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绿色增塑剂的研究开发新进展


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 绿色增塑剂的研究开发新进展 作者:李敢 来源:《中小企业管理与科技· 上旬刊》2015 年第 03 期 摘要:综述了国内关于绿色增塑剂的最新研究进展,介绍了柠檬酸酯类、环己烷二羧酸酯 类、环氧植物油基类和聚酯类等增塑剂的 合成方法、性能以及应用现状,并对绿色增塑剂的应用前景做了展望。 关键词:增塑剂 绿色 研究进展 增塑剂是聚氯乙烯塑料制品的主要添加剂,邻苯二甲酸酯类作为主要的增塑剂尽管具有较 为优良的使用性能,近年来发现其对人体具有潜在的危害和对环境的污染,各国家和地区已制 定一系列法律法规或出台了一系列政策限制其在儿童玩具、医用塑料、食品等领域使用。国内 随着日益严格的卫生安全要求,所以,用新型环保增塑剂取代传统增塑剂已经成为大势所趋。 目前增塑剂正朝着相对分子量高、环境友好且易降解的方向发展。 近几年来,替代邻苯二甲酸酯类增塑剂的柠檬酸酯、环己烷二羧酸酯类、环氧植物油基 类、聚酯类增塑剂的研究取得了一定发展。本文就以上几个品种增塑剂的最新研究进展进行综 述,提出国内绿色增塑剂的发展建议,以期促进增塑剂行业的快速发展。 1 柠檬酸酯类增塑剂 以植物发酵生产的柠檬酸为原料酯化合成的柠檬酸酯增塑剂,作为无毒、安全的绿色增塑 剂已在国内外工业化生产。主要品种有柠檬酸三乙酯、柠檬酸三正酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠 檬酸三正己酯等。其中 TBC 和 ATBC 的应用较为普遍。 彭文勇等[1]以乙醇为带水剂,以柠檬酸和乙醇为原料,进行高纯度柠檬酸三乙酯的合 成,最佳工艺:催化剂 Wellcat-s 用量为柠檬酸质量的 1.0%,n(乙醇):n(柠檬酸)= 10:1,反应温度 120~130℃,反应时间 15h,酯化率 99.5%。 王勤等[2]以可膨胀石墨为催化剂,柠檬酸和正丁醇为原料,合成柠檬酸三丁酯,最佳反 应条件:柠檬酸 0.2mol,n(柠檬酸):n(正丁醇)=1:4.5,催化剂 1.0g,反应时间 4.5h, 酯化率 99.3%,且催化剂可使用 6 次。 乙酰柠檬酸三丁酯有很好的安全性与出色的增塑性,被认为是邻苯二甲酸酯类增塑剂的合 格替代品。郭康斌等[3]以乙酸酐和柠檬酸三丁酯为原料,以[NH(CH2)5CO]HSO4 酸性离子 液体为催化剂合成乙酰柠檬酸三丁酯,乙酸酐用量少,收率 98.7%,催化剂重复使用 5 次。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 叶媛园等[4]以活性炭固载对甲苯磺酸为催化剂,合成了柠檬酸三( 2-丙基庚)酯,最佳 合成条件为: 催化剂用量为柠檬酸质量的 1.5%,反应时间 6 h,醇酸摩尔比 3.7:1,反应温度 140℃,酯化率 99.5%。产品可作主增塑剂使用,比 TBC、TEHC 更好的热稳定性。 2 环氧植物油基增塑剂 环氧植物油基增塑剂,不仅具有良好的增塑作用,且结构中含环氧基团,能吸收聚氯乙烯 (PVC)因光和热降解出来的氯化氢,可赋予 PVC 良好的稳定性。 刘建平等[5]以丝瓜络为起始碳源,浓硫酸为磺酸化试剂,制备了丝瓜络基炭磺酸,以该 炭磺酸为催化剂,以双氧水为氧源,甲酸为活性氧载体,采用无溶剂法合成了环氧大豆油。工 艺为:双氧水 24ml、甲酸 3.2ml、催化剂 0.7g、反应温度 65℃、反应时间 3h,所得产品环氧 值>6.5%,产品色泽透明。 胡云等[6]将大豆油经环氧化制成环氧大豆油(ESO),将 ESO 和 9,10-二氢-9-氧杂-10磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,经开环反应,合成植物油


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