周永芳;陈平;蒋平平;刘涛;高魏
【摘 要】系统地介绍了三乙酸甘油酯的概况、用途;传统间歇法生产工艺、DCS控制连续化生产工艺;产品的工业应用领域范围,优质三乙酸甘油酯的质量特点和生产方法及国家行业标准YC144-2017标准修订与内容的解读.指出了产品的今后的发展方向及进一步提高产品质量的建议.
【期刊名称】《塑料助剂》
【年(卷),期】2018(000)005
【总页数】9页(P1-9)
【关键词】三乙酸甘油酯;技术进展;间歇法;连续法;增塑剂;产品标准 【作 者】周永芳;陈平;蒋平平;刘涛;高魏
【作者单位】江苏雷蒙新材料有限公司,宜兴,214213;江苏雷蒙新材料有限公司,宜兴,214213;江南大学化学与材料工程学院,无锡,214122;江南大学化学与材料工程学院,无锡,214122;江南大学化学与材料工程学院,无锡,214122
【正文语种】中 文
在使用二醋酸纤维素丝束制作卷烟滤棒时，需要添加一种材料，该材料一方面能改善丝束加工成型时的工艺性能（如润滑性），同时又能使醋纤丝束表面局部溶解继而粘连进而固化，达到增加滤棒硬度与成形的目的。此类产品在高分子材料的加工领域中常称为增塑剂。卷烟滤棒使用情况的特殊性，要求使用的增塑剂是无、无味、无毒，与二醋酸纤维素相溶性很好且具有较低黏度的液体。综合考虑安全、卫生、环保、使用性能、来源及成本等许多方面因素，三乙酸甘油酯和其他增塑剂品种相比较，具有安全无毒、易降解、制造工艺成熟、来源稳定且成本适中等优点。所以，目前国内外卷烟行业生产醋纤滤棒的，普遍采用三乙酸甘油酯作为增塑剂。 1 三乙酸甘油酯的概况
1.1 定义
由丙三醇（甘油）与乙酸（醋酸）或乙酸酐（醋酐）在酸性催化剂作用下或没有催化剂的存在下，经酯化反应制得的无、无嗅油状粘稠液体。在卷烟生产中，主要用于醋酸纤维滤棒的增塑固化。 中文名称：丙三醇三乙酸酯
其他名称：三乙酸甘油酯、甘油三乙酸酯、三醋精
英文名称：Triacetin；Glycer Triacetate
分子式：C9H14O6
结构简式：
相对分子质量：218.20
CAS号：102-76-1
FEMA号：2007
EC 号：203-051-9
GB 2760-2007（《中华人民共和国食品添加剂使用卫生标准》2007版）中允许使用的食品用人造香料名单附录表的B3中编码为A3050。
1.2 性质
三乙酸甘油酯物理性质见表1。
表1 三乙酸甘油酯的物理性质Tab.1 Physical characters of glycerin triacetate性 质 数 值沸点（5.33 Pa）/℃ 172熔点/℃ -78相对密度（25℃/4℃） 1.1562折射率（20℃） 1.4307介电常数（21℃） 6.0±1偶极矩（苯）/（10-30C·m） 8.61黏度（25 ℃）/mPa·s 16.1表面张力（21 ℃，N2）/（mN·m-1） 35.6±2闪点（闭口）/℃ 138闪点（开口）/℃ 146燃点/℃ 433蒸发热（25℃）/（kJ·mol-1） 82.1±0.21蒸气压（60℃）/kPa 0.00666蒸气相对密度（空气＝1） 7.52
关于三乙酸甘油酯的熔点或凝固点，在北方，冬天-15℃就曾发现过三乙酸甘油酯凝固的现象，可能与气候条件呈相关关系，但在实验室中，不论是玻璃瓶、塑料瓶、金属包装，在
冰箱（-19℃）和冰库（-35℃）的低温下，均未发现有凝固现象。
25℃时，在水中的溶解度为70 g/L。能溶解于醇、醚、苯、氯仿、低级脂肪酸酯和蓖麻油，但不溶于正己烷、正庚烷等直链烷烃，也不溶于亚麻仁油。在PVC的常用增塑剂中与柠檬酸酯、酒石酸二丁酯、己二酸二辛酯、环氧大豆油等相溶，而与许多长碳链的醇制成的增塑剂如 DOP、DOTP、DINP等不相溶。
在高分子材料里，能溶解醋酸纤维、丙烯酸树脂，聚乙酸乙烯酯等，对天然松香也有一定的溶解，但与聚氯乙烯、聚苯乙烯、氯化橡胶不相溶。
三乙酸甘油酯与水能发生皂化反应，在酸、碱、高温或其他杂质存在的情况下，反应速度大大加快，生成二乙酸甘油酯和乙酸，使产品分子结构改变，导致品质变差直至不能使用。
1.3 毒性和危害性
三乙酸甘油酯的毒性和危害性数据见表2。
表2 毒性和危害性测试数据Tab.2 Test data on toxicity and harmfulness of glycerin triacetate注1：NFPA——美国防火协会标准2：OECD——国际经合组织项 目 数 据 协 议健康危害（NFPA） 1火灾危害（NFPA） 1反应性危害（NFPA） 0急性口服毒性 大白鼠:LD50＞2000 mg/kg OECD TG 40急性吸入毒性 大白鼠:LD50＞1721 mg/kg OECD TG 403急性皮肤毒性 家兔：LD50＞2000 mg/kg皮肤刺激性 无刺激性 OECD TG 404眼睛刺激性 无刺激性 OECD TG 405
2 三乙酸甘油酯的用途
2.1 三乙酸甘油酯在卷烟生产中的应用
工业生产中三乙酸甘油酯用于卷烟醋纤滤棒成型工艺中的目的在于两个方面，一是改善丝束成型时的加工性能并得到能满足卷烟接装工艺需要的滤棒；二是通过在丝束中加入了三乙酸甘油酯，在卷烟抽吸过程中，增塑后的醋纤滤棒能降低烟气中的刺、杂、呛、辣感，起到过滤部分有害物质的作用，使香烟具有丰满洁净，达到令人满意的口感效果，所以对三乙酸甘油酯具有较高的品质要求。
2.2 食品及医药方面
（1）由于三乙酸甘油酯有良好的固水性能，常用作糕点食品的保湿剂。
（2）在香精香料行业中，用作香精香料的溶剂和定香剂。
（3）在医药方面用作胶囊丸和药片糖衣的增塑剂和粘结剂。
（4）与单、双脂肪酸甘油脂组成口香糖中的乳化剂。
（5）用于食品工业原料，在食品乳化剂的生产中，用三乙酸甘油酯与甘油三脂肪酸酯在碱性催化剂或生物酶作用下进行酯交换反应，生成乙酸甘油单、二脂肪酸酯，在食品工业特别是冷饮品中有着十分重要的用途。
2.3 增塑剂行业
由于邻苯类增塑剂在许多领域被禁用，各种环保增塑剂应运而生。而三乙酸甘油酯安全无毒、易生物降解，且主要原料甘油均可来源于天然与生物原料，是典型的环保增塑剂品种。一方面在许多领域如粘合剂、油墨、生物塑料的加工过程中，三乙酸甘油酯可代替或部分代替低相对分子质量增塑剂如邻苯二甲酸二丁酯（DBP）等直接应用。另一方面，以
三乙酸甘油酯为原料，与较长碳链的脂肪酸（如月桂酸等）反应，生成二乙酸单月桂酸甘油酯，是一种安全无毒、环保性能好、增塑性能较全面的新型环保增塑剂。
2.4 铸造行业方面
三乙酸甘油酯用作铸造型砂的硬化剂。在水玻璃型砂中，用量为型砂量的0.42%～0.45%；在碱性酚醛树脂型砂中，用量为型砂量的0.375%～0.45%。使用三乙酸甘油酯的主要作用，一是型砂不需经烘干或吹二氧化碳硬化，在24 h内会产生自硬作用，即可达到浇铸所需的硬度。二是使用三乙酸甘油酯等有机酯的型砂浇铸工艺，浇铸时不产生有毒气体；由于型砂退让性好，铸件无裂纹，表面光洁，尺寸精度好，加工余量小；型砂浇铸时溃散性好，砂的回用率可达85%～90%；易清砂，工人劳动强度低，劳动环境好。
2.5 其他
可用于火箭固体发射药粘结剂，酯酶底物测定，气相谱固定液，印染助剂，家用漂白剂等方面。
3 三乙酸甘油酯的合成工艺
3.1 化学反应方程式
三乙酸甘油酯是以丙三醇（甘油）和乙酸（醋酸）加热分离掉生成的水分，得到半成品，再经乙酸酐（醋酐）深度酯化得到粗成品，并经脱酸、精制而成。 主要的化学反应式见式（1）～式（3）。
酯化反应是一个可逆反应，为了加快正向反应，并使丙三醇最大限度的酯化，传统的工艺一般采用乙酸过量、添加催化剂、用带水剂不断把反应生成的水从塔顶分离出去的办法，可以得到丙三醇酯化转化率90%以上的半成品。由于丙三醇分子中间的-OH为仲羟基，反应活性较差，空间位阻的影响较大，要使二乙酸甘油酯完全生成三乙酸甘油酯必须强化反应条件，如采用乙酸酐强化酯化的过程，反应方程式见式（4）。
