(生产管理知识)无毒增塑剂的生产与应用
无毒增塑剂的生产与应用
邻苯 二 甲 酸二 辛 酯 （ Ｏ ） Ｄ Ｐ
料 包 装袋 中 向食 品 、 特别 是 含 油脂食 品 ， 牛奶 、 如 肉类 中迁移 ， 品在 塑料 包 装 材料 中储 存 的 时 间 食 越 长 ， 用 于包装 食 品 的塑 料 材料 中增 塑剂 含 量 或 越高 ， 都会加 大增 塑剂 向食 品 中迁 移 的量 ， 即对食
２ 世纪 ８ Ｏ Ｏ年 代美 国 国家 环境 卫 生 部科 学 研
究 所毒 性试 验 组用 大 量 动 物试 验 证 明 ， Ｏ Ｄ Ｐ可 引 起 动物 肝组 织 病 变 和 癌变 。因此 ， 盟 和 美 国 已 欧 永 远禁 止 ３岁 以下 儿童 玩具及 用 品使 用 ６种邻 苯 二 甲 酸 酯 增 塑 剂—— 邻 苯 二 甲 酸 二 乙 基 己 酯 （ Ｅ Ｐ 、 苯 二 甲酸 二 丁 酯 （ Ｂ ） 邻 苯 二 甲酸 Ｄ Ｈ ）邻 Ｄ Ｐ、 丁基苄 酯 、 苯 二 甲 酸 二 异 壬 酯 （ Ｉ Ｐ 、 苯 二 邻 ＤＮ ） 邻 甲酸 二 异 癸 酯 （ Ｉ Ｐ Ｄ Ｄ ）和 邻 苯 二 甲 酸 二 辛 酯 （ Ｏ ） 并 且 这 ６种 增 塑 剂在 其 他 塑料 制 品 中含 ＤＰ，
目前 ， 球 已加 快 了无毒 增 塑 剂 产 品 的研 发 全 力度 ， 别加 快 了卫 生要 求 高 的塑 料 制 品基 础 应 特 用 研究 。 因此 ， 笔者 将 无 毒 增 塑剂 的 研 究 进展 综
述 如下 。 ２ 无 毒 增 塑 剂 研 究 进 展
据 预测 ， 国 ２ １ 增塑 剂 的需求 量 将达 到 我 ００年
摘 要 详 细 介 绍 了 无 毒 增 塑 剂 的生 产 及 应 用 ， 括 柠 檬 酸 三 丁 酯 、 酰 柠 檬 酸 三 丁 酯 、 苯 包 乙 偏
PVC环保型增塑剂的开发和应用
常为液体，加入ＰＶＣ后，经过塑化，液体增塑剂扩 散到ＰＶＣ大分子之间，形成均匀的、具有一定柔软 性的材料。常朋于软质ＰＶＣ增塑剂的种类主要有 以下儿大类：（１）邻苯二甲酸酯类：常朋的品种有 邻苯二甲酸二辛酯（ＤＯＰ）、邻苯二甲酸二异壬酯 （ＤＩＮＰ）、邻苯二甲酸二异癸酯（ＤＩＤＰ）、邻苯二甲 酸二丁酯（ＤＢＰ）、邻苯二甲酸丁苄酯（ＢＢＰ）等，通 常作为主增甥剂。（２）脂肪酸酯类：包括己二酸酯 类、壬二酸酯类、癸二酸酯类。常用的品种主要有 己二酸二辛酯（ＤＯＡ）和癸二酸二辛酯（ＤＯＳ），这 类增塑剂主要用作ＰＶＣ的耐寒增塑剂。（３）磷酸 酯类：磷酸酯类增塑剂是ＰＶＣ的阻燃增塑剂，主要 品种有磷酸ｉ甲苯酯（ＴＣＰ）、磷酸三苯酯（ＴＰＰ）以 及磷酸二苯基异辛酯（ＤＰＯＰ）等。（４）环氧类增塑 剂。主要品种有环氧大豆油、环氧硬脂酸辛酯等， 是ＰＶＣ的辅助增塑剂，具有挥发性低，迁移性小等 优点，与ＰＶＣ热稳定剂有协Ｉ一作用。（５）含氯增塑 剂：主要品种有氯化石蜡。是廉价的ＰＶＣ辅助增塑 剂．与三氧化二锑并用，有协同阻燃等效果。 在以上各类增塑剂中，ＤＯＰ是ＰＶＣ最常用的 增塑剂品种，与ＰＶＣ相容性好，增塑效率高，挥发 性小．耐热、耐低温性能优异。ＤＯＰ广泛应用于 ＰＶＣ生产的各个领域，其中包括食品包装用薄膜． 用于采ＪｌＩＬ、输血、输液，人工肾连接器官、鼓泡式充 氧气等医疗制品。２０世纪８０年代．美国国家环境 卫生部科学研究所毒性实验组．用大量动物实验 证明，ＤＯＰ可引起动物肝脏组织病变和癌变。尽管 ＤＯＰ。ＤＢＰ是否导致癌变仍在争论之中。但由于存
ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｆｒｉｅｎｄｌｙ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＶＣ；ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ；ｃｉｔｒａｔｅ ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ；ｃｉｔｒａｔｅ ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ；ｔｒｉｍｅｌｌｉｔａｔｅ ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ
橡胶环保增塑剂的发展及应用
橡胶环保增塑剂的发展及应用一．橡胶增塑剂的概念增塑剂又称为软化剂，是指能够降低橡胶分子链间的作用力，改善加工工艺性能，并能调整胶料的物理机械性能，提高功能性、降低成本的一类较低分子量化合物。
过去习惯上根据应用范围不同分为软化剂和增塑剂、操作油。
软化剂多来源于天然物质，常用于非极性橡胶；增塑剂多为合成类产品，多用于极性合成橡胶和塑料中。
目前由于所起的作用相同，统称为增塑剂。
二．增塑剂的作用1．改善橡胶的加工工艺性能：通过降低分子间作用力，使粉末状配合剂更好地与生胶浸润并分散均匀，改善混炼工艺；通过增加胶料的可塑性、流动性、粘着性改善压延、压出、成型工艺。
2．改善橡胶的某些物理机械性能与功能性：降低制品的硬度、定伸应力、提高硫化胶的弹性、耐寒性、降低生热等。
3．降低成本：价格低、耗能省。
三．增塑剂的分类1．根据作用机理分：物理增塑剂：增塑分子进入橡胶分子内，增大分子间距、减弱分子间作用力，分子链易滑动。
化学增塑剂：又称塑解剂，通过力化学作用，使橡胶大分子断链，增加可塑性。
大部分为酯类、芳香族硫酚的衍生物如2-萘硫酚、二甲苯基硫酚、五氯硫酚，领苯、对苯等。
2．按来源分：①石油系增塑剂②煤焦油系增塑剂③松油系增塑剂④脂肪油系增塑剂⑤合成增塑剂四．对增塑剂的要求增塑效果好，用量少，吸收速度快；与橡胶的相容性好，环保好、挥发性小、不迁移、耐寒性好，耐水、耐油、溶剂；电绝缘性好，耐燃性好，无色、无毒、无臭，价廉易得。
2．增塑剂与橡胶相容性的实验检测研究发现，在不饱和橡胶中使用增塑剂时，增塑剂的不饱和性高低对增塑剂和不饱和橡胶的相容性有很大影响。
增塑剂的不饱和性越高，增塑剂与不饱和橡胶的相容性越好。
测定增塑剂不饱和性的方法是测其苯胺点。
苯胺点：同体积的苯胺与增塑剂混合时，混合液呈均匀透明时的温度。
苯胺点越高，说明增塑剂与苯胺的相容性越差，不饱和性低。
五．极性增塑剂的作用机理极性增塑剂增塑极性橡胶时，极性的增塑剂低分子的极性部分定向地排列于橡胶大分子的极性部位，对大分子链段起包围阻隔作用，从而增加了大分子链段之间的距离，减小了大分子间相互作用力，增大了大分子链段的运动性，从而提高了橡胶的塑性，一般通过主链接枝的技术提高增塑剂的极性，更好的增加增塑等相关作用。
一种新型无毒增塑剂的应用及生产
Ｋｅ ｒ ｓ Ｐ Ｃ； ｌ ｓｉｉｅ ； ｏ — ｏ ｉｉｙ ａ ｅｙ ｒｂ ｔ ｌｃｔａ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｙｗｏ ｄ ￣ Ｖ ｐａ ｔｃｚ ｒ ｎ ｎ—ｔ ｘ ｃｔ ； ｃ ｔ ｌｔｉ ｕ ｙ ｉｒ ｔ ；ｐ ｌ ｔ ｃ ｏ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈｅ ａ ｐｌｃ ｔｏｎ ｏｆａ ｎｏ ｅ ｎ— ｔ ｘｉ ａ ｔｃ ｚ ｒ ａ ｅｙｌｔ ｉ ｔ ｃｔ ａｅ （ ｔａ ｔ ｐ ｉａ ｉ ｖ ｌｎｏ ｏ ｃ ｐｌｓｉ ｉｅ ｃ ｔ ｒｂｕ ｙｌ ｉｒ ｔ ＡＴＢＣ ） ｉ ｎ
本文 重点 介绍 ＡＴ Ｃ 的性 质 、 用 及工 业 化 生 产 等 Ｂ 应
方 面的情 况 。
１ Ａ Ｂ 的－ Ｔ Ｃ 陛质
（） Ｂ １ ＡＴ Ｃ是 以柠檬 酸 、 正丁 醇 、 乙酸酐 为 原料 ，
在 催化剂 的作 用下 合成 的。这些 原料 均 为生 物体 内
存在 的物 质 ， 是真 正无 毒 的增塑 剂 。
［ 关键词］聚氯 乙烯 ； 增塑剂 ； 无毒 ｝ 乙酰基柠檬酸 三丁酯 ； 应用
［ 摘
近。
要］重点介绍 了新 型无毒增 塑剂—— 乙酰基 柠檬 酸三丁酯 （ ＴＢ Ａ Ｃ）在 塑料 加工行 业 中 的应 用 ， 述 了 简
Ａ Ｂ Ｔ Ｃ工 业 化 试 生 产 情 况 。结 果 表 明 。 加 Ａ Ｃ 的 塑 料 制 品 的 力 学 性 能 与 添 加 Ｄ 添 ＴＢ ＯＰ的 塑 料 制 品 的 力 学 性 能 接
前 言
柠 檬 酸 三 丁 酯 （ Ｂ 和 乙酰 基 柠 檬 酸 三 丁 酯 Ｔ Ｃ） （ Ｔ Ｃ） 为无 毒 增 塑剂 ， 中 ＡＴ Ｃ 被 美 国食 品 Ａ Ｂ 均 其 Ｂ 医药 管理 局 （ＤＡ） 证 为 无毒 产 品 ， 广泛 应 用 于 Ｆ 认 它
无毒增塑剂的生产与应用
无毒增塑剂的生产与应用随着塑料工业的飞速进展,对增塑剂的需求愈来愈多。
我国增塑剂要紧用于聚氯乙烯(PVe)制品与电缆绝缘材料,其他则用于纤维素、尼龙、聚醋酸乙烯酯、橡胶的软化剂与有机溶剂等。
随着我国建筑塑料(型材、管材)、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料制品与工程塑料等的进展,将推动我国增塑剂将不断进展。
1.我国增塑剂生产消费现状1・1增塑剂要紧生产厂家、生产能力与品种目前,我国增塑剂的生产厂家有50多家,总生产能力约为I∙4Mt∕a,万吨级装置有16套,能生产近100个品种,常用的有30种左右。
生产的增塑剂要紧品种与生产能力见表1,要紧生产厂家、生产能力及品种见表2。
表1我国增塑剂主要品种及生产能力品种生产能力∕ki∙u,名星甲酸665铭茶甲酸1!6f>辐笨甲般片『阍UMM J)40邻礼甲献蚌焚陆UMDw AO己Ift7廊OOA)U5似礼的rfti(T<KΓM)15坏》大”油《ESO)16增塑剂要紧品种与生产能力据预测,我国2010年增塑剂的需求量将达到1400kt∕a,工业增塑剂市场前景广阔。
1・2增塑剂行业存在的问题从表1与表2可见,我国增塑剂生产厂家规模小,竞争力低;产品结构不合理,老品种多,新品种少,符合环保要求的品种更欠缺,要紧生产厂家都生产邻苯二甲酸二辛酯(DoP)11)。
20世纪80年代美国国家环境卫生部科学研究所毒性试验组用大量动物试验证明,DOP可引起动物肝组织病变与癌变。
因此,欧盟与美国已永远禁止3岁下列儿童玩具及用品使用6种邻苯二甲酸酯增塑剂----------- 邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁基苇酯、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DlDP)与邻苯二甲酸二辛酯(DOP),同时这6种增塑剂在其他塑料制品中含量不得超过0∙l%o俄罗斯也对中国进口的含有上述增塑剂的塑料玩具发出警告。
在日本,DOP作为增塑剂只能在工业塑料制品中应用。
塑料助剂—增塑剂的特性及应用
增塑剂
作用机理
自由体积理论增塑原理示意图
增塑剂
作用机理
普遍接受的理论是：
高分子材料的增塑，是由于材料中高聚物分子链间 聚集作用的削弱而造成的。增塑剂分子插入到聚合物分 子链间，削弱了聚合物分子链间的引力，结果增加了聚 合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶度， 从而使聚合物的塑性增加。
增塑剂
缩写
特性
DBP
DOP DIOP DIDP
挥发度太大，耐久性差，在PVC工业中逐渐 淘汰，而转向于粘合剂和乳胶漆使用
混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低 温柔软性较好．耐水抽出，电气性能高，耐 热性及耐候性良好
挥发性低、耐热性好
挥发性低、耐热性好
增塑剂
品种与性能
脂肪族二元酸酯类
O
O
化学结构： R1 O C (CH2)n C OR2
增塑剂
品种与性能
邻苯二甲酸酯类
O
化学结构：
C OR1 C OR2
O
R1，R2：C1～C13的烷烃，环烷烃，苯基，苄基等
O
C2H5
C O CH2 CH CH2 C O CH2 CH CH2
O
C2H5
CH2 CH2 CH3 CH2 CH2 CH3
增塑剂
品种与性能
邻苯二甲酸酯类的主要代表
品种
二丁酯
二辛酯 二异辛酯 二异癸酯
增塑剂
作用机理
(3) 遮蔽作用
非极性增塑剂分子遮蔽了聚合物的极性基团，使 相邻聚合物分子的极性基不发生或很少发生“作用”， 从而削弱聚合物分子间的作用力，达到增塑的目的。
增塑剂
作用机理
反增塑作用
当增塑剂的用量减少到 一定程度后反而会引起 高分子材料硬度增大、 伸长率减小、冲击强度 降低的现象。
环保型工业增塑剂醇的合成及其在塑料制品中的应用研究
环保型工业增塑剂醇的合成及其在塑料制品中的应用研究醇是一种常见的有机化合物，广泛应用于工业和生活中。
在塑料制品中，醇被广泛用作增塑剂，以提高塑料制品的柔韧性和耐用性。
然而，传统的醇类增塑剂具有较高的毒性和环境污染性，对人体健康和生态环境造成潜在风险。
因此，发展和研究环保型工业增塑剂醇及其在塑料制品中的应用成为了亟待解决的问题。
为了解决传统醇类增塑剂的环境问题，许多研究人员致力于开发合成环保型工业增塑剂醇，并探索其在塑料制品中的应用。
这些环保型醇的合成方法主要包括天然物质提取、化学合成和生物发酵等。
天然物质提取是一种常见的合成环保型醇的方法。
一些植物和动物中含有丰富的天然醇类物质，如葵花籽油中的葵醇和生物酒精中的乙醇等。
通过提取这些天然醇类物质，可以获得环保型工业增塑剂醇。
这种方法具有原料可再生性和低毒性的特点，对环境友好。
然而，天然物质提取的醇产量较低，成本较高，仍需要进一步研究和改进。
化学合成是另一种制备环保型醇的常见方法。
通过有机合成化学反应，可以合成出各种具有环保特性的醇类增塑剂，如丙烯醇和苯甲醇等。
这些醇的合成方法成熟可行，产量高，成本相对较低。
然而，合成过程中可能会产生一些有害副产物，对环境和人体健康造成一定的影响。
因此，在醇的合成过程中，需要采取一系列环境友好措施，如废物处理和反应条件优化等，以减少对环境的不良影响。
生物发酵是一种新兴的制备环保型醇的方法。
生物发酵利用微生物代谢产物中的醇类物质，如酒精和甘油等，经过合成反应转化为环保型工业增塑剂醇。
与传统的化学合成方法相比，生物发酵具有原料广泛、产物无污染和过程可控性等优势。
同时，微生物在生物发酵过程中还可以降解一些有害物质，对环境治理具有积极作用。
尽管生物发酵技术在环保型醇的合成中具有潜在优势，但其工业化应用还面临着一些挑战，如微生物选育、发酵条件优化和产量提高等。
无论是天然物质提取、化学合成还是生物发酵合成，环保型工业增塑剂醇在塑料制品中的应用是一个关键问题。
增塑剂的用途
增塑剂的用途增塑剂是一种可以增加塑料可塑性和柔韧性的化学物质。
它们被广泛应用于各种塑料制品的生产中，为我们的生活提供了便利和舒适。
以下是增塑剂的一些主要用途。
首先，增塑剂在塑料制品的生产中起到了至关重要的作用。
它可以使塑料更具有可塑性和延展性，使得塑料制品更容易加工和成型。
这使得增塑剂成为了塑料加工行业中不可或缺的一部分。
通过使用增塑剂，我们可以生产出各种形状的塑料制品，如瓶子、袋子、容器、管道等。
其次，增塑剂可以改善塑料的柔韧性和韧性。
塑料通常具有较高的硬度和脆性，而增塑剂的加入可以降低塑料的硬度，使其更柔软和韧性。
这使得塑料制品更加耐用和具有更好的弹性，能够更好地适应各种使用环境和需求。
另外，增塑剂还可以增加塑料的透明度和光泽。
在一些特殊的塑料制品中，如透明塑料瓶和包装膜等，对于产品的外观质量要求较高，需要具备良好的透明性和光泽度。
增塑剂的加入可以改善塑料的透明度和光泽，使得塑料制品更加清澈和亮丽。
此外，增塑剂还可以增加塑料的抗老化性能。
一些塑料制品在长时间的使用过程中，会受到氧化、紫外线、高温等因素的影响，导致塑料的性能发生变化甚至破坏。
增塑剂的加入可以提高塑料的抗老化性能，延长塑料制品的使用寿命。
还有，增塑剂还可以改善塑料的抗撞击性能。
在一些特殊应用领域中，如汽车制造、建筑材料等，对于塑料制品的抗撞击性能要求较高。
增塑剂的使用可以提高塑料的韧性和冲击强度，从而增强塑料制品的抗撞性能，保护了使用者的安全。
另外，增塑剂还可以改变塑料的表面性能。
有些塑料制品需要具备特殊的表面性能，如防滑、抗刮擦、防粘性等。
增塑剂的加入可以改善塑料的表面性能，使其具备所需的特性。
此外，增塑剂还可以改变塑料的燃烧性能。
一些塑料制品的燃烧性能较差，易燃甚至会产生有害气体。
增塑剂的加入可以降低塑料的燃烧性，改善其燃烧时所产生的气体和剧毒物质，提高塑料制品的安全性。
最后，增塑剂还可以改变塑料的颜色。
有时候我们需要生产具有特定颜色的塑料制品，而增塑剂的使用可以帮助改变塑料的颜色，使其符合我们的需求。
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无毒增塑剂的生产与应用随着塑料工业的飞速发展,对增塑剂的需求愈来愈多。
我国增塑剂主要用于聚氯乙烯(PVC)制品和电缆绝缘材料,其他则用于纤维素、尼龙、聚醋酸乙烯酯、橡胶的软化剂和有机溶剂等。
随着我国建筑塑料(型材、管材)、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料制品以及工程塑料等的发展,将推动我国增塑剂将不断发展。
1．我国增塑剂生产消费现状1·1增塑剂主要生产厂家、生产能力和品种目前,我国增塑剂的生产厂家有50多家,总生产能力约为1·4Mt/a,万吨级装置有16套,能生产近100个品种,常用的有30种左右。
生产的增塑剂主要品种和生产能力见表1,主要生产厂家、生产能力及品种见表2。
增塑剂主要品种和生产能力据预测,我国2010年增塑剂的需求量将达到1400kt/a,工业增塑剂市场前景广阔。
1·2增塑剂行业存在的问题从表1和表2可见,我国增塑剂生产厂家规模小,竞争力低;产品结构不合理,老品种多,新品种少,符合环保要求的品种更欠缺,主要生产厂家都生产邻苯二甲酸二辛酯(DOP)〔1〕。
20世纪80年代美国国家环境卫生部科学研究所毒性试验组用大量动物试验证明,DOP 可引起动物肝组织病变和癌变。
因此,欧盟和美国已永远禁止3岁以下儿童玩具及用品使用6种邻苯二甲酸酯增塑剂———邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁基苄酯、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP),并且这6种增塑剂在其他塑料制品中含量不得超过0·1%。
俄罗斯也对中国进口的含有上述增塑剂的塑料玩具发出警告。
在日本,DOP作为增塑剂只能在工业塑料制品中应用。
苏州市环境监测中心顾钧等〔2〕通过试验证明,DOP急性毒性很小,但其亚急性毒性和慢性毒性引起了人们的重视,亚急性动物毒性试验显示能导致体重减轻,白细胞增加,贫血,血尿等,特别是对肝脏组织具有不良影响;同时DOP还能从塑料包装袋中向食品、特别是含油脂食品,如牛奶、肉类中迁移,食品在塑料包装材料中储存的时间越长,或用于包装食品的塑料材料中增塑剂含量越高,都会加大增塑剂向食品中迁移的量,即对食品的污染程度越大。
目前,全球已加快了无毒增塑剂产品的研发力度,特别加快了卫生要求高的塑料制品基础应用研究。
因此,笔者将无毒增塑剂的研究进展综述如下。
2无毒增塑剂研究进展2·1柠檬酸酯增塑剂的生产及应用柠檬酸酯增塑剂的生产及应用柠檬酸酯的两个主要品种柠檬酸三丁酯(TBC)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)已获得美国FDA批准作为安全、无毒增塑剂,我国也建议在包装材料中使用。
2·1·1TBC和ATBC的生产柠檬酸三丁酯(TBC)是由柠檬酸和正丁醇在催化剂的作用下酯化合成而得,乙酰柠檬酸三丁酯(A TBC)原料为醋酸、柠檬酸、正丁醇。
传统的酯化反应一直用浓硫酸作催化剂,它存在以下缺点:生产周期长,转化率低,由于硫酸的脱水、酯化和氧化作用,副产物多,这对反应产物的精制及回收均带来困难;反应产物的后处理要经过碱中和、水洗,以除去作为催化剂的硫酸,致使工艺复杂,产生三废,产品流失;硫酸还严重腐蚀设备,增加生产成本。
国内对柠檬酸酯的开发研究已有10多年历史,有关科研机构和大专院校发表了大量研究文献及专利,而寻找代替浓硫酸的催化剂已成为近年来研究的焦点〔3~4〕。
用磷钨酸、硅钨酸及活性炭固载杂多酸合成柠檬酸三丁酯具有较高的催化活性和选择性,不挥发,污染少,不腐蚀设备,不污染环境,后处理简单,且收率高,是较为理想的酯化催化剂,但杂多酸作催化剂时催化剂易流失,因而催化剂的寿命相对较短。
固体酸ZrO2-TiO2/SO42-、SO42-/ZrO2、SO42-/TiO2及磁性固体酸ZrO2/Fe3O4等代替浓硫酸用作酯化催化剂合成柠檬酸三丁酯时,可消除浓硫酸作催化剂时的种种弊端,而且其工艺简单,选择性好,可重复使用,是很有发展前途的酯化催化剂。
2·1·2TBC和ATBC的应用2·1·2·1TBC的应用柠檬酸三丁酯(TBC)因具有相容性好、增塑效率高、无毒、不易挥发、耐候性强等特点而广受关注,成为首选替代邻苯二甲酸酯类的绿色环保产品。
它在寒冷地区使用仍保持有好的挠曲性,又耐光,耐水,耐热,熔封时热稳定性好而不变色,安全经久耐用,适用于食品、医药物品包装、血浆袋及一次性注射输液管等。
TBC对PVC、PP、纤维素树脂都可增塑,其相容性好;TBC与其他无毒增塑剂共用可提高制品硬度,尤其对软的纤维醚更为适用;TBC具无毒及抗菌作用,不滋生细菌,还具有阻燃性,所以它在乙烯基树脂中用量甚大;薄膜、饮料管、食品瓶密封圈、医疗机械、医院内围墙、家庭、饭店宾馆及公共场所等壁板、天花板,食堂灶间、卫生间等更需要此种灭菌阻燃增塑剂;交通工具含国防航空器、战船、战车的车箱内塑料制品也须用此增塑剂;TBC在玩具塑料中用量也非常大;具改善硝化纤维抗紫外能力,是多种香料的溶剂;可增强洗涤剂的去污能力;作化妆品的添加剂、乳化剂,对受伤皮肤可起治疗及营养作用,又可阻止紫外线对皮肤角质层的水分挥发,保护皮肤具滋润性及生理弹性;作润滑油及极压抗摩剂、聚氧乙烯树脂的平滑剂;烟丝中加TBC后可使香烟燃烧时生成的HCN毒气被TBC吸收,从而减少对吸烟者的毒害,TBC可使烟卷保持韧性而不被折断;作含蛋白质类液体的泡沫去除剂、鞋袜去臭剂、纸张加香助剂、橡胶工业加工防焦剂。
2·1·2·2A TBC的应用A TBC为无毒、无味主增塑剂,ATBC比TBC的毒性更小。
A TBC作为主增塑剂,具有溶解性强,耐油性、耐光性好,并有很好的抗霉性。
它与大多数纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯等有良好的相容性,主要用作纤维素树脂和乙烯基树脂的增塑剂。
在儿童玩具方面,随着DOP毒性资料的不断被发现,越来越多领域禁止使用DOP,而ATBC无毒,无味,透明性好,水抽出率低,经其增塑的塑料制品加工性能优良,热合性好,二次加工方便,特别适合作为儿童玩具主增塑剂使用。
在肉制品包装方面,ATBC无毒,可作为肉制品包装材料,而DOP不能应用在高脂肪含量食品包装领域。
而且A TBC无味,不会引起食品异味,经其增塑的塑料制品透明,印刷性能好。
在医用制品方面,ATBC无毒,水抽出率低,对人体没有潜在危害,经其增塑的医用制品耐高温、低温性能好。
A TBC作为一种优良的增塑剂不仅满足无毒增塑剂的条件,也可用于一般塑料制品中。
用ATBC塑化的纤维素电影胶片挥发性损失低,与含DBP的纤维素电影胶片相比,对金属有比较强的附着作用。
2·2偏苯三酸类增塑剂的生产及应用偏苯三酸类增塑剂系列产品包括偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三(810)酯、偏苯三酸三甘油酯等5〕。
2·2·1偏苯三酸三辛酯(TOTM)的生产及应用增塑剂偏苯三酸三辛酯,商品名为TOTM,通常用偏苯三酸酐(偏酐)和辛醇(2-乙基己醇)酯化制得,常用于催化酯化反应的催化剂如浓硫酸、固体酸、金属氧化物、钛酸酯等都可作为制备TOTM的催化剂,反应粗产物经过中和、水洗、脱色、脱醇等纯化过程得到产品。
芜湖产品质量监督检验所以粘胶基活性炭纤维为载体,制备了负载型SnO催化剂,用于催化合成TOTM。
该催化剂活性高于未经负载的氧化亚锡,且易于分离。
通过合理控制反应条件,免除了中和、水洗、脱色等产品纯化过程,避免了产品损失和废水、废渣的产生,基本实现了生产工艺清洁化。
TOTM是20世纪50年代随美国阿莫科公司(AmocoChemicalCompany)大量生产偏苯三酸酐后开发的一种性能优良的增塑剂。
它具有良好的耐热性、低挥发性、耐寒性、电绝缘性、耐油性及可加工性,热稳定性较聚酯增塑剂优,唯耐油性不及聚酯增塑剂。
广泛用作PVC耐热增塑剂、抗溶剂交联氯乙烯树脂的增塑剂、90℃和105℃级耐热电缆配方的主增塑剂及用作6kV、10kV高压电缆所需的配套增塑剂,此外,可用于硝苯纤维素、乙基纤维素和聚甲基丙烯酸甲酯等树脂;还可用作浸渍剂和耐高温绝缘漆,广泛用于电器内部件、汽车内电线、半导体等的包覆材料;用作汽车电缆、防湿与耐热环氧树脂胶囊组分,防雾氯乙烯树脂组分及纤维与热塑塑料的无水染料组分;用作汽车座垫、人造革、洗衣机排水软管、百叶窗帘、密封材料与填料等。
2·2·2偏苯三酸三甘油酯的生产及应用偏苯三酸三甘油酯是偏苯三酸类聚酯中的佼佼者。
通常由偏苯三酸三酯、甘油为原料,氧化铊为催化剂,二甲苯为溶剂酯化而成。
我国目前还仅限于偏苯三酸三辛酯的生产,偏苯三酸三甘油酯产品仍未开发。
偏苯三酸三甘油酯的耐低温挠曲性能十分优良,具有优异的加工特性,适用于特殊制品的塑料配方中,可以广泛用于电线电缆绝缘材料、汽车内装饰塑料、聚氯乙烯材料、电冰箱密封条、游泳池的装饰材料等,其应用结果表明,它具有十分优越的低温柔软性、抗湿性、耐油漆破坏性和优异的体积电阻率及制品的体积电阻系数,制品极易进行加工,生产成本低。
偏苯三酸三甘油酯增塑剂可以有效提高PVC的电绝缘性能,产品可用于105~120℃的电缆料中,在生产与加工中返工率低,拉伸成型简便,耐高温性能优良。
其价格与性能比也优于其他聚酯增塑剂。
将偏苯三酸三甘油酯用于PVC中,其挥发性、柔软性、弹性与耐溶剂性抽出及耐湿性优良。
用于塑料制品具有优良的耐紫外线照射性,且与多种化学助剂的复合性好,可用于制备不同色彩的塑料制品,具有使用安全性。
偏苯三酸三甘油酯适用于汽车密封、汽车内部挡风玻璃的防雾,在与偏苯三酸三(810)酯等并用时,达到所要求的透明度。
偏苯三酸三甘油酯可作为主增塑剂,具有低烟雾与阻燃性,适用于阻燃制品中。
由于无毒,也适用于食品和医用制品,可替代邻苯二甲酸酯类生产输血管与储血袋等,也可用于医用用具与儿童玩具等。
2·2·3均苯四酸四辛酯(TOPM)的生产及应用均苯四酸四辛酯(TOPM)是以石油重芳烃为原料开发出来的新兴精细石油化工产品。
均苯四酸酯可由均苯四酸(或均苯四酸二酐)与醇直接酯化而得。
但一般是一元、二元、三元和四元酯的混合物,若醇过量,又强化了酯化条件,则多元酯偏多。
这种混合酯或经分离后的单酯均可作为增塑剂。
均苯四酸四元酯的R1、R2、R3和R4可以是相同或不相同的基团,该基团为烷基、链烯基、环烃基、芳香基,最好还是丁基和辛基,各种不同结构的均苯四酸酯都曾在医用塑料制品中试用过,取得了良好的效果。
当前在医用塑料制品中使用得最多的还是均苯四酸四辛酯(TOPM)。
TOPM用作医用塑料制品的增塑剂有以下优点:具有比TOTM及DOP小得多的毒性,对生理过程无不良影响;与血液或其他生理流体接触时,被抽出的危险可忽略不计;改进增塑效能和增加制品的使用寿命。