聚氯乙烯用環(huán)保型增塑劑的研究進(jìn)展

吳海龍，農(nóng)桂葉，曹宇，鐘山，王海明

聚氯乙烯用環(huán)保型增塑劑的研究進(jìn)展

吳海龍1a,2，農(nóng)桂葉1b，曹宇1b，鐘山1b，王海明3

（1.梧州學(xué)院 a.大數(shù)據(jù)與軟件工程學(xué)院 b.機(jī)械與資源工程學(xué)院，廣西 梧州 543002；2.廣西機(jī)器視覺與智能控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 梧州 543002；3.湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，湖南 株洲 412001）

綜述了環(huán)保增塑劑制備的新方法與應(yīng)用研究，為環(huán)保型增塑劑在聚氯乙烯中的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。根據(jù)環(huán)保型增塑劑化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的不同對(duì)其進(jìn)行了分類，重點(diǎn)介紹國內(nèi)外環(huán)保增塑劑的最新研究進(jìn)展，詳細(xì)介紹環(huán)氧植物油類、聚酯類、檸檬酸酯類、偏苯三酸酯類、環(huán)己烷二羧酸酯類等環(huán)保型增塑劑在聚氯乙烯中的應(yīng)用研究，指出環(huán)保增塑劑需要解決的主要問題，并以此為基礎(chǔ)對(duì)環(huán)保型增塑劑在聚氯乙烯中的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。環(huán)保型增塑劑增塑改性的聚氯乙烯在力學(xué)性能、耐熱性能、加工性能和穩(wěn)定性等方面都媲美或優(yōu)于鄰苯二甲酸酯類增塑劑。環(huán)保型增塑劑可替代具有潛在危害的鄰苯二甲酸酯類增塑劑，具有廣闊的應(yīng)用前景。

環(huán)保型增塑劑；聚氯乙烯；應(yīng)用；展望

聚氯乙烯（PVC）是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，具有良好的耐沖擊性、阻燃性、耐腐蝕性、耐磨性、絕緣性及加工成本低等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)制品、日用品、農(nóng)業(yè)、建筑材料、醫(yī)療器械、軍工、國防、電子器件等方面均有廣泛應(yīng)用[1-3]。2020年我國PVC產(chǎn)量達(dá)2 074萬t，為世界第一。增塑劑是生產(chǎn)聚氯乙烯（PVC）塑料不可或缺的一種化學(xué)助劑，可以促進(jìn)樹脂分子進(jìn)行粘合，增加材料塑性和柔韌性，使材料更容易加工[4-6]。目前使用最廣泛的增塑劑是鄰苯二甲酸酯類增塑劑，約占整個(gè)增塑劑總量的80%以 上[7]。鄰苯二甲酸酯類增塑劑具有相容性好、塑化效率高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但是越來越多的研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)人體健康和環(huán)境具有安全隱患，還有致癌風(fēng)險(xiǎn)，已被嚴(yán)格限制使用范圍[8-9]。同時(shí)，隨著人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到增塑劑對(duì)環(huán)境、人體的影響，石油基資源的枯竭以及產(chǎn)品性能要求的日益提高，使得開發(fā)無毒、環(huán)保、安全且能夠替代鄰苯二甲酸酯類增塑劑的環(huán)保增塑劑已成為增塑劑行業(yè)的必然趨勢(shì)，對(duì)環(huán)保型增塑劑的研究和應(yīng)用也成為國內(nèi)外科學(xué)家研究的重要課題。

1 國外對(duì)環(huán)保增塑劑制備的研究進(jìn)展

自1982年國外研究者發(fā)現(xiàn)鄰苯二甲酸酯類增塑劑威脅人體健康后，研究熱點(diǎn)主要集中在環(huán)保型增塑劑方面，主要以生物質(zhì)資源（植物油、腰果酚、植物油脂肪酸、甘油和檸檬酸等）為原料制備增塑劑[10]。Greco等[11]研究了不同腰果酚衍生物在PVC中的增塑效果，發(fā)現(xiàn)PVC性能與環(huán)氧化相關(guān)，在環(huán)氧化較高的情況下，腰果酚衍生物增塑PVC的力學(xué)性能與市售增塑劑（鄰苯二甲酸酯和生物質(zhì)增塑劑）相當(dāng)，低遷移率。Won等[12]開發(fā)了一種簡(jiǎn)單、低成本的方法來合成高度支化的聚己內(nèi)酯（hbPCL），進(jìn)一步酯化后hbPCL的分子遷移率顯著提高，與PVC混溶，增塑效果與DEHP相當(dāng)；拉伸性能優(yōu)于PVC/DEHP，遷移穩(wěn)定性比PVC/DEHP低85%以上。Bocqué等[13]合成了4種磷酸酯類增塑劑（PMO、PMO2、PML和PDE），并與PVC/DINP性能進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明這4種磷酸酯類增塑劑均具有良好的增塑效果，斷裂伸長(zhǎng)率為350%左右，彈性模量和抗拉強(qiáng)度均較低，其中PDE和PMO表現(xiàn)更為突出。磷酸酯基團(tuán)的存在，使PDE和PMO增塑的PVC具有較高的熱穩(wěn)定性，說明PMO和PDE可以作為PVC的主要增塑劑，并具有阻燃性能。

這些研究填補(bǔ)了許多環(huán)保型增塑劑的研究空白，使環(huán)保型增塑劑進(jìn)一步工業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2 國內(nèi)對(duì)環(huán)保增塑劑制備的研究進(jìn)展

我國增塑劑行業(yè)自20世紀(jì)70年代才發(fā)展起來，起步較晚。對(duì)增塑劑安全及環(huán)保性的重視是從2011年臺(tái)灣“塑化劑”風(fēng)波引起的，對(duì)開發(fā)綠色、無毒、可再生的環(huán)保型增塑劑也進(jìn)行了大量研究[14-15]。張淑霞等[16]為解決傳統(tǒng)非溶劑法生產(chǎn)環(huán)氧大豆油中存在的耗氧、成本高、廢水多、污染環(huán)境等問題，研究了一個(gè)生產(chǎn)環(huán)氧大豆油的新工藝。以有機(jī)金屬鹽為催化劑，金屬氧化物為助劑，讓大豆油與氧氣發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)，制備出綠色環(huán)保型環(huán)氧大豆油。Cai等[17]在不同Cd負(fù)載量（xCd/TS-1）的情況下，通過大豆油與H2O2的無酸催化環(huán)氧化，制備了環(huán)氧化大豆油（ESO）。楊鈴等[18]通過正交試驗(yàn)獲得了微波合成檸檬酸三丁酯的最優(yōu)條件為：質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%催化劑，反應(yīng)物料醇酸比6.2∶1，微波反應(yīng)時(shí)間4 h，反應(yīng)溫度118 ℃，微波功率600 W，轉(zhuǎn)化率為71.78%。Song等[19]合成了一種負(fù)載酸性離子液體催化劑，再采用檸檬酸與正丁醇酯化反應(yīng)過程中加入催化劑制備出檸檬酸三丁酯（TBC）。為解決液體酸催化合成檸檬酸三丁酯（TBC）產(chǎn)生的問題，徐永強(qiáng)等[20]綜述了固體酸催化合成檸檬酸三丁酯（TBC）的研究進(jìn)展，對(duì)比分析了液體酸與固體酸催化合成檸檬酸三丁酯（TBC）的優(yōu)缺點(diǎn)，指出了有機(jī)固體酸克服了液體酸的諸多問題，為進(jìn)一步優(yōu)化制備檸檬酸三丁酯（TBC）提供理論依據(jù)。馮國東等[21]詳細(xì)綜述了通過不同的化學(xué)反應(yīng)合成的油脂基增塑劑，指出了進(jìn)一步開發(fā)綠色合成環(huán)氧類和氯代型油脂基增塑劑是研究重點(diǎn)。說明國內(nèi)對(duì)環(huán)保型增塑劑制備的新工藝也在不斷地深入研究，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化提供理論指導(dǎo)。

3 環(huán)保增塑劑在聚氯乙烯中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀

近年來，科研工作者對(duì)環(huán)保無毒型增塑劑的研究也是層出不窮，被廣泛研究與使用的環(huán)保型增塑劑主要有環(huán)氧類增塑劑、聚酯類增塑劑、檸檬酸酯類增塑劑、偏苯三酸酯類增塑劑、環(huán)己烷二羧酸酯類增塑劑等[15,22-23]。

3.1 環(huán)氧類增塑劑在聚氯乙烯中的應(yīng)用

環(huán)氧類增塑劑是一種毒性極低、環(huán)保、可降解的增塑劑，廣泛用于塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)、食品包裝、醫(yī)療設(shè)備材料、涂料等領(lǐng)域。與其他增塑劑相比，其結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基可以吸收PVC在光或熱降解過程中釋放出的氯化氫，從而抑制或延遲PVC的連續(xù)分解，使得PVC產(chǎn)品具有良好的光熱穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)使用壽命。環(huán)氧類增塑劑主要包括環(huán)氧化植物油、環(huán)氧化脂肪酸酯和含環(huán)氧基的腰果酚衍生物等[21]。賈普友等[24-25]合成了環(huán)氧值分別為4.9%和5.2%的桐馬酸酐酯多元醇（ETM）和桐油基環(huán)氧增塑劑（TEP），發(fā)現(xiàn)ETM和TEP對(duì)PVC的增塑效果好（增塑效率分別為104.1%和101.5%），熱穩(wěn)定性和耐溶劑性比鄰苯二甲酸二正辛酯（DOP）增塑的PVC材料更好；之后又合成了環(huán)氧化腰果酚基增塑劑（ECP），增塑效率達(dá)到82.2%，與DOP相比，ECP分子量更大，降低了PVC鏈之間的分子間力，使ECP和PVC相容性更好，更難從PVC中遷移出來，良好的耐溶劑性和低揮發(fā)性使PVC產(chǎn)品性能長(zhǎng)期穩(wěn)定并延長(zhǎng)了使用壽命，說明環(huán)氧類增塑劑均可用來代替DOP增塑劑。

為了進(jìn)一步解決生物基增塑劑易燃燒問題，胡云等[26-27]合成了一種含磷阻燃增塑劑（P-ECO）。隨著P-ECO含量的增加，PVC玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由41 ℃下降為9 ℃，拉伸強(qiáng)度下降到10.17 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率由146.22%增加到197.31%，熱穩(wěn)定性好（PVC熱失重10%和50%的溫度分別為298.3、345.7 ℃），阻燃性效果好（極限氧指數(shù)達(dá)到28.1%，熱釋放速率最高為280.46 kW/m2）。此外，還合成了蓖麻油基含硅阻燃增塑劑（Si-ECO），結(jié)果表明Si-ECO與PVC具有良好的相容性，隨著Si-ECO含量的增加，熱穩(wěn)定性提高，殘?zhí)苛吭黾拥?.72%，極限氧指數(shù)從25%增加到30.7%，熱釋放速率和總釋放熱分別為263.14 kW/m2和29.5 MJ。說明以蓖麻油為基礎(chǔ)合成阻燃功能的增塑劑具有廣闊的發(fā)展前景。

基于生物質(zhì)的環(huán)氧化增塑劑是一種安全性較高的增塑劑，具有良好的耐光耐熱性、原料可再生、成本低，因此應(yīng)用很廣，產(chǎn)量也在不斷增長(zhǎng)。

3.2 聚酯類增塑劑在聚氯乙烯中的應(yīng)用

聚酯類增塑劑是一種高分子聚合物，耐揮發(fā)、耐抽出、相容性好、不易遷移，被稱為“永久增塑劑”，主要是用二元酸和二元醇作為原料，先酯化后聚合而成[28]。李明等[29]用醇和酸為原料，二丁基氧化錫為催化劑，通過加熱得到直鏈型聚酯類增塑劑，然后在原反應(yīng)物基礎(chǔ)上加入三羥甲基丙烷（TMP）合成支化聚酯。發(fā)現(xiàn)直鏈聚酯與PVC能較好的相容，支化聚酯較差。隨聚酯分子量的增加，熱穩(wěn)定性越好。高傳慧等[30]制備了一種新型聚酯增塑劑聚2-甲基丁二酸1,3-丙二醇酯（1,3-PPM），結(jié)果表明1,3-PPM與PVC相容性良好，能顯著改善PVC材料的力學(xué)性能，1,3-PPM增塑的PVC材料的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、斷裂伸長(zhǎng)率等方面與DOP的效果基本相當(dāng)，說明1,3-PPM可代替DOP應(yīng)用于增塑PVC材料。章立鵬等[31]采用酯化縮聚法合成了新型的聚戊二酸1,4-環(huán)己烷二甲醇酯增塑劑，并與PVC/DOP性能進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，PVC/聚酯的斷裂伸長(zhǎng)率（677.15%）與PVC/DOP的（693.82%）相差不大，PVC/聚酯拉伸強(qiáng)度（11.07 MPa）不及PVC/DOP的拉伸強(qiáng)度（21.50 MPa），但PVC/聚酯耐熱性比PVC/DOP提高了158 ℃，在活性炭中的遷移性降低了16%，說明PVC/聚酯相較于PVC/DOP具有更好的耐熱性和耐遷移性。說明由聚酯增塑劑合成的PVC材料耐熱和耐遷移性能好，但在國內(nèi)聚酯類增塑劑種類稀少且價(jià)格昂貴，塑化效率低、黏度大、加工性和低溫性都不好。

3.3 檸檬酸酯類增塑劑在聚氯乙烯中的 應(yīng)用

檸檬酸酯類是一種無毒、綠色的增塑劑，已被美國食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)為食品添加劑，廣泛用于食品包裝、醫(yī)藥器具和衛(wèi)生用品等領(lǐng)域，可以很好地替代鄰苯二甲酸酯類增塑劑[32-33]。趙海娟等[34]研究了26種食品包裝材料中檸檬酸酯類增塑劑的含量，結(jié)果表明26種食品包裝材料中僅有4種包裝材料中存在檸檬酸三丁酯（TBC）和乙酰檸檬酸三丁酯（ATBC），且檸檬酸酯類增塑劑浸出含量均在安全范圍之內(nèi)。黃飛等[35]通過微波協(xié)同離子液體催化劑，合成了綠色環(huán)保、可降解增塑劑檸檬酸三丁酯，并用單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)篩選出了合成檸檬酸三丁酯的最佳工藝，檸檬酸三丁酯產(chǎn)率可達(dá)99.3%，并與鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）的增塑性能進(jìn)行比較，結(jié)果表明用檸檬酸三丁酯增塑制品的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和拉伸剪切強(qiáng)度等均優(yōu)于DBP。鮑傳磊等[36]研究了乙酰基檸檬酸三正丁酯（ATBC）、偏苯三酸三辛酯（TOTM）和環(huán)己烷-1,2-二羧酸二異壬酯（DINCH）3種環(huán)保增塑劑，以及傳統(tǒng)增塑劑DBP對(duì)聚硫密封劑增塑效果。結(jié)果表明ATBC的增塑效果優(yōu)于DBP，可代替DBP作為聚硫密封劑的綠色增塑劑。夏海虹等[37]利用咪唑類酸性離子液體催化合成了檸檬酸三丁酯，并與鄰苯二甲酸二丁酯的增塑效果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的檸檬酸三丁酯（TBC），產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度降至35.19 MPa，壓縮強(qiáng)度降至57.35 MPa，彎曲強(qiáng)度降至70.61 MPa，拉伸剪切力強(qiáng)度增至11.94 MPa，說明檸檬酸三丁酯可以作為鄰苯二甲酸酯類增塑劑的良好替代品，因此，檸檬酸酯增塑劑已成為全球塑料行業(yè)安全無毒增塑劑產(chǎn)品的首選，但價(jià)格相對(duì)較高，主要應(yīng)用于對(duì)產(chǎn)品安全性要求較高的領(lǐng)域。

3.4 偏苯三酸酯類增塑劑在聚氯乙烯中的應(yīng)用

偏苯三酸酯類增塑劑具有較好的熱穩(wěn)定性（最高溫度可達(dá)180 ℃[38]）、耐老化性和耐寒性，主要用 于耐熱和耐久型產(chǎn)品的制造，如電線電纜、汽車產(chǎn)品等[39]。偏苯三酸酯類增塑劑主要有偏苯三酸三辛酯（TOTM）、偏苯三酸三己酯和偏苯三酸三甘油酯，其中TOTM應(yīng)用較為廣泛。在PVC中TOTM增塑劑的溶出量小于DEHP的溶出量，溶出總量小于安全限值0.0526 mg/(kg·d)，被認(rèn)為是比鄰苯二甲酸酯類增塑劑更環(huán)保、更安全的環(huán)保型增塑劑，對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生安全隱患[40]。為研究偏苯三酸三辛酯（TOTM）遷移量的情況，Silano等[38]把PVC/TOTM材料放入10%乙醇、3%乙酸和50%乙醇（均為體積分?jǐn)?shù)）中，研究TOTM的遷移量，結(jié)果表明：TOTM最高遷移量為165 μg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于安全遷移量5 mg/kg，對(duì)人體不會(huì)引起安全隱患。孫志堅(jiān)等[41]研究了偏苯三酸酯的同分異構(gòu)體均苯三甲酸三酯，用均苯三甲酸分別與異辛、異壬、2–丙基庚等不同醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到不同均苯三甲酸三酯，并測(cè)試其增塑效果。只有OA類均苯三甲酸三酯與PVC樹脂相容性較好，可作為主增塑劑使用。李永貴等[42]為了使一次性聚氯乙烯輸液器更加安全可靠，研究了DEHP、TOTM在不同藥液中的溶出量，結(jié)果表明：在氯化鈉注射液、單硝酸異山梨酯注射液中未檢出DEHP，在紫杉醇注射液、乙醇水溶液中有檢出。在氯化鈉注射液、單硝酸異山梨酯注射液和紫杉醇注射液中未檢出TOTM，在乙醇水溶液中有少量檢出。說明在臨床上輸注藥物時(shí)，一次性使用PVC輸液器選擇合適材質(zhì)顯得非常重要。

偏苯三酸酯類作為耐熱、耐久性增塑劑，廣泛用于高溫、易老化的環(huán)境，但因價(jià)格昂貴，產(chǎn)量徘徊不前。今后應(yīng)設(shè)法降低價(jià)格，并開發(fā)具有耐油、耐遷移和耐寒性等多功能的新產(chǎn)品，以適合各種特殊用途的需要。

3.5 環(huán)己烷二羧酸酯類增塑劑在聚氯乙烯中的應(yīng)用

環(huán)己烷二羧酸酯類增塑劑是一種環(huán)保、無毒的增塑劑，被認(rèn)為最有可能代替鄰苯二甲酸酯類增塑劑，可用于醫(yī)療器械、食品包裝、玩具等領(lǐng)域，合成方法主要有氫化法和酯化法[43-44]。Wadey等[45]對(duì)環(huán)己烷二羧酸酯類增塑劑的增塑效果進(jìn)行了系統(tǒng)研究，表明環(huán)己烷二甲酸酯類增塑劑與鄰苯二甲酸酯類增塑劑具有相似的增塑效果，PVC制品的力學(xué)性能二者相當(dāng)；環(huán)己烷-1,2-二羧酸二異辛酯（DEHCH）揮發(fā)性高，不適合高溫環(huán)境，DINCH和環(huán)己烷1,2-二甲酸二癸酯（DIDCH）耐高溫性能優(yōu)越，可用于高溫環(huán)境中電線、電纜等領(lǐng)域；DEHCH和DINCH在醫(yī)療器材領(lǐng)域具有較好的運(yùn)用；在光穩(wěn)定性方面，DEHCH和DINCH性能比鄰苯二甲酸酯類增塑劑更加出色。歐遠(yuǎn)輝等[46]合成DEHCH，研究其對(duì)PVC的增速效果。研究發(fā)現(xiàn)與純PVC樹脂的性能相比，DEHCH有著較好的增塑性能和較好的耐揮發(fā)性、耐溶劑性。宋長(zhǎng)統(tǒng)等[47]對(duì)環(huán)保型增塑劑DEHCH、DINCH的力學(xué)性能、低溫性能、光學(xué)性能、穩(wěn)定性能等方面做了全面的對(duì)比，結(jié)果表明環(huán)保增塑劑DEHCH增塑PVC在拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、低溫沖擊等性能方面均優(yōu)于PVC/DINCH，但在揮發(fā)性及透光性能方面略差于PVC/DINCH。這些均說明環(huán)己烷二羧酸酯類增塑劑有望取代鄰苯二甲酸酯類增塑劑，但價(jià)格較高，在國內(nèi)還未實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

3.6 其他環(huán)保增塑劑在聚氯乙烯中的應(yīng)用

沈健等[48]通過控制氧化劑和催化劑比例及反應(yīng)溫度，研發(fā)了一款無苯增塑劑4,5-環(huán)氧四氫辛酯，產(chǎn)品兼具酯化增塑劑和環(huán)氧增塑劑性能和特點(diǎn)，此增塑劑無毒環(huán)保，增塑效率好，力學(xué)性能良好，揮發(fā)性低，能做主增塑劑使用。Jia等[49]用地溝油（WCO）為原料合成了WCOME，對(duì)PVC增塑效率好。在同等條件下在正己烷中進(jìn)行浸出測(cè)驗(yàn)，結(jié)果表明PVC/WCOME沒有遷移，PVC/DOP有15.7 %的DOP浸出。這改變了傳統(tǒng)塑料的加工工藝，也實(shí)現(xiàn)了地溝油（WCO）增塑劑的清潔化生產(chǎn)。王一鳴等[50]以2,5-呋喃二甲酸為基體，分別與2-己醇、正己醇反應(yīng)，制備出不同分子結(jié)構(gòu)的生物基增塑劑，能顯著提高PVC的沖擊性能。李永朋等[51]以異山梨醇和正庚酸為原料合成了一種生物基增塑劑異山梨醇二庚酯（SDH），實(shí)驗(yàn)表明SDH與PVC分子間的相互作用比DOP、DOTP更強(qiáng)，各項(xiàng)綜合塑性優(yōu)異，可代替DOP、DOTP用于PVC中。李文博等[52]也以異山梨醇和壬酸制備了一種具有雜環(huán)結(jié)構(gòu)和烷基長(zhǎng)鏈的新型生物基增塑劑異山梨醇二正壬酸酯（SDN），并用于改性PVC樹脂。結(jié)果表明，增塑劑的加入可以明顯地降低了共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（降低了42.8 ℃），材料的沖擊強(qiáng)度超過1 200 J/m（比未添加SDN相比提高近40倍），說明SDN增塑劑起到了很好的增塑作用，具有替代傳統(tǒng)鄰苯類增塑劑的潛力。

4 結(jié)語

由于安全、環(huán)境因素和多功能塑料的發(fā)展，開發(fā)新型環(huán)保增塑劑替代具有潛在危害的鄰苯二甲酸酯類增塑劑已是大勢(shì)所趨。在我國，雖然自然資源豐富，但生產(chǎn)環(huán)保增塑劑還存在生產(chǎn)工藝不成熟、成本高、增塑效率低、副產(chǎn)物多等問題，造成一些環(huán)保型增塑劑價(jià)格較為昂貴，只能部分替代具有潛在風(fēng)險(xiǎn)的鄰苯二甲酸酯類增塑劑，并未產(chǎn)業(yè)化，因此，應(yīng)該密切關(guān)注國外增塑劑研究進(jìn)展，通過機(jī)械、工藝創(chuàng)新及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用來提高生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備改進(jìn)，達(dá)到降低環(huán)保增塑劑價(jià)格的同時(shí)保證產(chǎn)品質(zhì)量，做到綠色化學(xué)原料、綠色化學(xué)催化劑、綠色化學(xué)反應(yīng)等。此外，增塑劑基礎(chǔ)研究方面還十分欠缺，主要是潤滑性、凝膠和自由體積等理論，這些理論只能解釋部分增塑機(jī)理，不能完整系統(tǒng)地解釋復(fù)雜的增塑機(jī)理。為了更好地預(yù)測(cè)增塑劑性能的優(yōu)劣和未來發(fā)展，需深入發(fā)展增塑劑增塑理論的基礎(chǔ)研究，研究出一套系統(tǒng)完整的增塑理論具有劃時(shí)代意義。最后，針對(duì)不同PVC材料的用途，選擇合適的增塑劑增塑PVC，也是未來發(fā)展的方向。

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Research Progress of Environmentally-friendly Plasticizers in PVC

WU Hai-long1a,2, NONG Gui-ye1b, CAO Yu1b, ZHONG Shan1b, WANG Hai-ming3

(1a.School of Data Science and Software Engineering b.School of Mechanical and Resource Engineering, Wu Zhou University, Guangxi Wuzhou 543002, China; 2.Guangxi Key Laboratory of Machine Vision and Intelligent Control, Wuzhou University, Guangxi Wuzhou 543002, China; 3.College of Innovation and Entrepreneurship, Hunan Railway Professional Technology College, Hunan Zhuzhou 412001, China)

The work aims to summarize new preparation methods and application of environmentally-friendly plasticizers to provide certain theoretical basis for the application of environmentally-friendly plasticizers in polyvinyl chloride. Different types of environmentally-friendly plasticizers were classified according to their chemical structure and function. The latest research of environmentally-friendly plasticizers at home and abroad was mainly introduced. Besides, the application of several environmentally-friendly plasticizers in PVC was introduced in detail, including epoxidized plasticizer, polyester plasticizer, citric acid ester plasticizers, trimellitic ester plasticizers, and cyclohexane dicarboxylic acid ester plasticizer. The main problems that need to be solved for environmentally-friendly plasticizers were revealed. On this basis, the development direction and industrial prospect of environmentally-friendly plasticizers were analyzed and predicted. Moreover, the findings suggested that polyvinyl chloride modified by environmentally-friendly plasticizers was comparable or superior to phthalate plasticizer in mechanical properties, heat resistance, processing performance and stability. Potentially harmful phthalate plasticizers can be replaced by environmentally-friendly plasticizers, which have great application prospects in polyvinyl chloride.

environmentally-friendly plasticizer; polyvinyl chloride; application; prospect

TB484; TQ414

A

1001-3563(2022)07-0118-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.07.014

2021-05-26

2020年梧州高新區(qū)、梧州學(xué)院產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目（2020G006）；2021年度廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目（2021KY0678）；湖南省科學(xué)技術(shù)廳2019年大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)項(xiàng)目（湘科人〔2019〕8號(hào)）；湖南省科學(xué)技術(shù)廳2020年湖南省眾創(chuàng)空間（湘科計(jì)〔2020〕64號(hào)）

吳海龍（1990—），男，碩士，梧州學(xué)院講師，主要研究方向?yàn)榫勐纫蚁┖铣?、?yīng)用研究及新產(chǎn)品開發(fā)。

王海明（1981—），男，碩士，湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要研究方向?yàn)椴牧瞎こ?、高等教育及?chuàng)新創(chuàng)業(yè)。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋