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环氧类型增塑剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-12-27 11:03:23
本文介绍环氧类型增塑剂的环氧化原理、合成方法等方面。环氧类型增塑剂具有环保、绿色、生物可降解等优点,有广阔的发展前景。

随着塑料产业和纺织印染工业的飞速发展,增塑剂的用量显著增加。而现在市场上较常用的增塑剂是邻苯二甲酸酯类,近些年人们对健康的关注和对传统邻苯二甲酸酯类增塑剂研究的开展,发现邻苯二甲酸酯类增塑剂会对空气、水和土壤乃至食物造成污染,且在环境中降解速度极慢,因而成为备受关注的全球性环境污染物。另外,日常生活中人们与塑料制品的直接接触,邻苯二甲酸酯类增塑剂会通过各种途径进入人体并造成不同程度的危害。

环氧类型增塑剂是新近成功开发的一种新型无毒增塑剂,它是指分子结构中带有环氧基团的有机化合物,与传统的邻苯类增塑剂相比具有无毒、耐热和耐光性好等优点。

随着世界各国环保意识的提高,医药及食品包装、日用品、玩具等塑料制品对主增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等提出了更高的纯度及卫生要求,环氧类增塑剂作为无毒环保型增塑剂逐渐成为国内外应用研究的热点。

环氧类型增塑剂主要包括环氧油和环氧脂肪酸酯两大类,环氧脂肪酸酯除具有环氧油的优点外还具有更优的润滑性、相容性和分散性。

可以环氧化的植物油多含高不饱和脂肪酸,如大豆油、亚麻籽油、菜籽油、橄榄油、玉米油、红花油等,此外,其他一些动物油脂也可以应用于环氧化反应中,如猪油、鱼油等。

其中最重要最常见的就是环氧化大豆油,它具有良好的耐热性、耐光性和低温柔韧性,且挥发度低,没有毒性,是我国应用最为广泛的绿色增塑剂之一,特别是用于食品和药品塑料包装材料的增塑剂。这是由多方面原因所决定的,一方面,环氧化大豆油以再生性资源大豆为原料,来源广泛。

目前,国产非转基因大豆年产量是1 600万~1 800万t。此外,我国转基因大豆进口量巨大,转基因大豆应用于食品对于人体造成的危害一直是人们争论的焦点,可将其应用于化工产品环氧大豆油的生产;另一方面,大豆油具有较高的不饱和度,其中油酸(C18∶1)含量为22%~25%,亚油酸(C18∶2)含量为50%~55%,亚麻酸(C18∶3)含量为7%~9%,是作为环氧化增塑剂的理想原料。环氧大豆油为环氧亚油酸酯、环氧油酸酯和环氧棕榈酸酯等的混合物,是在催化剂的作用下,由大豆油与有机过酸合成而得。



对苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOTP)基本信息

中文名称:对苯二甲酸二辛酯

中文同义词:对苯二甲酸二(2-乙基己)酯;对苯二甲酸二辛酯;对苯二甲酸二异辛酯;1,4-苯二羧酸双(2-乙基己基)酯;对苯二甲酸二(2-乙基己基)酯;对苯二甲酸二辛酯(DOTP);双2=乙基已基对苯二甲酸酯;双(2-乙基己基)对苯二酸,增塑剂DOTP

英文名称:Dioctyl terephthalate

英文同义词:Di-(2-Ethylhexyl)Terephthalate;Di(2Ethylhexyl)Terephthalate;Kodaflexdotp;Terephthalicacid,Bis(2-Ethylhexyl)Ester; DIOCTYL TEREPHTHALATE;DOTP;EASTMAN PA-6 PLASTICIZER ADHESIVE;BIS(2-ETHYLHEXYL) TEREPHTHALATE

CAS号:6422-86-2

分子式:C24H38O4

分子量:390.56

EINECS号:229-176

对苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOTP)用途

1.DOTP 电、热性能好,在PVC塑料电用线护套中可替代DOP,也可用于人造革膜的生产。此外,具有优良的相容性。
对苯二甲酸二辛酯是PVC塑料增塑剂、丙烯腈衍生物增塑剂,聚乙烯醇缩丁醛增塑剂、丁腈橡胶增塑剂、硝酸纤维素增塑剂。并起着提高制品硬度和变形性的作用,在丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶等制品中可用作软化剂。特别用在电缆料上具有较好的增塑 效果和低挥发性,广泛用于要求耐热、高绝缘的各种制品,是生产耐温70℃电缆料及其它要求耐挥发PVC制品的理想增塑剂。

2.DOTP用于轿车内的PVC制品,能解决玻璃车窗起雾问题。DOTP还用于高级家具和室内装饰的油漆、涂料及精密仪器的优质润滑剂或润滑添加剂,硝基清漆助剂,纸张软化剂,聚酯酰胺双向拉伸薄膜,膜塑工艺品,血浆储存袋等。

3.由于DOTP的线型分子结构和DOS、DOA相似,其耐寒性也较好。

4.DOTP的体积电阻率较DOP高10-20倍,而且乃迁移性优异。

5.由于DOTP不含邻苯二甲酸盐,不在欧盟及其他国家限制使用的16种含邻苯二甲酸增塑剂范围内,因此,是一种优良的环保型增塑剂。



环氧增塑剂环氧化一般有4种方法可以实现:

(1)用过氧酸环氧化,可以用酸和酶催化,这是工业生产中最为广泛使用的。

(2)用有机或无机过氧化物环氧化,包括用碱性或者腈类氢过氧化物以及金属催化环氧化。

(3)用卤代醇环氧化,缺点为反应物多,副产物多,对环境也会造成一定的污染。

(4)用氧分子环氧化,此方法无污染,但仅限于小分子物质。例如,分子氧只限于乙烯,并且要用银作催化剂。用分子氧环氧化会导致植物油产生易挥发的小分子物质,如醛酮和短链二酸。

实际生产中常采用第一种方法,其原理是有机酸与过氧化氢在催化剂作用下反应生成过氧酸,过氧酸与中性油脂(大豆油、棉籽油、米糠油、亚麻油等)中的不饱和双键反应生成环氧键。

环氧脂肪酸甲酯在常温下为浅黄色液体,是以脂肪酸甲酯为主要原料的新型环保增塑剂,是一种无毒、无味的聚氯乙烯增塑剂兼稳定剂。

脂肪酸甲酯是由多种直链脂肪酸与甲醇反应生成,直链不饱和脂肪酸甲酯的碳链一般为l6-18个碳,其结构式为:R1一CH=CH—R2一COOCH:(其中R1 和R2为14-l6左右)。在H +的存在下,有机酸(甲酸为例)与H202反应生成过氧甲酸,过氧甲酸立即与脂肪酸甲酯中的不饱和双键反应,生成环氧脂肪酸甲酯。

与环氧植物油增塑剂相比,环氧脂肪酸甲酯增塑剂不仅可以完全或部分代替DOP增塑剂制造出无毒、环保的PVC产品,用于食品包装、医疗用品材料、玩具和供水管道等,同时也用作纤维素树脂和合成橡胶的无毒增塑剂与软化剂,在制品的加工中,添加环氧脂肪酸甲酯能明显提高制品的物理性能和延长老化时间,与钡、镉、锌等金属稳定剂并用时,有良好的协同作用。此外,因其还具有良好的润滑性、相容性和分散性性能,还可用作表面活性剂和分散剂应用于环氧涂料和环氧树脂等生产行业,但因其低温结晶(固化不彻底、迁移)等问题,限制了其在环氧树脂中的应用。


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