Page 201 - 《精细化工》2022年第8期
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第 8 期 沈一蕊，等: 生物基甘油酯类增塑剂的合成及性能 ·1701·
为：将 12 g PVC 树脂粉和 6 g 增塑剂加入到 150 mL 干燥箱内，每隔一定时间取出 PVC 试片，用滤纸将
四氢呋喃中，磁力搅拌使其充分混合均匀，待烧杯 PVC 试片表面的活性炭擦拭干净，称重，记为 m。
中的混合物变得透明澄清后，将其倒入直径 15 cm 为了减小实验操作误差，每个 PVC 试片均测试 3 次，
的培养皿中，在室温下静置 3 d，然后将其放置在温 取平均值作为最终结果，样品的耐挥发性用质量损
度为 40 ℃的恒温干燥箱中 4 d，待溶剂完全挥发后 失率（η 1 ）来表示，按式（2）进行计算：
取出，得到增塑剂/PVC 试片。 m m
/% 0 100 （2）
1.4 结构表征与性能测试 1 m 0
酸值测定：参照 GB/T 1668—2008《增塑剂酸 其中，η 1 表示质量损失率，%；m 0 表示 PVC 试片实
值及酸度的测定》对增塑剂合成过程中的酸值变化 验前质量，g；m 表示 PVC 试片实验后质量，g。
进行测定，由于实验误差的存在，每次测量时进行 耐抽出性能测试：按照 ISO 175—2011《塑料-
3 次平行测试，取平均值作为最终酸值。 液态化学品浸入效应的测定用实验方法》对 PVC 试片
全反射傅里叶变换红外光谱（FTIR）测定：扫描 的耐抽出性能进行测试，溶剂分别为蒸馏水、极性溶
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次数32 次，分辨率4 cm ，扫描范围设置500~4000 cm 。 剂无水乙醇和非极性溶剂石油醚。具体实验过程如下：
1 HNMR 测定：利用核磁共振氢谱分析化合物的 将 PVC 试片裁剪成若干个规格为 30 mm×30 mm×
结构与纯度，溶剂为氘代氯仿（CDCl 3 ）。 1 mm 的正方形片，然后放在干燥器中干燥 6 h，用
硬度测试：用邵氏硬度计测定 PVC试片的硬度， 分析天平准确称量 PVC 试片质量（精确至 0.0001 g），
在试片上选取至少 5 个点进行测定，每个测定点相距 记为 W 0 ；随后，将 PVC 试片浸没在盛有相同体积
至少 6 mm，然后计算平均值作为试片的硬度。 溶剂的 50 mL 磨口锥形瓶中，再将锥形瓶放置在
拉伸性能测试：PVC 试片的拉伸强度和断裂伸 30 ℃的恒温干燥箱内，每隔一定时间取出 PVC 试
长率反映了增塑剂增塑性能的优劣。PVC 试片的力 片，用滤纸将 PVC 试片表面的溶剂擦拭干净后放在
学性能测试方法参照 ISO 527-5—2009，用特定的模 40 ℃的烘箱中烘干后取出，待其冷却至室温后称
具从 PVC 试片上裁剪出哑铃状的样品，每个样品的 重，记为 W。为了减小实验操作误差，每个 PVC 试
测试长度为 10 mm、宽度为 2 mm、厚度为 1 mm。测 片测试 3 次，取平均值作为最终结果，PVC 试片的
试过程中，拉伸速率为 50 mm/min，每个样品测试 3 质量损失率按式（3）进行计算：
次，取 3 次结果的平均值作为最终结果。其中，杨 2 /% W W 100 （3）
0
氏模量的计算方法见公式（1）： W 0
其中，η 2 表示质量损失率，%；W 0 表示 PVC 试片浸
E （1）
泡前质量，g；W 表示 PVC 试片浸泡后质量，g。
其中，E 表示 PVC 试片的杨氏模量，Pa；σ 表示 PVC 增塑剂相容性测定：采用水价法测定，具体步
试片的拉伸强度，Pa；ε 表示 PVC 试片的断裂伸长 骤为：在 2.5 g 增塑剂中加入 25 mL 丙酮，混合成
率，%。 透明状溶液后利用蒸馏水进行滴定，滴定到溶液出
热重（TG）测试：取 8~10 mg 样品，在氮气气 现混浊时结束，计算此时所用蒸馏水体积，消耗的
氛下，以氮气流速为 50 mL/min，20 ℃/min 的升温 蒸馏水量越多表明增塑剂与 PVC 之间的相容性越好。
速率从 50 ℃升温至 600 ℃，测试 PVC 试片的热稳 2 结果与讨论
定性。
DSC 测试：在氮气氛围下，取 5~8 mg 样品进 2.1 增塑剂的结构表征
行测试，升温速率为 10 ℃/min，测试温度范围为 2.1.1 FTIR 分析
–20~120 ℃。 图 1 是合成得到的 4 种增塑剂甘油三辛酸酯、
耐挥发性能测试：根据 ISO 176—2005《活性炭 甘油三(2-乙基己酸)酯、甘油三戊酸酯和甘油三(2-
吸附法》对 PVC 试片的耐挥发性能进行测试。具体 甲基丁酸)酯的红外谱图。可以看出，4 种增塑剂在
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操作如下：将 PVC 试片裁剪成若干个规格为 30 3500 cm 处未出现羟基（—OH）的宽峰 [18] ，表明
mm×30 mm×1 mm 的正方形片，然后放在干燥器中 甘油上的 3 个—OH 都发生了酯化反应，并且反应
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干燥 6 h，用分析天平准确称量 PVC 试片质量（精 完全。另外，在 1728 cm 处出现明显的酯基中 C==O
确至 0.0001 g），记为 m 0 ；随后，将 PVC 试片放入 键的伸缩振动峰 [19] ，表明酯基的存在。由此可见，
盛有适量活性炭的 50 mL 陶瓷坩埚中，并使 PVC 试 增塑剂制备过程反应完全，4 种甘油基酯类增塑剂
片被活性炭完全包埋，再将坩埚放在 100 ℃的恒温 被成功合成。
