratorio, utilizando un catalizador apropiado. Se estudian variables fundamentales como concentración de reactivos y temperatura  mediante  el  uso de superficies de respuesta; además, el epóxido obtenido se caracteriza y compara satisfactoriamente con los productos comerciales.

Aspectos teóricos

Los epóxidos de cadena larga que se obtienen de los triglicéridos de aceites vegetales (Figura 1) pueden usarse directamente en PVC para modificar su flexibilidad, elasticidad y dureza, impartiendo al polímero estabilidad frente al calor y a la radiación UV. Además se utilizan como lubricantes y detergentes en el mejoramiento de propiedades, en la producción de recubrimientos cerámicos, pinturas, y en formulaciones cosméticas y farmacéuticas (Campanella y Baltanás, 2005: 208).