高性能生物基聚氯乙烯增塑剂的制备与应用

冯国东^1,2，马艳¹，胡立红¹，张猛^1,3，贾普友¹，周永红^1,3

1. 中国林业科学研究院林产化学工业研究所2. 江苏强林生物能源材料有限公司3. 中国林业科学研究院林业新技术研究所

摘 要：以来源广泛的废弃油脂地沟油为主要原料,通过酯交换、环氧化和开环等常用的化学反应制备出性能优良的聚氯乙烯（PVC）增塑剂。气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析表明,相转移催化剂([(C₈H₁₇)₃NCH₃]₃[PO₄[W（O）（O₂）₂]₄]^3-)可以在无羧酸条件下有效地催化脂肪酸结构中双键发生环氧化反应;利用核磁共振氢谱、红外光谱对各种产物进行表征,结果表明目标产物AC-FAME-BA被成功制备。不同增塑剂增塑PVC制品的力学性能和动态力学热分析结果表明,添加AC-FAME-BA可以有效降低PVC制品的模量和玻璃化温度,增加断裂伸长率,50 phr的添加量可以使PVC材料的玻璃化转变温度降低到22.8℃;对比分析各制品的力学性能、动态力学热分析和耐挥发性能,结果表明ACFAME-BA的增塑性与相容性要优于环氧大豆油（ESO）,与邻苯二甲酸二辛酯（DOP）相当。对比ESO和DOP,AC-FAMEBA（35 phr）增塑的PVC在极性溶剂（乙醇）中抽出量相对较多,在弱极性溶剂（石油醚）中抽出量相对较少。这些应用分析结果表明AC-FAME-BA是一种性能优良的PVC增塑剂,在某些领域可以完全替代DOP。

关键词：废弃油脂;增塑剂;高性能;开环反应;环氧化;