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一种环氧异山梨醇酯增塑剂及其制备方法

文献发布时间:2024-04-18 19:54:45


一种环氧异山梨醇酯增塑剂及其制备方法

技术领域

本发明属于增塑剂技术领域,具体涉及一种环氧异山梨醇酯增塑剂及其制备方法。

背景技术

在全球范围内,聚氯乙烯(PVC)是一种热塑性塑料,是仅次于聚乙烯的第二大热门塑料。聚氯乙烯具有优良的机械性能、良好的耐化学腐蚀性和低成本。因此,聚氯乙烯应用在管道、包装、布线、建筑和电缆等领域的软性和硬性应用中。目前,60%的PVC被用于生产软质产品。软质PVC材料通常含有质量比例为30-50%的增塑剂。在过去几十年中,含有长烷基链的邻苯二甲酸盐,包括邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP),由于其成本低、效率高,已成为最受欢迎的PVC增塑剂。但这些邻苯类增塑剂会在使用的过程中从PVC制品中溢出,对人们的健康造成一定的损害,特别是对孕妇和婴儿存在更高的潜在风险。以可再生天然物质为原料的绿色助剂的研究,为解决这一问题提供了一条新颖可行的途径。

在过去的几年里,已经有报道称,利用各种农业原料制备各种生物基增塑剂,包括利用树木、谷物、水果、油性植物、蔬菜或其废弃物合成的增塑剂。例如,对大豆、亚麻籽、棕榈和蓖麻油进行化学改性以制备不同的增塑剂。利用柑橘类水果中的柠檬酸作为增塑剂前体显示出良好的前景,许多不同的柠檬酸酯都可以作为增塑剂使用。腰果酚是一种无毒、不可食用的可再生资源,通过其酚基的酯化或醚化以及其烷基链双键的环氧化,显示出生产增塑剂的良好前景。发明人以前的研究表明,具有长烷基侧链的环氧化腰果酚酯可用作二次增塑剂,具有良好的增塑性能和热稳定性。

山梨醇是一种非常重要的平台化学品,显示出取代化石资源的前景。山梨醇的两步脱氢环化产生异山梨醇。异山梨醇二酯可以通过异山梨醇的羟基和脂肪酸的酯化反应得到,它们被认为对哺乳动物无毒,并且容易被生物降解。一些研究报告称,通过采用不同的脂肪酸来改变烷基链的长度,合成了不同的异山梨醇二酯。由于异山梨醇二酯增塑剂的溶解度参数(与邻苯二甲酸酯类增塑剂相当)和化学结构,通过制备短烷基链长度的异山梨醇酯增塑剂可以实现良好的PVC兼容性。

除了拥有良好的增塑效果外,理想的增塑剂还应该具有良好的抗迁移性和热稳定性。以前的研究报告指出,环氧基团可以作为不稳定氯原子和HCl的清除剂。这可以提高PVC的热稳定性。此外,环氧化可以通过降低增塑剂的扩散系数来减少增塑剂的浸出。然而,增塑剂的分子量和增塑效果之间存在着制约关系制约关系。长的烷基链长度不利于增塑PVC,但它们确实会导致增强耐迁移性。最近,Lee和他的同事证明(J Polym Environ,2022,10.1007/s10924-022-02643-7),与相应的短链增塑剂相比,长链油酸(C-18烷基链)的异山梨醇(ISODEOL)在没有环氧基的情况下与PVC有更好的兼容性。然而,ISODEOL的增塑效果仍然低于DOP和DOTP的效果。

由于分子量和兼容性之间的制约关系,开发具有良好增塑性能、抗迁移性和热稳定性的生物基PVC增塑剂仍然是一个重大挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧异山梨醇酯增塑剂及其制备方法。通过引入一定数量的环氧基团来修改C-18烷基链的结构,形成含有多个环氧基团的增塑剂,为解决PVC相容性和分子量之间矛盾提供了一种有前途的策略。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

本发明技术方案之一:提供一种环氧异山梨醇酯增塑剂的制备方法,包括以下步骤:

将异山梨醇与长链不饱和脂肪酸混合,加入酯化催化剂进行酯化反应,得到异山梨醇酯;将所述异山梨醇酯中的不饱和双键环氧化,制得环氧异山梨醇酯增塑剂;所述长链不饱和脂肪酸为亚麻油酸。

优选地,所述酯化催化剂为1-丙基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体或对甲苯磺酸。

优选地,所述酯化反应在氮气环境中进行,反应的温度为120℃,反应过程中同步除去生成的水。

优选地,所述异山梨醇、所述长链不饱和脂肪酸与所述酯化催化剂的摩尔比为1:2.1:0.1~0.3,更优为1:2.1:0.1。

优选地,环氧化所述异山梨醇酯中不饱和键的步骤包括:将所述异山梨醇酯与硫酸混合,再加入冰醋酸和过氧化氢溶液的混合液进行反应,完成所述异山梨醇酯中不饱和键的环氧化。

更优选地,所述异山梨醇酯、硫酸、冰醋酸与过氧化氢的摩尔比为1:0.01~0.03:1~3:0.01~0.02,更优为1:0.01:3:0.02;所述过氧化氢溶液为质量分数30%的过氧化氢溶液。

本发明技术方案之二:提供一种根据上述制备方法制得的环氧异山梨醇酯增塑剂。

本发明技术方案之三:提供一种上述环氧异山梨醇酯增塑剂在PVC增塑剂中的应用。

本发明的有益技术效果如下:

本发明提出了一种简单而清洁的策略,用于制备作为PVC增塑剂的环氧化异山梨醇酯(EGLA-ISB)。EGLA-ISB是通过异山梨醇与亚麻油酸的酯化反应,然后进行环氧化而制备的。这种EGLA-ISB增塑剂成功地避免了分子量和相容性之间的制约关系,除了表现出卓越的增塑效率外,还表现出了热稳定性和高抗迁移性。用EGLA-ISB增塑的PVC薄膜的出色性能归功于其具有多个环氧基团的C-18烷基链。这些环氧化烷基链增加了增塑剂的分子量,提高了与PVC的相容性,并改善了PVC的热稳定性。用EGLA-ISB增塑的PVC的整体性能(机械性能、热稳定性和抗迁移性)都优于DOTP增塑的PVC的相应性能。本发明为制备具有高增塑性能和优异耐迁移性的异山梨醇基增塑剂提供了一种简单可行的方法。

附图说明

图1为实施例1-3的反应流程图、DOTP的化学结构图和实施例1-3制备的三种异山梨醇酯的图片,其中,a为实施例1-3的反应流程图,b为DOTP的化学结构图,c为实施例1-3制备的三种异山梨醇酯的图片。

图2为实施例1及实施例4在完成酯化反应后的混合物图片,其中,a为以离子液体作为催化剂完成酯化反应后的图片,b为以TsOH作为催化剂完成酯化反应后的图片。

图3为实施例5中塑化PVC薄膜的制备工艺流程图及所制得产品的图片,其中,a为工艺流程图,b和c为所制备的PVC/50EGLA-ISB的图片。

图4为各样品红外光谱图、核磁共振氢谱图和TGA曲线,其中,a为实施例1中ISB、GLA-ISB和EGLA-ISB的红外光谱图,b为实施例1中GLA-ISB和EGLA-ISB的核磁共振氢谱图,c为DOTP、实施例1-3中异山梨醇和三种环氧化异山梨醇酯的TGA曲线。

图5为塑化PVC薄膜的T

图6为ELA-ISB和EGLA-ISB分子的结构图,其中,a为ELA-ISB分子的结构图,b为EGLA-ISB分子的结构图。

图7为不同增塑PVC薄膜断裂表面的SEM图,其中,a为PVC/50DOTP,b为PVC/50EGLA-ISB,c为PVC/40ELA-ISB,d为PVC/40EOA-ISB。

图8为PVC和塑化PVC薄膜的TGA曲线和200℃等温TGA曲线,其中,a为PVC和塑化PVC薄膜的TGA曲线,b为PVC和塑化PVC薄膜的200℃等温TGA曲线。

图9为塑化的PVC薄膜的紫外-可见光谱。

图10为不同EOA-ISB、ELA-ISB、EGLA-ISB或DOTP含量的塑化PVC样品在挥发和浸出试验后的重量损失,其中,a为挥发性试验,b为浸出试验。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。

另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值,以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。

本发明实施例及对比例所用原料的来源如下:

PVC粉末购自Macklin(K值为59-55,中国上海)。异山梨醇(ISB,>98%)购自Adamas-beta(中国,上海)。三种脂肪酸(油酸(OA)、亚麻油酸(GLA)和亚油酸(LA))购自Mreda(中国,北京)。1-丙基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体(99%)购自中科院兰州化学物理研究所。对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、对甲苯磺酸(TsOH)、甲苯、硫酸(H

实施例1

环氧亚麻油酸异山梨醇酯(EGLA-ISB)的制备:

(1)将异山梨醇酯(1mol,1当量)加入到一个500mL带磁力搅拌器的三颈烧瓶中。该烧瓶与Dean-Stark仪器和一个回流冷凝器相连接。异山梨醇在80℃下完全融化。然后依次加入GLA(2.1mol,2.1当量)、酯化催化剂1-丙基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐(0.1mol,0.1当量)和80毫升甲苯(带水剂)。该混合物在氮气环境中于120℃持续搅拌。随着酯化反应的进行,通过每小时测量一次酸值来判断反应完成。反应过程中产生的水与甲苯共沸,并由Dean-Stark装置收集,而甲苯则不断返回三颈烧瓶中。5小时后,酸值稳定,不再有水生成,说明酯化反应已经完成。由于离子液体催化剂不溶性强,反应后催化剂和有机相自动分离。自然冷却后,有机相和催化剂通过布氏漏斗分离。接着,对有机相进行真空蒸馏,以除去剩余的甲苯。得到的亚麻油酸异山梨醇酯(GLA-ISB)的产量为90%。

(2)将100mmol步骤(1)制得的GLA-ISB与1mol的H

实施例2

环氧亚油酸异山梨醇酯(ELA-ISB)的制备:

(1)将异山梨醇酯(1mol,1当量)加入到一个500mL带磁力搅拌器的三颈烧瓶中。该烧瓶与Dean-Stark仪器和一个回流冷凝器相连接。异山梨醇在80℃下完全融化。然后依次加入LA(2.1mol,2.1当量)、酯化催化剂1-丙基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐(0.1mol,0.1当量)和80毫升甲苯(带水剂)。该混合物在氮气环境中于120℃持续搅拌。随着酯化反应的进行,通过每小时测量一次酸值来判断反应完成。反应过程中产生的水与甲苯共沸,并由Dean-Stark装置收集,而甲苯则不断返回三颈烧瓶中。5小时后,酸值稳定,不再有水生成,说明酯化反应已经完成。由于离子液体催化剂不溶性强,反应后催化剂和有机相自动分离。自然冷却后,有机相和催化剂通过布氏漏斗分离。接着,对有机相进行真空蒸馏,以除去剩余的甲苯。得到的亚油酸异山梨醇酯(LA-ISB)的产量为88%。

(2)将100mmol步骤(1)制得的LA-ISB与1mol的H

实施例3

环氧油酸异山梨醇酯(EOA-ISB)的制备:

(1)将异山梨醇酯(1mol,1当量)加入到一个500mL带磁力搅拌器的三颈烧瓶中。该烧瓶与Dean-Stark仪器和一个回流冷凝器相连接。异山梨醇在80℃下完全融化。然后依次加入OA(2.1mol,2.1当量)、酯化催化剂1-丙基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐(0.1mol,0.1当量)和80毫升甲苯(带水剂)。该混合物在氮气环境中于120℃持续搅拌。随着酯化反应的进行,通过每小时测量一次酸值来判断反应完成。反应过程中产生的水与甲苯共沸,并由Dean-Stark装置收集,而甲苯则不断返回三颈烧瓶中。5小时后,酸值稳定,不再有水生成,说明酯化反应已经完成。由于离子液体催化剂不溶性强,反应后催化剂和有机相自动分离。自然冷却后,有机相和催化剂通过布氏漏斗分离。接着,对有机相进行真空蒸馏,以除去剩余的甲苯。得到的油酸异山梨醇酯(OA-ISB)的产量为92%。

(2)将100mmol步骤(1)制得的OA-ISB与1mol的H

实施例1-3的反应流程图见图1中a,DOTP的化学结构见图1中b,实施例1-3制备的三种异山梨醇酯的图片见图1中c。

实施例4

催化剂的筛选,以TsOH为催化剂制备亚麻油酸异山梨醇酯(GLA-ISB):

将异山梨醇酯(1mol,1当量)加入到一个500mL带磁力搅拌器的三颈烧瓶中。该烧瓶与Dean-Stark仪器和一个回流冷凝器相连接。异山梨醇在80℃下完全融化。然后依次加入GLA(2.1mol,2.1当量)、酯化催化剂TsOH(0.1mol,0.1当量)和80毫升甲苯(带水剂)。该混合物在氮气环境中于120℃持续搅拌。随着酯化反应的进行,通过每小时测量一次酸值来判断反应完成。反应过程中产生的水与甲苯共沸,并由Dean-Stark装置收集,而甲苯则不断返回三颈烧瓶中。5小时后,酸值稳定,不再有水生成,说明酯化反应已经完成。酯化反应后,用乙酸乙酯来提取产品。然后用去离子水和10wt.%的NaHCO

图2为实施例1及实施例4在完成酯化反应后的混合物图片,其中,a为以离子液体作为催化剂完成酯化反应后的图片,b为以TsOH作为催化剂完成酯化反应后的图片。

如图2中a所示,在完成酯化反应后,由离子液体催化的产物颜色很浅,而且产物和催化剂不相溶。此外,反应完成后,离子液体和产品是相分离的。因此,可以在一个简单、方便和环保的过程中实现催化剂的同步回收。如图2中b所示,由TsOH催化的产品具有较深的颜色。此外,TsOH催化剂与产品完全混溶。在离子液体和TsOH的催化下,GLA-ISB的酯化率分别为90%和83%。酸值被用来计算酯化率,而产品重量被用来确定实际的酯产量。由于酯化率和分离效率较好,因此选择硫酸氢盐离子液体作为所有后续合成的酯化催化剂。

实施例5

塑化PVC薄膜的制备:

表1塑化PVC薄膜配方表

具体配方见表1,制备步骤为:首先,使用密炼机(Haake流变仪)在室温和60转/分钟的条件下将增塑剂和PVC粉末均匀地混合15分钟。接下来,在60rpm和175℃的温度下再搅拌10分钟。然后用液压机将得到的均匀混合物压缩成厚度为0.5毫米的薄膜。压缩参数为190℃和80MPa。

图3为实施例5中塑化PVC薄膜的制备工艺流程图及所制得产品的图片,其中,a为工艺流程图,b和c为所制备的PVC/50EGLA-ISB的图片。从图3中的b和c可以看出,所制得的PVC薄膜透明度高,柔韧性好。

实施例6

对各实施例所制得产品进行表征,表征方法如下:

(1)采用PerkinElmer 782红外光谱分析仪对增塑剂进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析。扫描频率为32,扫描范围为400-4000cm

(2)在JSM-6700F电压为10kV的条件下,用扫描电镜(SEM)对样品的微观结构进行了分析。每组样品在液氮中浸泡15min,在断口表面涂上一层薄薄的金层以提高样品的导电性。

(3)采用中国标准GB/T1040.1-2006对塑化后PVC薄膜的力学性能进行了评价,测定了拉伸伸长率(EB,%)和拉伸强度(TS,MPa)。测量是在一台微机(CMT6104,中国)控制的电子万能试验机上进行的。夹具间距为50mm,拉伸速度为50mm/min。每组样品检测5-10次。取平均值,计算误差。

(4)热重分析(TGA)在STA7200(日立,日本)上进行,以测试塑化PVC薄膜的热稳定性。在每次测试中,样品的重量损失都记录在氮气气氛中。测量温度范围为40-700℃,升温速率为10℃/min。通过表征每个塑化PVC膜在200℃下的重量损失,进一步评估了热稳定性。在这些测试中,样品以20℃/min的加热速率从室温加热到200℃,然后在200℃保持2小时。记录在这一过程中每个薄膜样品的重量损失。

(5)采用紫外-可见近红外分光光度计(UV-3600,日本)对塑化PVC薄膜的光学性能进行了评价。在200~800nm范围内获得了透射率曲线。

(6)采用WGT-S透射/雾度仪对PVC薄膜的雾度进行了测定。首先打开测试仪,预热30分钟,然后在夹具上放置一层PVC薄膜,从显示屏上获得PVC薄膜的雾度和透明度。

(7)通过浸出和挥发性试验对PVC薄膜进行了进一步的评价。浸出试验和挥发性试验分别按ASTMD 1239-98和ISO176:2005标准进行。

表征结果及分析如下:

图4为各样品红外光谱图、核磁共振氢谱图和TGA曲线,其中,a为实施例1中ISB、GLA-ISB和EGLA-ISB的红外光谱图,b为实施例1中GLA-ISB和EGLA-ISB的核磁共振氢谱图,c为实施例1-3中异山梨醇和三种环氧化异山梨醇酯的TGA曲线。

图4中a显示,在酯化反应后可以观察到一个由羰基酯基组成的峰值,出现在1740cm

EGLA-ISB的成功合成也得到了

增塑剂需要有良好的热稳定性。因此,通过TGA对合成的环氧化增塑剂的热稳定性进行了评估。得到的结果显示在图4的c中,并在表2中进行了总结。获得了每种增塑剂10%的失重温度(T

表2EOA-ISB、ELA-ISB、EGLA-ISB和DOTP的热分解温度

T

塑化性能是通过评估聚合物的玻璃转化温度(T

聚合物和增塑剂之间的兼容性受到增塑剂的化学基团、链长和极性的影响。众所周知,脂肪族链作为聚合物链之间的间隔物,可以降低T

将增塑剂从ELA-ISB改为EGLA-ISB后,环氧基团的数量增加了一个。这通过改变增塑剂结构中烷烃链的柔韧性,大大影响了增塑效果。图6显示了ELA-ISB(图6中a)和EGLA-ISB(图6中b)分子的结构图。ELA-ISB的二面角为170°,表明该分子的刚性更强。然而,EGLA-ISB的二面角是43°。这表明EGLA-ISB的烷基链更加灵活。此外,分子结构显示,ELA-ISB的两个环氧基团之间的链几乎是直的,而EGLA-ISB的链是灵活的。因此,具有高度刚性烷基链的ELA-ISB不能轻易地扩散到PVC分子链中,从而在PVC基体中形成均匀的分散体。这就解释了为什么ELA-ISB的塑化效果不如EOA-ISB,尽管它含有更多的环氧基团。

用SEM分析来观察增塑的PVC薄膜的断裂表面,以评估增塑剂和PVC之间的混溶性。图7为不同增塑PVC薄膜断裂表面的SEM图,其中,a为PVC/50DOTP,b为PVC/50EGLA-ISB,c为PVC/40ELA-ISB,d为PVC/40EOA-ISB。从图7中能够看出,经EGLA-ISB增塑的PVC的横截面非常光滑,没有任何团块。即使与用DOTP增塑的PVC相比,该样品也是比较光滑的。这种光滑性是由于增塑剂打断了PVC链的强烈交织而造成的。因此,EGLA-ISB和PVC是高度混溶的,这与DMA分析结果很一致。当使用高增塑剂水平时,EGLA-ISB和DTOP与PVC高度混溶。相比之下,由40phr的ELA-ISB和EOA-ISB塑化的PVC的横截面非常粗糙。由于它们与PVC的相容性差,ELA-ISB和EOA-ISB分子不能扩散到PVC基体中,这导致了两相的分离,在PVC基体上留下了孔。

为了进一步研究环氧化异山梨醇酯的塑化性能,本发明测定了塑化的PVC薄膜的机械性能,包括其断裂伸长率和拉伸强度值,见表3。一般来说,断裂伸长率与材料的柔韧性有关,而拉伸强度主要与聚合物链之间的内聚力有关。PVC/30EOA-ISB、PVC/30ELA-ISB和PVC/30EGLA-ISB的断裂伸长率分别为264.1%、209.0%和295.3%。PVC/30EGLA-ISB和PVC/30DOTP具有相似的断裂伸长率值。随着增塑剂含量的增加,PVC/40EOA-ISB和PVC/40ELA-ISB的断裂伸长率急剧下降,这是由于增塑剂与PVC的不相容性导致了相分离。这些结果与DMA和SEM分析一致,证实了由于长的C-18烷基链和刚性结构,ELA-ISB(EOA-ISB)与PVC之间的分子间相互作用很弱。随着EGLA-ISB的用量进一步增加到50phr,PVC/50EGLA-ISB的应力-应变曲线与PVC/50DOTP相似。特别是,PVC/50EGLA-ISB的断裂伸长率进一步增加到387.2%,甚至略高于PVC/50DOTP(361.0%)。因此,EGLA-ISB的塑化效果最为突出。这种增塑剂的柔性烷烃链和较多的环氧基团协同增加了与PVC极性单元的相互作用,这意味着PVC/EGLA-ISB具有更高的拉伸性。相反,拉伸强度随着其他增塑剂的加入而下降,并且在更高的浓度下进一步下降。这表明,EGLA-ISB的三个环氧化物基团和柔性结构减少了PVC链之间的内聚力,使本来很脆的PVC变得柔软。

表3不同含量的环氧化异山梨醇酯或DOTP的塑化PVC薄膜的EB和TS值

PVC产品在生产和实际应用中需要良好的热稳定性。因此,TGA被用来评估所制备的PVC薄膜的热稳定性。图8中a显示了PVC薄膜(非塑化和通过EGLA-ISB或DOTP塑化)的TGA曲线。所有的PVC薄膜样品在加热时都经历了两个热降解阶段。首先,降解发生在250-400℃之间。这主要是由于PVC脱氢氯化物和增塑剂的分解。第二个降解阶段在400-550℃的温度范围内进行,与碳氢化合物骨架的裂解相对应。用于提高PVC热稳定性的理想增塑剂应该有能力抑制或消除在第一个PVC热降解步骤中产生的HCl,并且还具有良好的高温稳定性。

非塑化和塑化的PVC样品的热降解结果,包括它们的T

表4使用不同数量的环氧化异山梨醇酯或DOTP增塑剂的未塑化和塑化PVC薄膜的热降解温度

T

在200℃下对塑化的PVC薄膜的热稳定性进行了等温评价,以进一步描述其热性能。如图8中b所示,纯PVC在120分钟后实现了7.7%的重量损失。相比之下,PVC/50EGLA-ISB薄膜在同一时间内只损失了1.5%的重量。PVC/50DOTP薄膜的相应重量损失为22.6%。这些结果表明,与使用商业DOTP相比,使用EGLA-ISB对PVC进行塑化,其热稳定性明显更好。

用于包装领域的PVC薄膜需要良好的光学性能。两个重要的光学性能指标是透光率和雾度。透光率可以通过目测进行定性分析,也可以通过UV-Vis光谱进行表征。塑化的PVC薄膜的紫外-可见光谱(图9)表明,PVC/EGLA-ISB在550-800纳米范围内有超过95%的透射率。此外,PVC/EGLA-ISB样品的雾度值低于7%(表5)。这些结果表明,EGLA-ISB适用于制造透明的PVC包装材料,而且EGLA-ISB的光学性能优于商用DOTP增塑剂。

表5PVC样品雾度对比.

小分子增塑剂含量高的塑化PVC材料会出现迁移行为。增塑剂的迁移极大地影响了PVC产品的应用,因为它会导致表面发粘,耐久性差。此外,从PVC薄膜中浸出的物质可能具有环境毒性。通过在石油醚中进行浸出试验和基于烘箱的挥发试验,对所制备的PVC薄膜进行测试,评估环氧化异山梨醇酯的迁移行为。图10显示了不同EOA-ISB、ELA-ISB、EGLA-ISB或DOTP含量的塑化PVC样品在挥发和浸出试验后的重量损失,其中,a为挥发性试验,b为浸出试验。随着环氧化异山梨醇酯分子中环氧基含量的增加,重量损失也随之减少。在挥发性试验中,由EGLA和DOTP塑化的样品的失重值几乎相同。然而,在浸出试验中,经DOTP塑化的样品的失重值比经EGLA塑化的样品高得多。据报道,增塑剂的环氧化可以降低其扩散系数,并降低环境浸出。因此,生物基EGLA-ISB增塑剂在制造具有良好抗迁移性能的柔性PVC产品方面是非常有前途的。

其他报道的生物基增塑剂是用腰果酚、异山梨醇、植物油和聚酯合成的。本发明将使用EGLA-ISB制备的增塑PVC薄膜的拉伸性能,T

表6EGLA-ISB与其他已报道的生物基增塑剂的增塑效率比较

T

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术分类

06120116381135