Dioctyl Phthalate (DOP)  là gì? Tính chất lý hóa, quy trình sản xuất và ứng dụng thực tế

Chu Văn An

Dioctyl phthalate (DOP), còn được gọi là di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP), là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm phthalate, được sử dụng rộng rãi làm chất hóa dẻo trong ngành nhựa, đặc biệt là polyvinyl clorua (PVC). Với vai trò quan trọng trong việc nâng cao tính linh hoạt và độ bền của vật liệu, DOP đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, nó cũng gây ra nhiều tranh cãi về tác động của nó tới sức khỏe và môi trường. Bài viết này sẽ đi sâu vào cấu tạo, quy trình sản xuất, ứng dụng, tác động và các quy định liên quan đến DOP.

1. Cấu trúc hóa học và tính chất lý hóa

1.1. Cấu trúc hóa học

Dioctyl phthalate có công thức phân tử C₂₄H₃₈O₄, là este của axit phthalic và rượu 2-ethylhexanol. DOP tồn tại dưới dạng chất lỏng nhớt, không màu, không mùi và không tan trong nước nhưng tan trong dầu và dung môi hữu cơ.

• Công thức hóa học: C6H4(CO2C8H17)2
• Khối lượng phân tử: 390,56 g/mol.
• Cấu trúc phân nhánh: Giúp tăng khả năng tương thích với polyme và giảm sự bay hơi.

1.2. Tính chất vật lý

• Điểm sôi: Khoảng 380°C.
• Mật độ: 0,98 g/cm³ ở 20°C.
• Độ hòa tan: Không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong cloroform, metanol và dầu.
• Tính ổn định: Ổn định ở nhiệt độ cao, tia UV và có khả năng chống thủy phân tốt.

1.3 Tính chất hóa học

DOP tương thích cao với nhiều polyme mà không làm thay đổi cấu trúc hóa học của chúng. Điều này làm cho DOP trở thành chất hóa dẻo lý tưởng để cải thiện độ mềm và tính linh hoạt của vật liệu.

2. Quy trình sản xuất

DOP được tạo ra thông qua phản ứng este hóa giữa anhydrit phthalic và rượu 2-ethylhexanol với sự có mặt của chất xúc tác axit như axit sulfuric hoặc axit para-toluenesulfonic.

Các bước chính:

Bước 1 – Giai đoạn tạo monoester

Phthalic anhydrit phản ứng với rượu tạo thành monoester.

Phản ứng này xảy ra nhanh chóng ở nhiệt độ khoảng 130–150°C.

Bước 2 – Giai đoạn tạo Diester

Monoester tiếp tục phản ứng với rượu tạo thành diester (DOP).

Quá trình này đòi hỏi phải loại bỏ nước bằng cách chưng cất để đẩy trạng thái cân bằng phản ứng về phía sản phẩm.

Bước 3 – Lọc và tinh chỉnh

Dùng than hoạt tính để khử màu.

Sản phẩm được tinh chế bằng phương pháp chưng cất chân không để đạt độ tinh khiết cao (>99%).

3. Ứng dụng thực tế

3.1. Ứng dụng trong ngành nhựa

DOP là chất hóa dẻo chính cho PVC, giúp tăng độ dẻo, dẻo và dễ gia công:

• Ống nhựa y tế: Dây truyền dịch, túi máu.
• Vật liệu xây dựng: Gạch Vinyl, màng chống thấm.
• Sản phẩm tiêu dùng: Đồ chơi trẻ em, chất phủ bề mặt.

Ứng dụng trong ngành nhựa

3.2. Ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác

Ngoài PVC, DOP còn được sử dụng:

• Là dung môi trong sơn, mực và keo.
• Là dầu thủy lực hoặc chất điện môi trong các thiết bị công nghệ cao.
• Là chất phụ gia trong mỹ phẩm hoặc thuốc trừ sâu.

4. Tác động đến sức khỏe và môi trường

4.1. Tác động đến sức khỏe

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng DOP có thể có tác động tiêu cực đến sức khỏe con người:

• Rối loạn nội tiết: DOP có thể bắt chước các hormone tự nhiên, gây mất cân bằng nội tiết tố.
• Độc tính sinh sản: Gây giảm số lượng tinh trùng ở nam giới và gây bất thường về hệ sinh sản ở động vật thí nghiệm.
• Sự phát triển của trẻ: Tiếp xúc với DOP có thể ảnh hưởng đến sự phát triển thần kinh của trẻ sơ sinh.

4.2. Tác động đến môi trường

DOP có khả năng tích lũy sinh học trong chuỗi thức ăn:

• Độc tính thủy sinh: Có hại cho cá và các loài thủy sinh khác khi rò rỉ ra môi trường nước.
• Khả năng phân hủy thấp: Tăng nguy cơ ô nhiễm lâu dài.

Dioctyl phthalate là một hợp chất quan trọng trong ngành nhựa do tính linh hoạt cao và giá thành thấp. Tuy nhiên, những tác động tiêu cực của nó đối với sức khỏe con người và môi trường đã khiến nó trở thành tâm điểm của nhiều cuộc tranh luận pháp lý trên toàn cầu. Tìm kiếm giải pháp thay thế an toàn hơn đang trở thành xu hướng tất yếu nhằm giảm thiểu rủi ro khi sử dụng DOP trong tương lai.