蓖麻油的特点分类及其应用

编写：德瑞化学，李中和，20160731

一、蓖麻油介绍

蓖麻油（castor oil，oleum ricini，castor-oil）外观为无色或浅黄色粘稠状透明液体，蓖麻油是一种不挥发、无刺激性、不干性（不干燥）油脂，粘度高、酸度低、耐高温、不易氧化以及不易凝固，都是蓖麻油作为重要工业原料的优良特点，尤其用作飞机、 汽车等重要机械润滑油和刹车油的唯一选择。即使在 500-600 度的高温下蓖麻油也不会不变质，更为重要的是不燃烧，零下 18 度的低温下也不会凝固。新鲜而纯净的蓖麻油具有特殊的辛辣气味，由于其含有蓖麻毒蛋白、蓖麻碱和有毒的过敏素，食用后令人恶心、呕吐、腹泻。

蓖麻油酸(化学名为 12-羟基-9-十八烯酸)是蓖麻油的主要成分，分子链上含有酯键、不饱和双键和羟基，可以发生水解、酯化、加成、脱水、氧化、酰胺化等多种反应制得不同的改性化学产品，如蓖麻油系聚氨酯、脱水蓖麻油、氢化蓖麻油、蓖麻油脂肪酸、合成蜡、增塑剂等。由于蓖麻油分子中含有丰富的双键、羟基、酯基等活性官能团，所以可发生水解、加成、酯交换、酯化、氧化、裂化、环氧化、酰化等诸多化学反应, 其下游产品的综合开发可获得数百种精细化工基本原料。

蓖麻油主要成分是脂肪酸的甘油三酸酯，具有良好的贮存性能，在空气中几乎不氧化酸败，长期保存不变质，有很强的旋光性，介电常数约为 4.3，黏度比一般油脂高，相对密度和乙酰值大于一般的油脂，平均分子量为 930，蓖麻油是唯一一种以含羟基酸为主的油脂，与其他植物油相比具有高羟基值和高酰值的特点，羟值为 160mg KOH/g。

因为蓖麻油的唯一性，它在目前的经济发展过程中越想越受到重视。从目前的情形看，蓖麻籽的产量完全无法无法满足市场的强大需求。现在无论国内国外对蓖麻的各个方面的研究也开展得越来越频繁。为了提高蓖麻产量，人们第一个想到的就是通过培育优秀的新品种的提高蓖麻产量，因为蓖麻杂种有特别的优势，科学家也在加入蓖麻物种研究中，这样就能更大的提高籽的产量。但是蓖麻生产中遇到的一些问题单靠这样简单的育种是不能解决的。因此将生物遗传的研究方法更为有效。不仅能改善的产量，更能降低蓖麻毒素和过敏的问题，这样生产出的蓖麻种子才是真正意义上的高品质的产品。

世界上蓖麻产量最高的国家是印度。 在印度每年都有大量蓖麻出口到美国，极大的促进了印度的经济。但是虫害是蓖麻最大的产量障碍，因此美国的科学家希望研究一种新方法解决蓖麻虫害问题，这个方法就是遗传转化。但是蓖麻本身可靠的抗体很少，获得也很困难，因此这个新方法实施起来并不容易。但是根据最新消息，印度科学家在这方面已取得了喜人的初步进展。

二、蓖麻油主要特性

蓖麻油中含大量的蓖麻酸(80%以上），因此具许多独特的性质：

1.易溶解于乙醇，很难溶解于石油醚。这一特性的存在较易将蓖麻油与其它油脂区别。

2.粘度比一般油脂高很多，25℃时为 680CPS，粘度指数 84，摩擦系数很低（为 0.1)。 蓖麻油的流动性好，精制蓖麻油在-22 时仍可流动，-50 急冷后无混浊，是航空和高速机械理想的润滑油及动力皮带的极佳的保护油。

3.有很强的旋光性，因为它的主要脂肪酸-蓖麻油酸中的不对称碳原子在 12 位后。

4.介电常数约为 4.30，是常见油脂中最高者。

5.蓖麻油的相对密度和乙酰值都大于一般油脂。

6.蓖麻油在空气中几乎不发生氧化酸败，储藏稳定性好，是典型的不干性油脂。

精炼蓖麻油理化常数

平均分子量：930

相对密度（d20℃）：0.9550-0.9750

折光指数（n20℃)：1.4765-1.4819

粘度(E020℃）：大于 14

粘度指数：84

凝固点（℃）：-10- -18℃

碘值(g 碘/100g 油）：82-90

皂化值（mgKOH/g 油）：175-187

硫氰值 81-82

燃点（℃）：322

介电常数：4.3

摩擦系数：0.1

脂肪酸平均分子量：290-300

总脂肪酸含量（%)：约 96

蓖麻油的脂肪酸组成（%)：

蓖麻酸：80-88

油酸：3-9

亚油酸：2.0-3.5

硬脂酸： 0.5-3.0

二羟硬脂酸：0.6-2.0

三、精制蓖麻油的用途范围

以及蓖麻油诱导体在药品、化妆品、润滑油、润滑剂、金属加工油、纤维油剂、涂料、塑料、粘合剂、可塑剂等方面用途广泛。

蓖麻油可以从称为蓖麻（大戟科）的植物种子抽取。蓖麻油是由脂肪酸和甘油构成的酯。该脂肪酸中月桂酸约占 90%，因此，其显示与其他植物油脂不同的独特形状。

蓖麻油能溶解于除了脂肪酸碳化氢(石油烃类溶剂)以外的大部分有机溶剂，特别具有对酒精显示可溶性的特征。另外，蓖麻油对硝酸纤维素、乙基纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚酰胺、丁化三聚氰胺(或者尿素) 甲醛树脂、松香、虫胶等具有良好的相溶性，并且可作为增塑剂使用。另外，对聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯·聚乙酸乙烯酯·乙烯醇的共聚物、氯化橡胶也有较好的相溶性。

蓖麻油具有良好稳定性、保色性、可挠性、颜料分散性、湿润性、润滑性、低温特性、电气特性以及生物特性, 因此，可以就此配合应用于涂料清漆、人造皮革、油墨、绘画、密封剂、纺织、塑料、运输和润滑剂、增塑剂、化妆品、聚氨酯树脂、金属加工油、表面活性剂、电气绝缘材料、医药等多个领域。

蓖麻油能够通过所具有的 OH 基、双键以及酯键进行很多化学反应，由此得到的形成物广泛应用于涂料工业、塑料工业、橡胶工业、建材工业、金属工业以及机械工业等。

基于生物降解性的蓖麻油衍生产品在未来具有更多新的用途，如可生物降解润滑油、可生物降解塑料等。对蓖麻油酸甲酯进行乙酰化和环氧化生成可生物降解的环氧乙酰蓖麻油酸甲酯是一种非常好的增塑剂，可以将它掺杂在聚氯乙烯中，制备可生物降解塑料，广泛应用于透明盒、桌布、遮阳篷、办公用品、浴帘和鞋面料包装材料、食品和药物装袋、医用输血袋等领域。

蓖麻油衍生物种类：根据蓖麻油的特殊结构和性质，可以通过一系列的化学反应对其进行改性得到多种蓖麻油衍生物产品。主要产品有：1 脱水蓖麻油，2 酯交换蓖麻油，3 碱裂解蓖麻油，4 氢化蓖麻油，5 环氧化蓖麻油，6 蓖麻油基聚氨酯，7 热裂解蓖麻油，8 乙酰化蓖麻油。

精炼蓖麻油技术指标：

品名	色调		水分	酸值	皂化值	碘值	羟基值	备考
	Y	R	%	mgKOH/g	mgKOH/g	gI2/100g	mgKOH/g
特 A	9 以下	0.9 以下	0.15 以下	1.5 以下	176〜187	83〜89	156〜165	淡色低臭气
特 A	10 以下	1.0 以下	0.2 以下	2.0 以下	176〜187	83〜89	156〜165	淡色
工 1	20 以下	2.0 以下	0.2 以下	4.0 以下	176〜187	83〜89	156〜165

共同特性: 1.比重(25℃/25℃)： 0.959； 2.屈折率（nd20）：1.477 3.粘度(25℃) ：680mPa·s； 4.流动点 ：-22℃；

5.引火点 ：292℃； 6.燃点： 449℃；

四、蓖麻油衍生物

脱水蓖麻油(DCO)、聚合脱水蓖麻油(DCO Z)

蓖麻硬化油

蓖麻油脂肪酸(CO-FA) 蓖麻醇酸

脱水蓖麻油脂肪酸(DCO-FA)

12-羟基硬脂酸

高级马来化油 HIMALEIN

吹制蓖麻油CELEBONOL

合成蜡

DCO 和 DCO Z 是由不干性蓖麻油经过化学反应形成的干性油。

脱水蓖麻油的脂肪酸大部分由十八二烯酸构成。含有共轭二烯酸，是其很大特征。

DCO 比亚麻油速干性强，其漆膜具有良好的非黄变性、耐密着度、耐水度、可挠性、硬度、光泽。

把 DCO 做为油漆、醇酸树脂、苯乙烯化油等，广泛用于生产合成树脂涂料以及印刷墨水。 DCO Z 是把脱水蓖麻油经热聚合提高粘度的，与桐油比较在漆烹调时凝胶化的可能性很少，并能在低温下稀释，较容易管理生产漆工序。

DCO Z 适于生产白色或淡色速干瓷漆、超级漆，绝缘漆、油墨、密封剂、铁筋处理材料。

品名	色调	粘度	酸值	碘值	羟基值
	伽德纳色标	伽德纳 25℃	mgKOH/g	gl2/100g	mgKOH/g
DCO	5 以下	F～H	2.0 以下	140～144	18.0 以下
聚合脱水蓖麻油Z-3	8 以下	Z2～Z4	8.0 以下	120～130	-

脱水蓖麻油

脱水蓖麻油具有良好的柔性、快速干燥性、优秀的颜色保持性和防水性能，广泛应用于涂料和清漆行业中。在制备脱水蓖麻油时，在催化剂作用下，真空条件（230～280℃），反应脱除一个羟基以及与羟基相邻的一个氢，最终形成共轭或非共轭二烯产物。通常二烯含量越高，脱水蓖麻油的防水性能越好。

近年来，关于脱水蓖麻油抗光氧化能力的研究主要集中在制备油性漆和醇酸树脂漆以及薄膜材料等方向，由于其耐水性和漆膜干性比桐油所制漆高，因此具有漆膜耐久性强、耐磨、耐冲击、不变色、附着力强等优点。目前，国外有学者利用脱水蓖麻油来制备新型薄膜材料附着在不锈钢、玻璃和钛等材料上达到增韧并且延长使用寿命的效果。用于蓖麻油脱水反应的催化剂很多，其中使用最广泛是硫酸、硫酸氢钠和酸活化黏土。在催化脱水过程中，催化剂的选择至关重要，因为催化脱水反应的条件及产品质量取决于催化剂的种类。将磺酸和磷酸用作催化剂，虽然最终产物的共轭二烯含量很高，但产品却呈现很差的干燥性能。由于脱水反应形成的共轭双键很容易发生聚合反应，某些相应的抗聚物质被加入到催化剂中，如 NaHSO3 有效阻止了聚合反应，使生成的产物具有色泽浅、低黏度及高浓度的特点。

蓖麻硬化油是蓖麻油的氢化物，白色硬固但较脆的蜡，融点为 85℃。

蓖麻硬化油与乙基纤维素、乙酸丁酸纤维素、天然橡胶、合成橡胶、聚乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸、松香、虫胶、植物蜡及褐煤蜡有较好的相溶性。

蓖麻硬化油对热比较稳定，可与其他蜡混合提高耐溶剂性、耐油性、硬度以及融点。应用于化妆品、润滑脂、皮鞋油、蜡笔以及医药品等。

品名	外观	色调	融点	酸值	皂化点	碘值	羟基值
		伽德纳	℃	mgKOH/g	mgKOH/g	gI2/100g	mgKOH/g
硬化蓖麻油	白色薄片	2 以下	84～87	2 以下	175～185	3 以下	155～165

CO-FA 是可以对蓖麻油进行皂化分解制取的脂肪酸，凝固点约为 5℃的淡黄色液体。蓖麻醇酸是除去CO-FA 中结晶析出的饱和脂肪酸所得的物质。