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聚氯乙烯(PVC)增塑剂抽出和迁移

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-12-24 13:58:37
本文介绍聚氯乙烯(PVC)增塑剂抽出和迁移的危害性和基本原理,重点介绍了影响聚氯乙烯(PVC)增塑剂抽出和迁移的主要因素,如:增塑剂相对分子质量和分子结构、环境温度、增塑剂含量、介质和时间。

各种能有效抑制聚氯乙烯(PVC)增塑剂抽出和迁移问题的解决办法及研究成果,主要为添加聚酯增塑剂、添加纳米粒子、使用离子液体、表面改性、表面交联、表面喷涂防护涂层等。

软质聚氯乙烯(PVC)制品中含有一定的增塑剂组份,这些增塑剂在制品的二次加工和使用过程中,会发生不同程度的迁移、抽出和挥发。

增塑剂损失不仅会导致PVC制品性能下降,而且还会造成制品表面以及接触物的污染,更为严重的是会给环境及人体健康带来一系列问题。因此,增塑剂迁移和抽出问题成为制约软质PVC制品广泛应用的一大障碍。

增塑剂迁移和抽出的不良后果。PVC中增塑剂迁移和抽出严重时会使制品发生较大变化,引起制品软化、发粘,甚至表面破裂,析出物往往会造成制品污染,还会影响制品的二 次加工。

比如,PVC防水卷材中增塑剂分子发生迁移,失去增塑剂后的PVC会发生收缩、变硬等现象,从而可能导致防水功能失效。



对苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOTP)物理化学性质

外 观:透明无色液体

沸 点:400℃

密 度:0.984

熔 点:30-34℃

闪 光 点:238℃

折 射 率:1.489-1.491

闪点 ℃ 210

水分 %  ≤ 0.03

酸值≤mgKOH/g  0.1

折光率 ≥(20℃) 1.4900

色度 ≤(铂-钴)号  30

酯含量%  ≥(色谱法) 99.5

密度(20℃)g/cm3 0.981-0.985

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。



软质PVC制品用一般溶剂型胶粘剂粘贴时,制品内部的增塑剂往往会迁移到胶接层,引起粘结强度的急剧下降,造成粘结不牢或脱胶等问题。软质PVC制品进行涂装或漆装时,也同样面临被抽出的增塑剂导致涂层或漆层脱落问题。

PVC印刷时,增塑剂抽出更是油墨和印刷制造业的大忌。 PVC中增塑剂析出过程中还会带出一些组 分,如颜料颗粒、香精、抗静电剂、稳定剂等,由于这些组分的损失,PVC制品物理性能会下降,一些特性甚至还会丧失。

这些析出物还会对与其密切接触的物质产生污染和破坏。如把软质PVC和聚苯乙烯产品放在一起,PVC迁移出来的增塑剂会影响聚苯乙烯产品性能,造成聚苯乙烯产品软化。

近期研究表明:邻苯二甲酸酯类增塑剂可以从增塑的PVC医疗器械和储血袋中迁移到贮存的液体内,目前已在存储于PVC袋中的血浆、血清、药液、脂性食品中以及用这些贮存物进行血液透析和输液的病人体内检测出对人体健康有潜在的危害的增塑剂成份;此外,软质PVC在使用过程中,如果遇到水或者有机溶剂等物质,邻苯二甲酸酯类增塑剂可不断从PVC塑料转移到环境中,对环境产生污染,并随着食物链进行富集和传递,从而对生物产生较大危害。

增塑剂损失形式。除聚酯等大相对分子质量增塑剂外,增塑剂 均为有机小分子物质,将其添加到PVC中,并没有聚合到PVC高分子链上,而是以氢键或者范德华力与PVC分子相结合,彼此保留各自独立的化学性质。

当软质PVC长期接触固定介质(气相、液相、固相)时,增塑剂会从PVC中陆续解析出来,进入到介质中。根据所接触介质的不同,增塑剂的损失形式可分为挥发损失、抽出损失和迁移损失。

增塑剂的挥发、抽出、迁移等项损失的过程包括3个基本的阶段[2]:(1)增塑剂向内表面扩散;(2)在内表面转变成“横卧”的状态;(3)扩散离开表面。

增塑剂的损失与其本身的分子结构、相对分子质量大小以及与聚合物的相容性、介质、环境等因素有关。增塑剂的挥发主要取决于其相对分子质量大小和环境温度,抽出性主要取决于增塑剂在介质中的溶解度,迁移性则与增塑剂和PVC相容性有密切关系。增塑剂在PVC中的扩散可以在不会渗入聚合物的介质中,也可在浸润聚合物的介质中进行。聚合物表面的不同变化和反应,都会对增塑剂的扩散产生影响。增塑剂界面扩散是个复杂过程,与介质、PVC聚合物及增塑剂的相互作用有关。


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