环氧生物质基增塑剂内增塑PVC材料
一．研究背景及选题意义
聚氯乙烯 PVC 是最早工业化的塑料品种之一。 它是氯乙烯单体在引发剂作用下,通过自由基聚合 反应而得到的线型聚合物。与其他塑料品种相比, PVC 具有难燃、抗化学药品性、优良的电绝缘性和较高的强度等特点[1] 。而且采用增塑和共聚的办法,能使 PVC 性质发生很大的变化。
增塑剂是指那些在塑料、橡胶工业中,能增加塑料加工成型时的可塑性和流动性能,并使成品具有柔韧性的有机物质。通常是一种难挥发的粘稠液体或是容易熔化的固体。它是塑料和橡胶加工最重要的助剂,广泛用于多种工业部门,并以产量高消费量大而在化工产品中占有重要地位[2] 。1994年,世界增塑剂总生产能力超过 640万 t,产量为 428万 t(含中国 70万 t,台湾省 52. 6万 t) ,产值超过 54亿美元。 产销量居世界前三位的分别是美国、西欧和日本 1995年初 ,美国、西欧和日本的增塑剂生产能力分别为 124万 t、170万t和 87万 t。中国和台湾省分别为 74. 6万 t和 52. 5万 t。 国外增塑剂品种有500多种。从品种结构看, 多数国家仍以邻苯二甲酸酯类为主要品种 ,约占 总产量的 80%左右 ,邻苯二甲酸酯类增塑剂中 以邻苯二甲酸二辛酯( DO P)为主[2]。作为增塑剂的邻苯二甲酸酯类化合物通常在PVC中的添加量大，且以溶剂化的形式与树脂结合，在应用环境下不可避免地 向制品表面迁移和向环境释放[3]，进而造成对土壤水体、食物等的广泛污染，并通过生物富集和食物链侵入人体[4]。并且，现代增塑剂工业是以石油化工为基础，以邻苯类为中心的多品种大型化学工业。由于邻苯类增塑剂易被溶剂抽出，可以经口、呼吸道、静脉输液等多种途径进入人体，对机体多个系统均有毒性作用，被认为是一种环境内分泌干扰因子。因此，在欧美、日本和韩国相继被禁止使用于医疗器械、食品包装材料和儿童玩具中。合成邻苯类增塑剂的原料全部来自于石化资源，这种工业模式是不可持续的，使用生物质资源合成增塑剂产品已经得到更多学者关注。
二．利用松香其衍生物合成环氧增塑剂
以松香为原料合成用于聚氯乙烯( P V C)的增塑剂( R T P ) ,具有与P V C相溶性好、透明性高、 耐热性好、挥发性低、迁移性小等特点,为松香利用开辟了一条新途径,提供了国内首创的一个新产目。
RTP采用两步醋化合成路线,工艺合理,操作简便,技术可行,对环境无污染 , 产品质量稳定 , 颜色浅于原料松香。RTP经制鞋单位试用,可以部分代替邻苯二甲酸二辛醋 ( D O P ) , 制成的塑料 , 经检测符合国家标准G B 3 8 O6一 8 3。在P V C装饰皮中应用,能克服以往产品长期受热时翻边的缺点。RTP主要原材料松香来源丰富,价格低廉,代替D O P 使用时,许产生较好的经济价值[5]液态松香醋兼有增塑和增粘的双重效果,用以代替增塑剂DOP、白矿油等增塑剂应用 , 能显著改善压敏胶带的各项性能[6]。作为一种性能优良的天然树脂,松香已获得了广泛的应用。但由于其酸值较高, 热稳定性较差, 在一定程度上妨碍了它的应用。松香醋化后,不但降低了酸值,改善了热稳定性 , 而且醋化产物 一般具有耐水、耐酸、耐碱的特性。因此,松香的醋化一直是松香改性最基本的手段之一[7] 。松香由于结构上的特点具有许多优良性能,如防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化等,因此广泛应用于材料、化学、化工各领域。
松香腈可用作增塑剂、润滑油添加剂等。松香与钨酸胺混合,在较高的温度下通入气态 氨发生脱水反应而生成松香腈。
叶存清用仲钨酸作催化剂催化松香氨化、脱水制松香腈;沈德渊等则探讨了尿素氨化制取歧化松香腈,反应包括氨化和脱水两个阶段,氯化钴和硼酸用作催化剂。
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