文档介绍：环氧米糠油作为聚聚***乙烯的增塑剂研究
摘要
随着环境和毒性问题变得更加重要,也有越来越多更加迅速来自全球范围内各地的高分子化合物去除邻苯二甲酸盐的进展。邻苯二甲酸酯可通过天然取代产品;特别是那些由植物油和脂肪得到。在本研究中,天然的增塑剂,无毒米糠油被添加到聚***乙烯中与过氧酸原位生成已环氧化反应合成环氧米糠油。对环氧化各种反应的影响的参数进行了研究:反应比,温度,反应时间,搅拌速度。分析了从最优反应条件得到的环氧米糠油(ERBO)的碘含量和环氧乙烷的含量。以红外光谱分析环氧基结构。产品ERBO的82%环氧乙烷转化反应时间在3 h内。使用常规的增塑剂,聚***乙烯片材二(辛基)和邻苯二甲酸部分取代合成环氧米糠油。测试了环氧米糠油相比市售大豆油(环氧大豆油)机械性能(拉伸强度,弹性模量,断裂伸长率,邵氏硬度)的附加影响。ERBO表现出了相当好的掺入和塑化性能,正如以热稳定性热重分析法,热重分析,差示值扫描量热法显示玻璃化转变温度,渗出,迁移试验,热稳定性的测量结果所证明的那样,代替了约总数60%的增塑剂。
关键词:聚***乙烯增塑剂环氧米糠油的机械性能玻璃化转变温度
引言
聚***乙烯,这最著名的商业可行的聚合物是有用的许多应用程序,其多功能性几乎是无限的。然而,其脆性,非生物降解性和低的热稳定性带来了在高分子工业的效能的限制[1]。因此,聚***乙烯总是与使得工艺成为可能和提高物理和机械性能的热稳定剂以及润滑油、增塑剂、填料和其他添加剂混合使用[2,3]。一个有效的提高聚合物的热性能和机械性能方法便是增塑剂的使用诞生了。增塑剂给予聚合物低温度和弹性,增加他们的柔软度和伸长率。增塑剂也减少分子间力和玻璃化转变的浓度聚合物的温度(热重),从而转换刚性聚合物转化为柔性的[4]。转化为低分子量化合物的增塑剂很容易渗透到聚***乙烯主链中于是它在聚合物中的百分比会增加,玻璃化稳定区域(高模量)成为橡胶(低模量)[5]。增塑PVC产品的典型应用包括薄膜,片材,管材,涂层织物,电线和电缆绝缘和护套,粘合剂,密封剂,油墨,玩具,软管,固定用品,医疗产品,如血袋和管,和类似的物品[6]。
传统上,一直是最广泛的PVC增塑剂邻苯二甲酸盐有着方便的生产方式,良好的整体性能以及
低成本的经济优势[7]。然而,酞酸盐能够迁移到周围的环境,特别是在处理之后,从而导致了在环境上[8]和它在某些应用程序中使用的限制,如食品传染病,玩具,医疗器械等。类似的次要增塑剂,如***化石蜡也被批评因为他们对环境的损害。因此,研究工作的重点是基于成本和环境方面的考虑对于p-pvc配方增塑剂的选择和取舍问题[9]。目前,随着对于在自然生产上的应用的关注的提升,特别是那些从植物油和动物油中得到的产品,被认为是作为一个适当的、环境友好的替代邻苯二甲酸盐增塑PVC应用中的选择。这些天然的增塑剂在代替常规增塑剂与几个塑料、树脂、橡胶和弹性体进行应用是表现出了低毒性和兼容性。比如得自大豆油亚麻油、蓖麻油、葵花油和脂肪酸酯(FAE)的环氧化植物油甘油三酯[10,11]。植物油基材料被认为是可持续的和可生物降解的可能有助于减少全球温室效应的材料。因此,从经济,环境和可用性的角度来看,植物油墨市场材料正在生长[12]。这些可再生资源富含油酸、亚油酸和亚麻酸酰基基团可通过处理环氧化合物化学或生物酶上的不饱和度转化为环氧衍生物[13]。环氧化反应是指在化合物双键两端碳原子间加上一原子氧形成三元环的氧化反应。植物油的环氧化作用具有巨大的优势在聚合化学中因为他被发现给予PVC优良的増塑作用并且可以作为稳定聚合物制剂的有效成分[14]。发生PVC的热降解是由于自身催化的脱去***化氢,在反应中***化氢被自由基反应消去[15]。环氧基团可以通过他们引起的自催化降解消除这些酸根而且据显示对整体的稳定具有积极的作用,因此环氧化油的全球需求预计逐年增加[16]。相对比从烯烃分子中生产环氧化物的其他工艺,使用过羧酸和有机/无机过氧化物的环氧化作用是一种更加高效而清洁的方法[13, 17]。环氧化大豆油(大豆油)和环氧化植物油被发现在工业中作为PVC基体的稳定剂和增塑剂广泛的应用[18]。米糠油是一种天然无毒的食用油,具有~75%的不饱和脂肪酸构成,可应用于各种高分子工业。其由米糠中萃取,是稻米加工过程中的副厂品[19]。RBO表现为以下特点,它具有显著含量的脂肪酸、磷脂、不皂化物和腊。这些不皂化物来自由植物甾醇、维生素E、角鲨烯、谷维素和环烷烃构成的油酯的甘油酯部分。%卵磷脂,而谷维素及维生素E作为天然抗氧化剂[20,21]。米糠有脂肪酶的存在造成的不稳定问题和基础设施的问题,所以只有一小部分(10%)米糠目前被加工成食用米糠油[22]。同时由于其相比其他食用油游离脂肪酸含量较高,约60–70%的RBO生产