HUILE DE SOJA ÉPOXYDÉE

Numéro CAS : 8013-07-8 (Huile de soja époxydée ; Numéro CAS de l’huile de soja raffinée non modifiée de départ : 8001-22-7)
Numéro CE : 232-391-0 (EINECS 232-391-0 ; Substance UVCB enregistrée au titre de REACH dans l’UE : Huile de soja époxydée ; Numéro CE de l’huile de soja de départ : 232-274-4)
Formule moléculaire : C57H98O12 à C57H106O10 (Structure représentative d’un triacylglycérol époxydé contenant en moyenne 4.0 à 4.6 cycles oxirane à trois chaînons par molécule de triglycéride)
Masse moléculaire : Masse molaire moyenne en masse d’environ 950.0 à 1,000.0 g/mol (Typiquement 975.0 à 999.4 g/mol selon la distribution initiale des acides gras C18:1 / C18:2 / C18:3 et le degré de conversion en oxirane)
Nom INCI : HUILE DE SOJA ÉPOXYDÉE
Numéro E : Sans objet en tant qu’additif alimentaire direct (Plastifiant et stabilisant thermique autorisé pour les matériaux au contact des aliments au titre du règlement de l’UE no 10/2011, Substance MCA no 532 / Référence no 88640, avec une LMS = 60 mg/kg et 30 mg/kg pour les joints de bocaux d’aliments pour nourrissons, et des dispositions américaines FDA 21 CFR 181.27, 175.105, 175.300, 177.1210, 177.1650 et 177.2600)
Point de fusion : Point d’écoulement -2.0 °C à -8.0 °C (28.4 °F à 17.6 °F) ; Point de trouble 0.0 °C à +8.0 °C (32.0 °F à 46.4 °F) ; se solidifie de manière réversible en une pâte cireuse blanche à jaune pâle en dessous de -5.0 °C à -10.0 °C (23.0 °F à 14.0 °F)
Point d’ébullition : > 280.0 °C à 340.0 °C (> 536.0 °F à 644.0 °F) avec décomposition thermique à la pression atmosphérique de 101.3 kPa (Environ > 150.0 °C sous une pression réduite de 0.5 kPa ; le point d’éclair en vase ouvert selon ASTM D92 est >= 280.0 °C à 315.0 °C)
Viscosité : Viscosité dynamique de 320 à 600 mPa.s (cP) à 25 °C (Typiquement 350 à 480 mPa.s à 25 °C, 500 à 650 mPa.s à 20 °C et 110 à 160 mPa.s à 50 °C ; Viscosité cinématique d’environ 350 à 520 mm2/s ou cSt à 25 °C)
Masse volumique : 0.985 à 0.998 g/cm3 (985 à 998 kg/m3, typiquement 0.990 à 0.995 g/cm3) à 20 °C à 25 °C (ISO 6883 / ASTM D1475 ; Densité relative à 25/25 °C : 0.988 à 0.996)

Synonymes les plus fréquemment rencontrés :
Huile de soja époxydée
HUILE DE SOJA ÉPOXYDÉE
Huile de soja époxydée
ESBO
ESO
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Huile de soja époxydée
Époxyde d’huile de soja
Substance MCA de l’UE no 532 (Réf. no 88640)
UNII-59A620186E
CAS 8013-07-8
CE 232-391-0

PRÉSENTATION DU PRODUIT, IDENTITÉ CHIMIQUE ET ARCHITECTURE OLÉOCHIMIQUE

L’huile de soja époxydée — enregistrée mondialement sous le numéro CAS 8013-07-8 et le numéro de la Communauté européenne (CE / EINECS) 232-391-0, avec le code FDA UNII 59A620186E, le numéro de substance pour matériaux au contact des aliments de l’UE 532 (Référence no 88640) et la désignation cosmétique INCI HUILE DE SOJA ÉPOXYDÉE — est un ester de triacylglycérol chimiquement fonctionnalisé, 100 pour cent biosourcé, produit par époxydation catalytique contrôlée de l’huile de soja raffinée (Glycine max). Connue dans les industries internationales de la formulation du polychlorure de vinyle (PVC), des films d’emballage alimentaire, de l’extrusion de dispositifs médicaux, de la dispersion pigmentaire et des résines de spécialité sous ses principaux synonymes huile de soja époxydée, ESBO, ESO, huile de soja époxydée, huile de soja époxydée et, dans le commerce chimique turc, huile de soja époxydée, huile de soja époxydée ou huile de soja époxydée, ce liquide visqueux jaune pâle à incolore est fourni par Ataman Kimya en qualités industrielle, apte au contact alimentaire et médicale à teneur élevée en oxirane.

Du point de vue de la classification chimique et réglementaire, l’huile de soja époxydée appartient à la catégorie des substances UVCB (substances de composition inconnue ou variable, produits de réaction complexes ou matières biologiques), mais son architecture fonctionnelle est rigoureusement définie par des spécifications quantitatives de chimie par voie humide — avant tout sa teneur en oxygène oxirane (indice d’époxyde) et son indice d’iode résiduel. L’huile de soja raffinée de départ (CAS 8001-22-7) est un triester naturel du glycérol composé de trois chaînes acyles d’acides gras C16 à C18 réparties sur les positions sn-1, sn-2 et sn-3 du squelette du glycérol :

- Acide linoléique (C18:2, acide cis,cis-9,12-octadécadiénoïque contenant deux doubles liaisons carbone-carbone internes) : 50.0 pour cent à 55.0 pour cent m/m.
- Acide oléique (C18:1, acide cis-9-octadécénoïque contenant une double liaison interne) : 22.0 pour cent à 26.0 pour cent m/m.
- Acide alpha-linolénique (C18:3, acide cis,cis,cis-9,12,15-octadécatriénoïque contenant trois doubles liaisons internes) : 7.0 pour cent à 10.0 pour cent m/m.
- Acide palmitique (C16:0, acide hexadécanoïque saturé) : 10.0 pour cent à 12.0 pour cent m/m.
- Acide stéarique (C18:0, acide octadécanoïque saturé) : 3.5 pour cent à 5.0 pour cent m/m.

Environ 84 pour cent à 86 pour cent des chaînes d’acides gras de l’huile de soja native étant insaturées, chaque molécule de triglycéride de soja de départ (masse moléculaire moyenne ~872 à 885 g/mol) contient en moyenne 4.4 à 4.6 doubles liaisons oléfiniques carbone-carbone (-CH=CH-), correspondant à un indice d’iode initial de 125 à 138 g I2/100 g. Pendant l’époxydation par peracide, des atomes d’oxygène électrophiles sont transférés sur ces doubles liaisons cis-alcènes internes pour créer des cycles éther à trois chaînons sous tension, appelés groupes oxirane ou époxyde (-CH(O)CH-).
Chaque liaison oléfinique incorporant un atome d’oxygène (masse atomique 16.00 g/mol), la conversion de 4.2 à 4.5 doubles liaisons par triglycéride augmente la masse moléculaire moyenne jusqu’à environ 950 à 1,000 g/mol (typiquement 975 à 999.4 g/mol), représentée par des formules empiriques allant de C57H98O12 (comme le tris[9,10,12,13-diépoxyoctadécanoate] de 1,2,3-propanetriyle) à C57H106O10. Par conséquent, la teneur maximale théorique en oxygène oxirane d’une matière première d’huile de soja présentant un indice d’iode initial de 130 à 134 g I2/100 g est d’environ 7.05 pour cent à 7.20 pour cent m/m. L’huile de soja époxydée commerciale de haute pureté fournie par Ataman Kimya atteint une teneur en oxygène oxirane de 6.2 pour cent à 7.0 pour cent m/m (équivalant à un poids équivalent époxy, EEW, de 228 à 258 g/eq et à un indice d’époxyde de 3.87 à 4.38 mol/kg), tout en abaissant l’indice d’iode résiduel en dessous de 1.5 à 3.0 g I2/100 g.

Les spécialistes des achats et les formulateurs de polymères doivent clairement distinguer l’huile de soja époxydée (CAS 8013-07-8) de deux autres dérivés commerciaux de l’huile de soja :
1. Distinction avec l’huile de soja raffinée non modifiée (CAS 8001-22-7) : L’huile de soja non modifiée ne possède pas de cycles oxirane polaires, présente un indice d’iode élevé (~130 g I2/100 g), est thermodynamiquement incompatible avec le PVC (exsudant immédiatement sous forme de couche superficielle grasse) et n’assure aucune stabilisation thermique par capture du HCl.
2. Distinction avec l’huile de soja hydrogénée / la cire de soja (CAS 8016-70-4) : La cire de soja est une cire cristalline solide (point de fusion 42 °C à 70 °C) fabriquée en saturant les doubles liaisons de l’huile de soja avec de l’hydrogène gazeux (H2) pour la fabrication de bougies et les cosmétiques ; à l’inverse, l’huile de soja époxydée (CAS 8013-07-8) est un triglycéride liquide à fonctionnalité oxirane (point d’écoulement -2 °C à -8 °C) conçu pour la plastification du PVC, la stabilisation thermique-UV et la synthèse de résines réactives époxy/acrylate/polyol.

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES ET SPÉCIFICATIONS QUANTITATIVES

Les qualités industrielle, apte au contact alimentaire et médicale de l’huile de soja époxydée fournies par Ataman Kimya sont fabriquées selon des protocoles stricts de management de la qualité ISO 9001 et vérifiées selon les méthodes d’essai internationales ASTM, AOCS, ISO et pharmacopéiques :

Spécifications quantitatives relatives à l’oxirane, à l’insaturation et à la chimie par voie humide :
- Teneur en oxygène oxirane (indice d’époxyde, titrage direct au HBr selon ASTM D1652 / AOCS Cd 9-57 / ISO 3001) : >= 6.0 pour cent m/m pour la qualité industrielle standard ; >= 6.2 pour cent à 6.8 pour cent m/m pour les qualités haut de gamme à forte teneur en oxirane destinées au PVC, au contact alimentaire et aux applications médicales (plage typique des lots commerciaux : 6.4 pour cent à 6.8 pour cent m/m ; maximum théorique ~7.1 pour cent m/m).
- Poids équivalent époxy (EEW, grammes d’ESBO contenant 1 gramme-équivalent d’époxyde) : Environ 228 à 266 g/eq (typiquement 235 à 250 g/eq pour >= 6.4 pour cent d’oxygène oxirane).
- Indice d’époxyde (mmol ou mol de groupes époxyde par kg) : 3.75 à 4.38 mol/kg (ou 375 à 438 mmol/100 g).
- Indice d’iode (insaturation carbone-carbone résiduelle, méthode de Wijs selon ISO 3961 / AOCS Cd 1d-92 / ASTM D1959) : <= 3.0 g I2/100 g pour la qualité standard ; <= 1.5 à 2.0 g I2/100 g pour la qualité haut de gamme à faible insaturation (confirmant une conversion > 97 pour cent à 98.5 pour cent des liaisons oléfiniques initiales et empêchant la réticulation oxydative induite par les UV ou l’exsudation du plastifiant dans le PVC).
- Indice d’acide (teneur en acides gras libres, ISO 660 / ASTM D1980 / AOCS Cd 3d-63) : <= 0.5 à 1.0 mg KOH/g (valeur typique des lots commerciaux : 0.15 à 0.45 mg KOH/g).
- Indice de saponification (ISO 3657 / AOCS Cd 3-25 / ASTM D1962) : 175.0 à 190.0 mg KOH/g (typiquement 180.0 à 186.0 mg KOH/g).
- Indice d’hydroxyle (AOCS Cd 13-60 / ISO 4326) : <= 15.0 à 25.0 mg KOH/g (typiquement 8.0 à 16.0 mg KOH/g ; un faible indice d’hydroxyle démontre une hydrolyse minimale des cycles oxirane par ouverture de cycle en diols vicinaux pendant la fabrication).
- Indice de peroxyde (AOCS Cd 8b-90 / ISO 3960) : <= 2.0 à 5.0 meq O2/kg (typiquement < 1.5 meq O2/kg, garantissant une absence d’activité pro-dégradante radicalaire dans les polymères).

Constantes physiques, optiques, rhéologiques et de volatilité :
- Aspect visuel et odeur à 25 °C : Liquide huileux visqueux limpide, brillant, transparent, jaune pâle à incolore, exempt de particules en suspension, de trouble ou de gouttelettes d’eau, présentant une odeur d’ester végétal très légère et discrète.
- Couleur sur l’échelle Pt-Co (APHA / Hazen) (ASTM D1209 / ISO 6271) : <= 80 à 150 unités APHA pour les qualités standard ; <= 60 à 100 unités APHA pour les qualités destinées aux films étirables ultra-transparents et aux tubulures médicales.
- Couleur sur l’échelle Gardner (ASTM D1544 / ISO 4630) : <= 1.0 à 2.0 unités Gardner.
- Masse volumique / Densité relative (ISO 6883 / ASTM D1475) : 0.985 à 0.998 g/cm3 à 20 °C à 25 °C (typiquement 0.990 à 0.995 g/cm3 à 25 °C ; densité relative à 25/25 °C : 0.988 à 0.996 ; noter que l’époxydation augmente la masse volumique d’environ ~0.918 g/cm3 dans l’huile de soja native à ~0.992 g/cm3 dans l’ESBO).
- Viscosité dynamique (viscosimètre rotatif Brookfield, ASTM D2196 / ISO 3219) : 320 à 600 mPa.s (cP) à 25 °C (typiquement 350 à 480 mPa.s à 25 °C ; 500 à 650 mPa.s à 20 °C ; 180 à 240 mPa.s à 40 °C ; et 110 à 160 mPa.s à 50 °C).

- Viscosité cinématique (ASTM D445) : Environ 350 à 520 mm2/s (cSt) à 25 °C.
- Indice de réfraction (nD20 / nD25, ISO 6320 / ASTM D1218) : 1.4710 à 1.4750 à 20 °C à 25 °C (typiquement 1.4720 à 1.4735 à 25 °C).
- Humidité / Teneur en eau (titrage Karl Fischer, ISO 8534 / ASTM E203) : <= 0.10 pour cent à 0.15 pour cent m/m (typiquement <= 0.05 pour cent à 0.08 pour cent m/m).
- Perte au chauffage / Matières volatiles (125 °C pendant 2 heures ou 105 °C pendant 3 heures, ASTM D2288) : <= 0.20 pour cent à 0.30 pour cent m/m (typiquement < 0.12 pour cent m/m).
- Maintien de la couleur en stabilité thermique (essai de résistance à la chaleur à 180 °C pendant 30 à 60 minutes) : La couleur reste <= 150 à 200 APHA sans gélification ni coloration foncée.

Transitions de phase thermiques, inflammabilité et profil de solubilité :
- Point d’écoulement (ASTM D97) : -2.0 °C à -8.0 °C (28.4 °F à 17.6 °F).
- Point de trouble (ASTM D2500) : 0.0 °C à +8.0 °C (32.0 °F à 46.4 °F) ; se solidifie en une pâte blanc jaunâtre en dessous de -5.0 °C à -10.0 °C, qui redevient un liquide limpide et homogène après réchauffement doux à 40 °C–50 °C.
- Point d’ébullition / Début de décomposition thermique : > 280.0 °C à 340.0 °C (> 536.0 °F à 644.0 °F) avec décomposition à 101.3 kPa (> 150.0 °C sous vide à 0.5 kPa).
- Point d’éclair (vase ouvert Cleveland, ASTM D92 / ISO 2592) : >= 280.0 °C à 315.0 °C (536.0 °F à 599.0 °F) ; vase clos Pensky-Martens (ASTM D93) : > 210.0 °C.
- Point de feu (vase ouvert Cleveland) : >= 310.0 °C à 340.0 °C (590.0 °F à 644.0 °F).
- Température d’auto-inflammation : Environ 380.0 °C à 430.0 °C (716.0 °F à 806.0 °F).
- Pression de vapeur : < 0.0001 Pa (< 1.0 x 10^-6 hPa) à 20 °C à 25 °C.
- Profil de solubilité et de compatibilité avec les polymères : Pratiquement insoluble dans l’eau (< 0.01 à 0.1 mg/L à 20 °C) ; peu soluble dans le méthanol et l’éthanol froids ; facilement soluble dans les hydrocarbures aromatiques (toluène, xylène), les hydrocarbures chlorés (chlorure de méthylène, chloroforme), les cétones (acétone, méthyléthylcétone, méthylisobutylcétone, cyclohexanone), les esters (acétate d’éthyle, acétate de butyle) et totalement miscible avec les plastifiants primaires du PVC (DOTP, DINP, DIDP, DOA, TOTM, DINCH, ATBC) ; Coefficient de partage (Log Kow) : > 6.2.

MÉCANISME D’ACTION : STABILISATION THERMIQUE ET PHOTOCHIMIQUE DU PVC ET CHIMIE D’OUVERTURE DES CYCLES OXIRANE

Lors de la transformation et de l’utilisation à long terme du polychlorure de vinyle (PVC), l’huile de soja époxydée remplit simultanément deux fonctions macromoléculaires essentielles : elle agit comme un plastifiant secondaire permanent à masse moléculaire élevée, qui abaisse la température de transition vitreuse (Tg) et la viscosité à l’état fondu du PVC, et elle intervient comme un capteur d’acide réactif et un co-stabilisant par substitution du chlore labile, qui arrête la déshydrochloration autocatalytique thermique et ultraviolette.

Le problème de la déshydrochloration autocatalytique du PVC (« dégradation en fermeture éclair ») :
Lorsque la résine PVC est soumise à une forte énergie thermique et à un cisaillement mécanique élevé (165 °C à 215 °C) pendant l’extrusion bivis, le calandrage, la fusion des plastisols ou le moulage par injection — ou lorsque des articles finis en PVC sont exposés au rayonnement UV solaire pendant leur utilisation en extérieur — la dégradation des chaînes commence aux sites de défauts structuraux du squelette du PVC, notamment au niveau des atomes de chlore allylique internes (-CH=CH-CHCl-CH2-) et des atomes de chlore tertiaire aux points de ramification. La rupture homolytique ou ionique de ces liaisons C-Cl faibles élimine du chlorure d’hydrogène gazeux libre (HCl) et crée une double liaison allylique adjacente, qui active l’atome de chlore suivant le long de la chaîne. Cela déclenche une « élimination en fermeture éclair » rapide du HCl, générant de longues séquences polyéniques conjuguées (-(CH=CH)n-, où n >= 5 à 12), qui font passer la couleur du polymère du transparent/blanc au jaune, à l’orange, au rouge, au brun et enfin à une résine réticulée noire et carbonisée. Surtout, le HCl libre libéré agit comme un autocatalyseur acide de Brønsted agressif, accélérant de manière exponentielle la déshydrochloration ultérieure.

 Mécanisme de stabilisation en trois étapes de l’huile de soja époxydée (ESBO) :
L’huile de soja époxydée interrompt cette cascade de dégradation par trois mécanismes chimiques synergiques :
- Mécanisme A — Capture nucléophile irréversible du HCl (formation de chlorhydrine) : Les cycles oxirane à trois chaînons sous tension (-CH(O)CH-) situés le long des chaînes d’acides gras de l’ESBO possèdent une énergie de tension de cycle élevée (~114 kJ/mol). Dès que des traces de HCl sont libérées dans la matrice PVC, l’atome d’oxygène du cycle oxirane est protoné et subit une addition nucléophile rapide avec ouverture du cycle par l’ion chlorure (Cl-), pour former un groupe bêta-chlorhydrine stable, lié de manière covalente (-CH(OH)-CHCl-), fixé à la molécule de triglycéride non volatile d’environ ~975 g/mol. L’atome de chlore étant immobilisé dans une structure chlorhydrine aliphatique neutre, il ne peut plus autocatalyser l’ouverture en fermeture éclair de la chaîne du PVC ni corroder les filières et moules de transformation en acier.
- Mécanisme B — Substitution catalytique du chlore allylique labile (synergie avec les stabilisants Ca/Zn et Ba/Zn) : Lorsque l’ESBO est incorporée avec des stabilisants thermiques à base de carboxylates de métaux mixtes — tels que calcium-zinc (Ca/Zn), baryum-zinc (Ba/Zn), magnésium-zinc (Mg/Zn) ou des stabilisants organostanniques — le carboxylate de zinc ou d’étain à caractère acide de Lewis se coordonne à l’oxygène oxirane de l’ESO et catalyse une réaction directe de substitution nucléophile ou d’éthérification aux sites de chlore allylique labile sur le squelette du PVC. Cela greffe ou substitue l’ester époxydé sur la chaîne du PVC, interrompant la croissance des séquences polyéniques conjuguées et préservant la couleur initiale incolore.
- Mécanisme C — Suppression de la « brûlure au zinc » catastrophique (complexation du ZnCl2) : Dans le PVC stabilisé au Ca/Zn et au Ba/Zn, le stéarate de zinc actif réagit avec les chlores labiles pour former du chlorure de zinc anhydre (ZnCl2). Lorsque le ZnCl2 s’accumule au-delà d’un seuil critique, il agit comme un puissant catalyseur acide de Lewis de Friedel-Crafts, déclenchant un noircissement soudain et catastrophique de l’ensemble du lot de PVC (« brûlure au zinc »). L’huile de soja époxydée forme des complexes de coordination stables avec le ZnCl2 et participe à des réactions de régénération avec le stéarate de calcium, retardant la brûlure au zinc et augmentant les durées de stabilité thermique statique et dynamique (mesurées par le rouge Congo selon ISO 182-1 ou par vieillissement en étuve Metrastat à 190 °C–200 °C) de 200 pour cent à 400 pour cent par rapport aux savons métalliques utilisés seuls.

Mécanisme de plastification secondaire et de résistance à l’extraction :
Le cœur polaire constitué d’esters de glycérol et les cycles oxirane polaires situés au milieu des chaînes de l’ESO établissent de fortes interactions de solvatation dipôle-dipôle avec les dipôles C-Cl polaires du PVC, tandis que les segments aliphatiques C18 créent un volume libre intermoléculaire qui abaisse la Tg et réduit le couple à l’état fondu. La masse moléculaire de l’huile de soja époxydée (~975 g/mol) étant environ 2.5 fois supérieure à celle du phtalate ou du téréphtalate de dioctyle monomère (DOP/DOTP, masse moléculaire 390.56 g/mol), son coefficient de diffusion dans la matrice PVC est inférieur de plusieurs ordres de grandeur — assurant une permanence exceptionnelle face à la volatilisation thermique dans les habitacles automobiles et les câbles, ainsi qu’une résistance supérieure à l’extraction par l’eau savonneuse, l’huile d’olive et les carburants hydrocarbonés.

PROCÉDÉ DE FABRICATION INDUSTRIELLE : RAFFINAGE DE L’HUILE DE SOJA, ÉPOXYDATION PAR PERACIDE IN SITU ET DÉSHYDRATATION SOUS VIDE

La fabrication commerciale d’huile de soja époxydée à teneur élevée en oxirane et à faible indice d’iode (CAS 8013-07-8) est réalisée par le procédé d’époxydation de Prilezhaev à l’acide percarboxylique in situ, suivi d’une neutralisation en plusieurs étapes, d’un lavage à l’eau déminéralisée et d’une déshydratation en film mince sous vide poussé :

Étape 1 - Sélection de la matière première et préparation de l’huile de soja RBD :
La production commence avec une huile de soja raffinée, blanchie et désodorisée (RBD) de qualité supérieure (CAS 8001-22-7), sélectionnée pour son indice d’iode initial élevé (130 à 136 g I2/100 g), sa teneur extrêmement faible en acides gras libres (indice d’acide <= 0.15 mg KOH/g), sa faible humidité (< 0.05 pour cent) et ses teneurs minimales en phospholipides (< 2 ppm de phosphore) ou en métaux de transition (Fe, Cu < 0.5 ppm), qui pourraient autrement décomposer le peroxyde d’hydrogène de manière non sélective en oxygène gazeux.

Étape 2 - Génération de peracide in situ et réaction d’époxydation biphasique :
L’huile de soja RBD est chargée dans un réacteur agité résistant aux acides, en acier inoxydable 316L ou émaillé, équipé d’un mélangeur multi-agitateurs à haut rendement et de serpentins de refroidissement internes à grande surface, avec une quantité catalytique d’acide formique (HCOOH) ou d’acide acétique glacial (CH3COOH, typiquement 0.25 à 0.50 mole par mole de double liaison oléfinique) servant de vecteur d’oxygène actif. Selon la technologie de l’installation, on utilise soit un catalyseur acide minéral homogène (comme l’acide sulfurique ou l’acide phosphorique à 0.1 pour cent à 0.5 pour cent m/m), soit un système autocatalytique à l’acide formique, soit une résine échangeuse de cations hétérogène macroréticulée à groupes acide sulfonique (comme Amberlite IR-120).
Du peroxyde d’hydrogène aqueux concentré (H2O2, concentration de 35 pour cent à 60 pour cent m/m, en léger excès stœchiométrique de 1.10 à 1.25 mole de H2O2 par mole de double liaison C=C) est dosé lentement dans le réacteur pendant 2.0 à 4.0 heures sous agitation émulsifiante vigoureuse :
- Réaction en phase aqueuse : H2O2 + HCOOH (ou CH3COOH) <--> HCOOOH (acide performique) ou CH3COOOH (acide peracétique) + H2O.
- Transfert d’oxygène de Prilezhaev en phase organique : L’acide performique ou peracétique lipophile se répartit dans la phase huileuse et transfère son atome d’oxygène peroxydique électrophile sur les doubles liaisons cis carbone-carbone du triglycéride de soja via un état de transition cyclique concerté « en papillon », formant le cycle cis-oxirane (-CH(O)CH-) et régénérant l’acide formique ou acétique, qui retourne dans la phase aqueuse pour répéter le cycle catalytique.

Étape 3 - Contrôle de la température exothermique et prévention des réactions secondaires d’ouverture de cycle :
L’époxydation des alcènes étant fortement exothermique (libérant environ 210 à 230 kJ par mole de doubles liaisons époxydées), la température du réacteur est rigoureusement maintenue entre 50 °C et 68 °C pendant l’addition du peroxyde, puis à 60 °C à 72 °C pendant un palier de finition ultérieur de 4 à 7 heures, jusqu’à ce que le titrage en cours de procédé confirme une teneur en oxygène oxirane >= 6.4 pour cent à 6.8 pour cent m/m et un indice d’iode résiduel <= 1.5 à 2.5 g I2/100 g. Si la température dépasse brusquement 75 °C–80 °C ou si la concentration en acide est excessive, les cycles oxirane protonés subissent des réactions secondaires indésirables d’ouverture nucléophile avec l’eau (formant des diols vicinaux), avec l’acide formique/acétique (formant des hydroxyesters) ou avec d’autres diols (formant des dimères de polyéther à forte viscosité), ce qui abaisse l’indice d’époxyde et augmente la viscosité au-delà de 600 mPa.s.

Étape 4 - Séparation des phases, neutralisation alcaline, déshydratation sous vide et filtration de finition :
Une fois la conversion cible atteinte, l’agitation est arrêtée et la phase aqueuse acide usée, plus dense, est décantée ou séparée par centrifugation à assiettes. La couche organique brute d’ESBO est lavée avec une solution aqueuse diluée et tiède de carbonate de sodium ou de bicarbonate de sodium pour neutraliser les résidus d’acide formique/acétique jusqu’à un indice d’acide <= 0.3 mg KOH/g, puis soumise à un lavage à contre-courant en plusieurs étapes avec de l’eau déminéralisée tiède jusqu’à élimination complète du peroxyde d’hydrogène résiduel et des sels. Enfin, l’huile de soja époxydée lavée traverse un évaporateur continu à film mince ou à film raclé sous vide poussé à 85 °C à 105 °C, sous une pression absolue de 1.0 à 4.0 kPa, pour abaisser l’humidité à moins de 0.05 pour cent m/m et éliminer les traces de composés volatils odorants, puis subit une filtration sur cartouche de 1 micron pour obtenir une huile de soja époxydée parfaitement limpide.

APPLICATIONS COMPLÈTES ET INGÉNIERIE DE FORMULATION

Grâce à sa teneur élevée en oxygène oxirane (>= 6.2 pour cent à 6.8 pour cent m/m), à sa masse moléculaire élevée (~975 g/mol), à son origine renouvelable biosourcée et à ses autorisations mondiales pour le contact alimentaire, l’huile de soja époxydée fournie par Ataman Kimya est utilisée dans neuf grands secteurs industriels :

 Formulation du polychlorure de vinyle (PVC) souple et semi-rigide :
Dans les articles en PVC souple et semi-rigide plastifiés avec des plastifiants primaires (tels que DOTP / DEHT, DINP, DIDP, DOA, DINCH ou TOTM à 30 à 80 phr), l’huile de soja époxydée est incorporée à 3.0 à 10.0 phr avec 1.5 à 3.0 phr de stabilisants Ca/Zn ou Ba/Zn :
- Isolation et gainage des fils et câbles (câbles classés pour 70 °C à 105 °C) : L’ESBO (4.0 à 8.0 phr) capte le HCl pour maintenir une résistivité volumique élevée et empêche la volatilisation du plastifiant pendant le vieillissement thermique continu.
- Films de PVC souple calandrés, cuir artificiel, revêtements muraux et revêtements de sol vinyles : L’ESBO (3.0 à 7.0 phr) empêche le jaunissement thermique sur les rouleaux de calandre chauds (175 °C à 200 °C), améliore la résistance au vieillissement climatique sous UV des tableaux de bord automobiles, des bâches et des membranes de toiture, et réduit l’extraction par l’eau savonneuse.

 Extrusion, moulage par injection et calandrage du PVC rigide (uPVC) :
Dans les mélanges de PVC rigide non plastifié — notamment les conduites d’eau potable, les canalisations d’égout, les profilés de fenêtres et portes architecturales, les bardages et les feuilles thermoformées pour blisters — l’huile de soja époxydée est dosée à 1.0 à 3.0 phr avec des stabilisants Ca/Zn ou méthylétain/butylétain. À 1.0 à 2.5 phr, l’ESO agit comme un lubrifiant interne et un capteur de HCl qui réduit la viscosité à l’état fondu, diminue le couple de l’extrudeuse et la pression en tête de filière, élimine les dépôts sur les surfaces de transformation et améliore la tenue aux intempéries sans abaisser sensiblement la température de ramollissement Vicat.

 Films étirables/adhérents en PVC au contact alimentaire et garnitures de joints de fermeture :
- Films alimentaires étirables transparents (suremballages de viande, de volaille, de fruits et légumes et de fromage) : Formulée à 5.0 à 15.0 phr avec des adipates polymères, du DOA ou du citrate d’acétyltributyle (ATBC) et des stabilisants Ca/Zn, l’ESBO de qualité contact alimentaire confère une transparence cristalline, une souplesse à basse température dans les vitrines réfrigérées, une synergie antibuée et la conformité au règlement (UE) no 10/2011 et à la disposition américaine FDA 21 CFR 181.27.
- Joints en plastisol pour capsules métalliques à ergots de bocaux en verre (fermetures « quart de tour ») et garnitures de capsules couronnes : Dans les joints d’étanchéité en plastisol PVC pour sauces, cornichons, confitures et aliments pour nourrissons en bocaux, l’ESBO agit comme co-plastifiant essentiel sans phtalates et comme stabilisant thermique pour la stérilisation en autoclave (résistant à la pasteurisation à 85 °C et à la stérilisation à la vapeur à 121 °C sans brunissement du joint ni corrosion par HCl du couvercle en fer-blanc).

 Dispositifs en PVC de qualité médicale sans phtalates, poches de sang et tubulures IV :
Dans les formulations de PVC médical — notamment les ensembles de perfusion intraveineuse (IV), les tubulures de dialyse, les tubes de pompes péristaltiques, les cathéters de nutrition entérale, les sondes endotrachéales et les poches de conservation du sang plastifiées au TOTM, au DOTP (DEHT), au DINCH ou aux citrates — l’huile de soja époxydée de qualité médicale (oxygène oxirane >= 6.5 pour cent m/m, APHA <= 80) est incorporée à 3.0 à 8.0 phr. Outre la stabilité à l’extrusion, l’ESBO assure une protection indispensable contre la dégradation due à la stérilisation par rayons gamma (25 à 50 kGy) et par faisceau d’électrons, en absorbant le HCl radiolytique et en empêchant le jaunissement ou la baisse du pH au contact du sang et des solutions salines.

 Plastisols et organosols de PVC, rotomoulage et pâtes de broyage pigmentaire :
Dans les plastisols de PVC de qualité émulsion (destinés au rotomoulage de jouets, de poupées et de peaux automobiles par moulage en poudre, aux encres plastisol de sérigraphie textile et aux revêtements de bandes métalliques), l’ESO à 3.0 à 8.0 phr stabilise la viscosité de la pâte pendant le stockage, facilite la libération de l’air pendant la désaération et empêche le roussissement lors du durcissement au four à 185 °C à 205 °C. De plus, l’ESBO mouillant à la fois les oxydes inorganiques polaires (TiO2, oxydes de fer) et les pigments organiques (phtalocyanines, pigments azoïques, noir de carbone) sans s’évaporer, elle constitue le véhicule liquide de broyage universel privilégié pour les mélanges-maîtres pigmentaires de PVC et de PU et les pâtes de stabilisants liquides.

 Synthèse d’huile de soja époxydée acrylée (AESO) pour revêtements UV/EB et impression 3D :
L’huile de soja époxydée est la matière première industrielle directe de l’huile de soja époxydée acrylée (AESO, CAS 91722-14-4). En faisant réagir les cycles oxirane de l’ESBO avec de l’acide acrylique glacial à 85 °C à 110 °C en présence d’un catalyseur d’ouverture de cycle (tel que la triphénylphosphine, l’octoate de chrome(III) ou la triéthylamine/AMC-2) et de 200 à 1,000 ppm d’un inhibiteur radicalaire (4-méthoxyphénol / MEHQ ou hydroquinone), les fabricants ouvrent les cycles époxyde pour obtenir un oligomère bêta-hydroxyacrylate biosourcé multifonctionnel contenant 2.5 à 4.2 doubles liaisons acrylate par molécule. L’AESO est largement formulée dans les revêtements de bois et de parquet à 100 pour cent de matières solides durcissables aux UV et par faisceau d’électrons, les vernis de surimpression, les encres d’impression lithographique/flexographique, les gels pour ongles et les résines photopolymères d’impression 3D par stéréolithographie (SLA / DLP / LCD).

 Polyols de soja biosourcés pour mousses, revêtements, adhésifs et élastomères de polyuréthane (CASE) :
L’ouverture catalytique des cycles de l’huile de soja époxydée par le méthanol, l’éthylène glycol, le propylène glycol, le diéthylène glycol, l’acide lactique ou l’eau transforme les cycles oxirane en groupes hydroxyle secondaires (-OH), donnant des polyols polyéther-polyester renouvelables à base de soja avec des indices d’hydroxyle ajustés de 50 à 260 mg KOH/g. La réaction de ces polyols issus de l’ESBO avec des diisocyanates MDI polymère ou TDI produit des mousses rigides de polyuréthane pour isolation thermique, des mousses souples moulées pour sièges automobiles, des revêtements bicomposants de polyuréthane pour bois et béton, des adhésifs structuraux et des élastomères d’encapsulation électrique présentant une stabilité hydrolytique supérieure.

 Diluant réactif améliorant la ténacité des résines époxy et stabilisant pour revêtements chlorés :
Dans les résines époxy à base de bisphénol-A (DGEBA) et de bisphénol-F durcies avec des anhydrides (MTHPA, MHHPA), des polyamides ou des amines cycloaliphatiques, le mélange de 5 pour cent à 20 pour cent m/m d’ESO à la résine époxy réticule les chaînes souples de triglycéride C18 au sein du réseau thermodurcissable, augmentant la résistance aux chocs, l’allongement à la rupture et la résistance à la fissuration par choc thermique. Dans les peintures marines au caoutchouc chloré, les mélanges ignifuges à base de paraffine chlorée, les revêtements barrières en polychlorure de vinylidène (PVDC) et les laques nitrocellulosiques, 2 pour cent à 6 pour cent d’ESBO captent les traces de HCl/HNO2 pour empêcher la corrosion dans le pot et le farinage du film en extérieur.

 Cadres pratiques de formulations indicatives contenant de l’huile de soja époxydée :
- Formulation indicative 1 (mélange de PVC souple sans phtalates pour tuyaux parfaitement transparents et tubulures médicales) : Résine PVC de suspension (valeur K 70) 100.0 phr, téréphtalate de dioctyle (plastifiant primaire DOTP / DEHT) 45.0 phr, huile de soja époxydée (ESBO, oxirane >= 6.5 pour cent, APHA <= 80) 5.0 phr, stabilisant thermique calcium-zinc (Ca/Zn) non toxique liquide/en poudre 2.0 phr et acide stéarique / lubrifiant externe en PE oxydé 0.3 phr.
- Formulation indicative 2 (mélange de PVC rigide non plastifié pour extrusion de profilés de fenêtres et de conduites résistants aux intempéries) : Résine PVC de suspension (valeur K 65–67) 100.0 phr, modifiant choc acrylique 6.0 phr, auxiliaire de transformation acrylique 1.5 phr, stabilisant calcium-zinc monocomposant 2.8 phr, huile de soja époxydée (co-stabilisant ESBO) 1.5 phr, dioxyde de titane (TiO2 rutile) 4.0 phr et charge de carbonate de calcium enrobé 8.0 phr.
- Formulation indicative 3 (pâte universelle de dispersion pigmentaire à forte charge en TiO2 ou en phtalocyanine pour PVC) : Huile de soja époxydée (véhicule de broyage ESBO) 38.0 pour cent m/m, téréphtalate de dioctyle (DOTP) 10.0 pour cent m/m, hyperdispersant polymère / agent mouillant à base de lécithine de soja 2.0 pour cent m/m et dioxyde de titane rutile (ou pigment organique en poudre) 50.0 pour cent m/m (broyés sur broyeur à trois cylindres ou broyeur à billes horizontal jusqu’à une finesse Hegman >= 7).

COMPARAISON TECHNIQUE DE L’HUILE DE SOJA ÉPOXYDÉE AVEC LES PLASTIFIANTS ALTERNATIFS ET LES ESTERS ÉPOXY

La comparaison de l’huile de soja époxydée (ESBO, CAS 8013-07-8) avec les huiles époxydées apparentées, les esters époxy d’acides gras et les plastifiants monomères met en évidence les raisons de la prédominance de l’ESBO dans la stabilisation du PVC et la synthèse de biorésines à l’échelle mondiale :

 Huile de soja époxydée (ESBO) comparée à l’huile de lin époxydée (ELO, CAS 8016-11-3) :
L’huile de lin époxydée (issue de l’huile de graines de lin riche en acide alpha-linolénique C18:3) présente une teneur en oxygène oxirane plus élevée (~8.5 pour cent à 9.5 pour cent m/m) ainsi qu’une masse volumique (~1.03 g/cm3) et une viscosité (~700 à 1,000 mPa.s à 25 °C) légèrement supérieures à celles de l’ESBO. Si l’ELO est utilisée dans des applications spécialisées à haute température ou exigeant une capacité de capture d’acide extrêmement élevée, l’ESBO (oxirane 6.2 pour cent à 7.0 pour cent m/m, viscosité 350 à 500 mPa.s) offre une viscosité nettement plus faible pour faciliter le pompage et le mélange des plastisols, une disponibilité mondiale des matières premières bien plus large et un avantage de coût de 30 pour cent à 50 pour cent — faisant de l’ESBO la référence industrielle universelle pour plus de 90 pour cent des applications de PVC souple et rigide.

 Huile de soja époxydée (ESBO) comparée aux esters époxy monomères d’acides gras (soyate de méthyle époxydé / époxystéarate d’octyle) :
Les esters époxy monomères — tels que l’époxystéarate de 2-éthylhexyle (époxystéarate d’octyle) ou les esters méthyliques d’acides gras époxydés (EFAME / soyate de méthyle époxydé, masse moléculaire ~310 à 410 g/mol) — présentent une viscosité plus faible (~15 à 40 mPa.s) et des points d’écoulement plus bas (-15 °C à -25 °C), ce qui les rend utiles comme agents de réduction de la viscosité à basse température. Cependant, leur masse moléculaire étant inférieure à la moitié de celle de l’ESBO triglycéridique (~975 g/mol) et leur teneur en oxygène oxirane n’étant que d’environ ~3.5 pour cent à 4.5 pour cent, les esters époxy monomères souffrent d’une forte volatilité (émission de fumées pendant l’extrusion et formation de buée sur les pare-brise automobiles), d’une migration rapide et d’une stabilité thermique à long terme inférieure à celle de l’ESBO.

 Huile de soja époxydée (ESBO) comparée aux plastifiants monomères primaires (DOTP, DINP, DOA, TOTM) :
Les plastifiants primaires comme le DOTP, le DINP et le DOA ne contiennent aucun cycle oxirane (oxygène oxirane = 0 pour cent) et n’assurent donc aucune capture de HCl ni co-stabilisation thermique du PVC. À l’inverse, bien que l’ESBO ne puisse pas remplacer 100 pour cent du plastifiant primaire à forte teneur (> 15 à 20 phr) en raison des limites liées à la cristallisation à basse température, le remplacement de 3 à 10 phr de plastifiant primaire par de l’ESBO plastifie simultanément le PVC et triple sa stabilité thermique et aux UV.

CONSIGNES DE CONDITIONNEMENT, DE STOCKAGE ET DE MANUTENTION

Pour préserver la teneur élevée en oxygène oxirane (>= 6.2 pour cent à 6.8 pour cent m/m), le faible indice d’acide, la limpidité cristalline et la faible teneur en humidité de l’huile de soja époxydée (huile de soja époxydée, ESBO, ESO, CAS 8013-07-8), les responsables d’entrepôt et les opérateurs doivent observer les consignes suivantes de conditionnement, de stockage et de remise à l’état liquide établies par Ataman Kimya :

Conditionnements commerciaux fournis par Ataman Kimya :
- Fûts à dessus fermé de 200 kg et 220 kg nets : Fûts en acier renforcé avec revêtement intérieur époxy-phénolique cuit au four ou fûts en polyéthylène haute densité à masse moléculaire élevée (HDPE), dotés de bondes de 2 pouces et de 3/4 de pouce, palettisés à raison de 4 fûts par palette (800 kg ou 880 kg nets par palette ISPM-15 sous film rétractable).
- Grands récipients pour vrac (GRV/IBC) de 1,000 kg nets : IBC composites en polyéthylène haute densité entourés de cages tubulaires en acier galvanisé sur palettes à 4 entrées, équipés de vannes papillon de vidange inférieures DN50 et compatibles avec les enveloppes chauffantes électriques pour IBC.
- Transport de liquide en vrac de 20,000 kg à 24,000 kg nets : Conteneurs-citernes ISO calorifugés en acier inoxydable (équipés de serpentins de chauffage à vapeur) et flexitanks de qualité alimentaire/industrielle munis de tapis chauffants inférieurs pour les formulateurs de PVC à gros volumes, les extrudeurs de films étirables et les fabricants de stabilisants.
Conditions de stockage, comportement de solidification hivernale et protocole de remise à l’état liquide en toute sécurité :

 Température d’entrepôt recommandée (+15 °C à +35 °C / 59 °F à 95 °F) : Stocker l’huile de soja époxydée dans ses fûts ou IBC d’origine hermétiquement fermés, ou dans des cuves de stockage en acier inoxydable/acier au carbone sous couverture gazeuse, dans un local intérieur sec et bien ventilé, à l’écart de la lumière directe du soleil, de toute pénétration de pluie/d’humidité et des sources localisées de forte chaleur.

 Cristallisation hivernale réversible et procédure de réchauffement doux (40 °C à 60 °C) : L’huile de soja époxydée de haute pureté ayant un point de trouble compris entre 0 °C et +8 °C et un point d’écoulement compris entre -2 °C et -8 °C, l’exposition au froid hivernal (< +10 °C à -10 °C) pendant le transport ou le stockage non chauffé provoque une augmentation de la viscosité de l’ESBO, l’apparition d’un trouble, puis sa solidification en une pâte cireuse blanche à jaune pâle. Les opérateurs doivent noter que cette solidification à froid est une transition de phase purement physique, 100 pour cent réversible, qui NE dégrade PAS la teneur en oxygène oxirane ni la structure chimique de l’ESO ! Pour ramener l’ESBO solidifiée ou trouble à un liquide parfaitement limpide, réchauffer le fût ou l’IBC fermé dans une chambre chaude thermostatée, une enceinte à air chaud ou un bain d’eau tiède à 40 °C à 60 °C (104 °F à 140 °F) pendant 12 à 24 heures, puis faire rouler le récipient ou l’agiter doucement avant le pompage afin d’assurer une homogénéité thermique et de composition complète.

 Prévention des surchauffes localisées (> 75 °C–80 °C) et des incompatibilités chimiques : Ne jamais appliquer directement de flammes nues, de chalumeaux ni de colliers chauffants non thermostatés à forte densité de puissance (> 80 °C à 100 °C de température de paroi) pour liquéfier les fûts d’ESBO, car une chaleur localisée intense provoque la rupture thermique des cycles oxirane, une polymérisation et une coloration ambrée foncée. Tenir l’huile de soja époxydée strictement séparée des acides minéraux forts (HCl, H2SO4, HNO3), des bases fortes (NaOH, KOH), des oxydants puissants, des acides de Lewis anhydres (FeCl3, AlCl3, SnCl4, BF3) et des amines primaires/secondaires, qui peuvent déclencher une polymérisation exothermique rapide par ouverture des cycles oxirane dans les récipients pour vrac. Conservée sans ouverture dans les conditions recommandées (+15 °C à +35 °C), l’huile de soja époxydée possède une durée de conservation certifiée de 12 à 24 mois à compter de la date de fabrication.

MESURES DE PREMIERS SECOURS, TOXICOLOGIE ET INFORMATIONS DE SÉCURITÉ

L’huile de soja époxydée (huile de soja époxydée, ESBO, ESO, CAS 8013-07-8, CE 232-391-0) est un ester de triglycéride non volatil, biosourcé et à masse moléculaire élevée qui N’EST PAS classé comme substance ou mélange dangereux au titre du règlement de l’Union européenne (CE) no 1272/2008 (CLP) ou du Système général harmonisé de classification et d’étiquetage des produits chimiques des Nations unies (SGH). Elle ne porte aucun pictogramme de danger SGH, aucune mention d’avertissement ni aucune mention de danger.

Profil toxicologique et écotoxicologique quantitatif :
- Toxicité orale aiguë (Ligne directrice de l’OCDE pour les essais 401) : DL50 (rat, voie orale) > 5,000 mg/kg de poids corporel (les valeurs de la littérature vont de 21,000 à 40,000 mg/kg de poids corporel, démontrant une quasi-absence de toxicité orale aiguë).
- Toxicité cutanée aiguë (Ligne directrice de l’OCDE pour les essais 402) : DL50 (lapin, voie cutanée) > 20,000 mg/kg de poids corporel.
- Corrosion / Irritation cutanée (Ligne directrice de l’OCDE pour les essais 404) : Non irritante pour la peau intacte du lapin et de l’être humain.
- Lésions oculaires graves / Irritation oculaire (Ligne directrice de l’OCDE pour les essais 405) : Non irritante ou provoquant une légère rougeur conjonctivale mécanique transitoire ; ne cause pas de lésions cornéennes.
- Sensibilisation cutanée (Ligne directrice de l’OCDE pour les essais 406) : Non sensibilisante dans les essais de maximisation chez le cobaye (Magnusson-Kligman) et de Buehler.
- Toxicité subchronique, génotoxicité et cancérogénicité : Résultats négatifs aux essais de mutation réverse bactérienne (Ames OCDE 471) et de clastogénicité sur cellules de mammifères ; non répertoriée comme cancérogène, mutagène ou toxique pour la reproduction (CMR) par le CIRC, le NTP, l’OSHA ou REACH dans l’UE ; la dose journalière tolérable (DJT) établie par l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) est de 1.0 mg/kg de poids corporel/jour.

Mesures de premiers secours en cas d’exposition industrielle :
- Inhalation : L’huile de soja époxydée ayant une pression de vapeur négligeable (< 0.0001 Pa à 20 °C), elle ne présente aucun danger par inhalation à température ambiante. Si des travailleurs inhalent des brouillards d’huile chaude ou des fumées de décomposition thermique générés pendant l’extrusion du PVC à haute température ou une surchauffe (> 180 °C à 250 °C), transporter immédiatement la personne exposée à l’air frais, la maintenir au chaud et au repos, et consulter un médecin si l’irritation de la gorge ou des voies respiratoires persiste.
- Contact avec la peau : Retirer les vêtements et chaussures imprégnés d’huile. Laver soigneusement la peau exposée avec de l’eau tiède et un savon doux. En cas de contact accidentel avec de l’ESBO chaude (> 60 °C à 180 °C) pendant la transformation, rincer immédiatement la peau à l’eau courante fraîche pendant 15 minutes pour dissiper la chaleur et faire évaluer médicalement les brûlures thermiques.
- Contact avec les yeux : Rincer immédiatement les yeux avec beaucoup d’eau courante tiède à faible pression ou une solution saline stérile de lavage oculaire pendant au moins 15 minutes, en maintenant les paupières bien ouvertes. Retirer les lentilles de contact si elles sont présentes et faciles à enlever. Consulter un ophtalmologiste si la rougeur ou la gêne persiste.
- Ingestion : Rincer soigneusement la bouche avec de l’eau. Ne pas faire vomir, sauf sur instruction du personnel médical. Ne jamais rien administrer par la bouche à une personne inconsciente. Demander un avis médical en cas d’ingestion d’une quantité importante d’huile de soja époxydée.

Mesures de lutte contre l’incendie et procédures d’intervention en cas de déversement :
- Moyens d’extinction appropriés : L’huile de soja époxydée présente un point d’éclair en vase ouvert très élevé (>= 280 °C à 315 °C) et ne s’enflamme pas à température ambiante. Pour les incendies impliquant de l’ESBO surchauffée, utiliser une poudre chimique sèche (ABC/BC), du dioxyde de carbone (CO2), une mousse résistant aux alcools ou un fin brouillard d’eau/une pulvérisation fine. Ne JAMAIS diriger un jet d’eau compact à haute pression sur de l’ESBO chaude en feu, car l’eau descend sous l’huile chaude et se vaporise violemment, projetant de l’huile enflammée !
- Danger de combustion et EPI des pompiers : La décomposition thermique pendant un incendie génère du monoxyde de carbone (CO), du dioxyde de carbone (CO2), des traces d’acroléine et des fumées irritantes d’acides organiques/aldéhydes. Les pompiers doivent porter un appareil respiratoire isolant autonome (ARI, EN 137) et une tenue complète de protection contre l’incendie.
- Nettoyage des déversements accidentels : L’ESBO déversée crée un risque extrême de glissade sur les sols d’usine. Endiguer et absorber immédiatement le déversement avec des matériaux absorbants inertes tels que du sable sec, de la terre de diatomées, de la vermiculite ou des tampons absorbants pour huile en polypropylène. Ramasser à la pelle le matériau absorbé dans des fûts de déchets étiquetés pour élimination conformément à la réglementation locale, puis frotter soigneusement le sol à l’eau chaude et avec un dégraissant/détergent industriel alcalin jusqu’à élimination de toute pellicule huileuse.

STATUT RÉGLEMENTAIRE, CONFORMITÉ ET CLASSIFICATIONS INTERNATIONALES

L’huile de soja époxydée (CAS 8013-07-8, CE 232-391-0) bénéficie de l’un des dossiers réglementaires mondiaux les plus complets parmi les additifs pour polymères, permettant son utilisation sans restriction dans les emballages au contact des aliments, les dispositifs médicaux, les jouets et les biens de consommation :

 Règlement de l’Union européenne (UE) no 10/2011 sur les matières plastiques au contact des aliments :
Explicitement autorisée sur la liste de l’Union des monomères et additifs autorisés sous le no de substance MCA 532 (Référence no 88640, CAS 8013-07-8, « huile de soja époxydée ») pour utilisation comme additif/plastifiant dans les matières plastiques au contact des aliments. Au titre du règlement (UE) no 10/2011, l’ESBO (définie par une teneur en oxygène oxirane < 8 pour cent et un indice d’iode < 6 g I2/100 g, avec une masse moléculaire moyenne d’environ 1,000 Da) est soumise à une limite de migration spécifique (LMS) de 60 mg/kg d’aliment. Pour les joints en PVC utilisés pour fermer les bocaux en verre contenant des préparations pour nourrissons et des préparations de suite, ou des préparations à base de céréales transformées et des aliments pour bébés destinés aux nourrissons et aux enfants en bas âge, une limite de migration spécifique (LMS) réduite à 30 mg/kg d’aliment s’applique.

 Autorisations de la FDA des États-Unis pour le contact alimentaire (titre 21 CFR) :
- 21 CFR 181.27 (Ingrédients alimentaires bénéficiant d’une autorisation antérieure — Plastifiants) : Autorise explicitement l’huile de soja époxydée (présentant une teneur minimale en oxygène oxirane de 6.0 pour cent et un indice d’iode maximal de 6.0) pour utilisation dans les matériaux d’emballage alimentaire.
- 21 CFR 175.105 (Adhésifs pour emballages alimentaires), 21 CFR 175.300 (Revêtements résineux et polymères pour boîtes alimentaires métalliques et fermetures), 21 CFR 177.1210 (Fermetures munies de joints d’étanchéité pour récipients alimentaires), 21 CFR 177.1650 (Résines polymères polysulfures-polyépoxy) et 21 CFR 177.2600 (Articles en caoutchouc destinés au contact alimentaire répété).

 Monographies pharmacopéiques (Ph. Eur. / USP) et conformité des dispositifs médicaux :
Les qualités médicales d’ESBO de haute pureté satisfont aux exigences précises de composition et de pureté de la Pharmacopée européenne (Ph. Eur., chapitres 3.1.1.1 et 3.1.1.2 : Matériaux à base de poly(chlorure de vinyle) plastifié pour récipients destinés au sang humain et à ses composants, et pour tubulures utilisées dans les ensembles de transfusion du sang et des solutions aqueuses pour perfusion, exigeant une teneur en oxygène oxirane de 6.0 pour cent à 8.0 pour cent et un indice d’iode <= 6.0), ainsi qu’aux normes de biocompatibilité USP classe VI.

 Inventaires chimiques mondiaux, enregistrement REACH, RoHS et devenir dans l’environnement :
- Répertoriée dans tous les principaux inventaires chimiques mondiaux : TSCA des États-Unis (active, CAS 8013-07-8), EINECS de l’UE (232-391-0, enregistrement REACH complet réalisé), DSL du Canada, AIIC d’Australie, IECSC de Chine, ENCS/ISHL du Japon (8-348), KECI de Corée du Sud (KE-13999), PICCS des Philippines, NZIoC de Nouvelle-Zélande et TCSI de Taïwan.
- Sans phtalates, sans SVHC et conforme à RoHS : 100 pour cent exempte d’ortho-phtalates (DEHP, DBP, BBP, DIBP, DINP, DIDP), de bisphénol-A (BPA), de métaux lourds (Pb, Cd, Hg, Cr6+) et de substances extrêmement préoccupantes (SVHC) au titre de REACH dans l’UE ; entièrement conforme à la directive européenne RoHS 2011/65/EU (et 2015/863) et à la norme européenne de sécurité des jouets EN 71-3.
- Biodégradabilité et classification pour le transport : Facilement biodégradable en conditions aérobies selon la Ligne directrice de l’OCDE pour les essais 301B (essai de dégagement de CO2 : 79 pour cent à 92 pour cent de biodégradation en 28 jours), avec une teneur en carbone biosourcé de 100 pour cent (ASTM D6866). Non réglementée comme marchandise dangereuse au titre des codes de transport ADR/RID (route/rail), IMDG (mer) ou IATA/OACI (air) (Numéro ONU : non réglementé ; Polluant marin : non).

FOIRE AUX QUESTIONS (FAQ)

 Qu’est-ce que l’huile de soja époxydée (ESBO) et quelle double fonction remplit-elle dans les formulations de PVC ?
L’huile de soja époxydée (CAS 8013-07-8, CE 232-391-0), universellement connue sous les noms d’huile de soja époxydée, ESBO ou ESO, est un triglycéride époxydé 100 pour cent biosourcé, fabriqué en oxydant les doubles liaisons carbone-carbone de l’huile de soja raffinée en cycles oxirane (époxyde) à trois chaînons au moyen de peroxyde d’hydrogène et d’acide formique ou acétique. Dans les mélanges de polychlorure de vinyle (PVC), l’ESBO joue un double rôle synergique : elle agit comme un plastifiant secondaire permanent à masse moléculaire élevée (~975 g/mol) et sert simultanément de capteur principal d’acide chlorhydrique (HCl) et de co-stabilisant par substitution du chlore labile, protégeant le PVC contre la dégradation thermique et par UV.

 Pourquoi une teneur élevée en oxygène oxirane (>= 6.2% à 6.8%) et un faible indice d’iode (<= 2.0 à 3.0 g I2/100 g) sont-ils des indicateurs de qualité essentiels pour l’ESBO ?
La teneur en oxygène oxirane (mesurée selon ASTM D1652 / AOCS Cd 9-57) quantifie directement la concentration de cycles époxyde réactifs par gramme d’huile — des valeurs d’oxirane plus élevées (>= 6.2 pour cent à 6.8 pour cent m/m) offrent une capacité de neutralisation du HCl supérieure, une compatibilité polaire plus forte avec les chaînes du PVC et des durées de stabilité thermique plus longues. À l’inverse, l’indice d’iode (ISO 3961 / AOCS Cd 1d-92) mesure les doubles liaisons carbone-carbone non réagies provenant de l’huile de soja de départ ; un faible indice d’iode (<= 1.5 à 3.0 g I2/100 g) garantit que les doubles liaisons résiduelles ne subiront pas de réticulation oxydative induite par les UV ou la chaleur, laquelle provoquerait sinon un jaunissement et une exsudation du plastifiant (« ressuage ») à la surface du PVC.

 L’huile de soja époxydée peut-elle être utilisée seule comme stabilisant thermique du PVC sans stabilisants métalliques ?
Non, l’huile de soja époxydée est un co-stabilisant organique non métallique, et non un substitut principal aux stabilisants à base de savons métalliques ou d’organostanniques. L’ESBO atteint tout son pouvoir stabilisant lorsqu’elle est incorporée avec des stabilisants calcium-zinc (Ca/Zn), baryum-zinc (Ba/Zn) ou organostanniques, dans lesquels le carboxylate métallique catalyse la substitution des chlores allyliques labiles de la chaîne du PVC par les cycles oxirane de l’ESBO, tandis que l’ESBO neutralise le HCl libéré et forme des complexes avec le chlorure de zinc à caractère acide de Lewis (ZnCl2) pour empêcher un noircissement soudain (« brûlure au zinc ») et accroître la stabilité thermique globale de 200 pour cent à 400 pour cent.

 Quels sont les dosages recommandés d’ESBO en phr dans les applications de PVC souple par rapport au PVC rigide non plastifié ?
Dans les formulations de PVC souple et semi-rigide (telles que les gaines de fils et câbles, les tuyaux, les films calandrés, le cuir artificiel, les revêtements de sol et les plastisols) contenant 30 à 80 phr d’un plastifiant primaire (DOTP, DINP, DOA ou TOTM), l’huile de soja époxydée est généralement dosée à 3.0 à 10.0 phr (parties pour cent parties de résine PVC), ou jusqu’à 12.0–15.0 phr dans les films étirables au contact alimentaire. Dans les conduites, profilés de fenêtres et feuilles calandrées en PVC rigide non plastifié (uPVC), l’ESBO est incorporée à 1.0 à 3.0 phr pour capter le HCl et assurer une lubrification interne à l’état fondu sans abaisser la température de ramollissement Vicat.

 L’huile de soja époxydée est-elle autorisée pour les films alimentaires étirables en PVC, les joints de bocaux et les tubulures médicales sans phtalates ?
Oui, les qualités d’ESBO aptes au contact alimentaire et médicales sont 100 pour cent exemptes de phtalates et de BPA, et sont autorisées mondialement au titre du règlement de l’UE sur les matières plastiques (UE) no 10/2011 (Substance MCA no 532 / Référence no 88640, avec une limite de migration spécifique de 60 mg/kg pour le contact alimentaire général et de 30 mg/kg pour les joints en PVC des bocaux d’aliments pour nourrissons) et des dispositions américaines FDA 21 CFR 181.27, 175.300 et 177.1210. Dans les poches de sang en PVC médical, les tubulures de perfusion IV et les ensembles de dialyse, l’ESBO est conforme aux normes de la Pharmacopée européenne (Ph. Eur. 3.1.1.1 / 3.1.1.2) et assure une stabilisation essentielle contre la coloration provoquée par la stérilisation aux rayons gamma et par faisceau d’électrons.

 Que se passe-t-il si l’huile de soja époxydée devient trouble ou se solidifie pendant le transport hivernal à froid, et comment faut-il la remettre à l’état liquide ?
L’ESBO ayant un point de trouble compris entre 0 °C et +8 °C et un point d’écoulement compris entre -2 °C et -8 °C, l’exposition aux températures hivernales froides rend l’huile trouble et la solidifie en une pâte blanche à jaune pâle en dessous de -5 °C. Cette solidification est une cristallisation purement physique et réversible, qui ne réduit pas la teneur en oxygène oxirane et ne dégrade le produit d’aucune manière. Il suffit de réchauffer le fût ou l’IBC fermé dans un local à air chaud, un bain d’eau tiède ou une enveloppe chauffante d’IBC thermostatée à 40 °C à 60 °C (sans jamais dépasser 75 °C–80 °C), puis de mélanger doucement jusqu’à obtention d’un liquide parfaitement limpide et homogène avant utilisation.

 Comment l’huile de soja époxydée (ESBO) se compare-t-elle à l’huile de lin époxydée (ELO) et aux esters époxy monomères d’acides gras ?
L’huile de lin époxydée (ELO, CAS 8016-11-3) possède une teneur en oxygène oxirane plus élevée (~8.5 pour cent à 9.5 pour cent m/m), mais présente une viscosité beaucoup plus forte (~700 à 1,000 mPa.s) et un coût supérieur, tandis que l’ESBO (oxirane 6.2 pour cent à 7.0 pour cent m/m, viscosité 350 à 500 mPa.s à 25 °C) offre une fluidité et un rapport coût-efficacité optimaux pour le PVC d’usage général, au contact alimentaire et médical. Comparativement aux esters époxy monomères (tels que le soyate de méthyle époxydé ou l’époxystéarate d’octyle, masse moléculaire ~310–410 g/mol), la masse moléculaire élevée du triglycéride ESBO (~975 g/mol) assure une volatilité bien plus faible, une absence d’émission de fumées au moulage et une résistance supérieure à l’extraction par les huiles, les carburants et l’eau savonneuse.

 Comment l’huile de soja époxydée est-elle utilisée comme élément de base chimique pour l’huile de soja époxydée acrylée (AESO) et les polyols de soja destinés au polyuréthane ?
Dans la synthèse de polymères verts, les cycles oxirane sous tension de l’ESBO subissent des réactions catalytiques d’ouverture nucléophile avec une grande variété de réactifs fonctionnels. La réaction de l’ESBO avec l’acide acrylique donne de l’huile de soja époxydée acrylée (AESO), un oligomère renouvelable majeur pour les revêtements du bois durcissables aux UV et par faisceau d’électrons, les encres d’impression et les photopolymères d’impression 3D. De même, l’ouverture des cycles de l’ESBO par des alcools (méthanol, éthylène glycol, glycérol) ou par l’eau produit des polyols de soja biosourcés (indice d’hydroxyle 50 à 250 mg KOH/g) qui réagissent avec des diisocyanates MDI ou TDI pour fabriquer des mousses de polyuréthane rigides et souples, des adhésifs, des revêtements et des élastomères.

 Quelles sont les causes de l’exsudation de l’ESBO (« ressuage » ou caractère collant de la surface) dans le PVC souple, et comment les formulateurs peuvent-ils l’éviter ?
L’exsudation du plastifiant ESBO dans le PVC souple se produit dans trois conditions : (a) un surdosage de l’ESBO au-delà de sa limite de compatibilité (> 12 à 15 phr dans le PVC souple standard), (b) l’utilisation d’une qualité inférieure d’ESBO présentant un indice d’iode résiduel élevé (> 4.0 à 6.0 g I2/100 g), qui subit une photo-oxydation sous UV au soleil en extérieur, ou (c) l’exposition du mélange de PVC à des acides minéraux concentrés qui clivent les cycles oxirane en diols incompatibles. La formulation avec l’huile de soja époxydée d’Ataman Kimya à teneur élevée en oxirane (>= 6.2 pour cent à 6.8 pour cent m/m) et à indice d’iode extrêmement faible (<= 1.5 à 3.0 g I2/100 g), dans la plage recommandée de 3.0 à 8.0 phr, garantit une compatibilité permanente et une absence de ressuage en surface.

 Comment les formulateurs de PVC, les fabricants de revêtements et les acheteurs industriels peuvent-ils s’approvisionner en huile de soja époxydée et demander les documents COA, TDS et SDS à Ataman Kimya ?
Les clients industriels peuvent se procurer de l’huile de soja époxydée (ESBO, CAS 8013-07-8, CE 232-391-0) dans les qualités industrielle, apte au contact alimentaire (UE 10/2011 et FDA 21 CFR) et médicale (Ph. Eur.), en fûts d’acier revêtus ou de HDPE de 200–220 kg, en IBC de 1,000 kg et en conteneurs-citernes ISO chauffés pour vrac de 20–24 tonnes métriques — avec des certificats d’analyse (COA) spécifiques au lot, des fiches techniques (TDS) et des fiches de données de sécurité (SDS) SGH/CLP — directement auprès d’Ataman Kimya en appelant le +90 216 577 10 10 ou en envoyant un courriel à info@atamankimya.com.

RÉSUMÉ TECHNIQUE

L’huile de soja époxydée — universellement connue dans les normes internationales des polymères, des revêtements et des produits chimiques sous les noms d’huile de soja époxydée, ESBO, ESO, huile de soja époxydée, INCI HUILE DE SOJA ÉPOXYDÉE et huile de soja époxydée (numéro CAS 8013-07-8, numéro CE / EINECS 232-391-0, Substance MCA de l’UE no 532) — constitue la référence mondiale en matière de plastifiant secondaire 100 pour cent biosourcé, de capteur d’acide chlorhydrique et de co-stabilisant thermique/UV synergique pour la formulation du polychlorure de vinyle et la synthèse de résines renouvelables. Conçue par époxydation contrôlée au peracide et déshydratation en film mince sous vide poussé pour offrir une teneur élevée en oxygène oxirane (>= 6.2 pour cent à 6.8 pour cent m/m, EEW ~235 à 255 g/eq), un indice d’iode résiduel extrêmement faible (<= 1.5 à 3.0 g I2/100 g), un faible indice d’acide (<= 0.5 mg KOH/g), une limpidité jaune pâle à incolore (APHA <= 60 à 150), une masse moléculaire élevée (~975 g/mol) et un point d’éclair en vase ouvert élevé (>= 280 °C à 315 °C), l’ESBO multiplie la stabilité à la chaleur et aux intempéries du PVC souple et rigide stabilisé au Ca/Zn, au Ba/Zn et aux organostanniques, tout en constituant la principale matière première renouvelable pour l’huile de soja époxydée acrylée (AESO) durcissable aux UV et les polyols de soja destinés au polyuréthane.

Ataman Kimya fournit de l’huile de soja époxydée haut de gamme à forte teneur en oxirane dans les qualités PVC industrielle, apte au contact alimentaire (conformes au règlement de l’UE 10/2011 et aux dispositions américaines FDA 21 CFR 181.27 / 177.1210), médicale (Ph. Eur. 3.1.1.1 / 3.1.1.2) et destinée aux revêtements réactifs/polyols, en fûts d’acier ou de HDPE de 200 kg à 220 kg, en IBC de 1,000 kg et en conteneurs-citernes ISO chauffés pour vrac, avec un stock immédiatement disponible en Turquie, une vérification analytique rigoureuse de chaque lot et une logistique nationale et internationale rapide. Pour demander une offre commerciale, des prix pour isotanks en vrac ou palettes, des échantillons d’évaluation en laboratoire, des fiches techniques (TDS), des fiches de données de sécurité (SDS) ou un certificat d’analyse (COA) spécifique au lot pour l’huile de soja époxydée (huile de soja époxydée / ESBO, CAS 8013-07-8), veuillez contacter l’équipe technico-commerciale d’Ataman Kimya aux coordonnées ci-dessous.

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