Page 203 - 《精细化工》2022年第8期

第 8 期 沈一蕊，等: 生物基甘油酯类增塑剂的合成及性能 ·1703·

示杨氏模量 [20] 。对比表 1 数据发现，甘油三(2-乙基 塑的 PVC 试片高，表明甘油三(2-乙基己酸)酯增塑
己酸)酯增塑的 PVC 试片的表观模量比 DEHP 增塑 剂在提高 PVC 制品的刚性方面优于 DEHP，与 DEHP
的 PVC 试片更大，对应的邵氏硬度也要比 DEHP 增 相比整体力学性能更加优异。

表 1 PVC 试片的力学性能
Table 1 Mechanical properties of PVC test sheets
平均 断裂伸 拉伸 断裂伸长率 200% 断裂伸长率 400% 断裂伸长率 600% 断裂时表观
样品
硬度/HA 长率/% 强度/MPa 处表观模量/MPa 处表观模量/MPa 处表观模量/MPa 模量/MPa
甘油三辛酸酯/PVC 86 794.5 23.2 4.4 3.4 3.1 2.9
甘油三(2-乙基己酸)酯/PVC 88 692.6 26.4 6.4 4.6 4.0 3.8
甘油三戊酸酯/PVC 85 821.7 24.0 3.4 2.8 2.8 2.9
甘油三(2-甲基丁酸)酯/PVC 90 681.1 23.1 4.1 3.5 3.4 3.4
DEHP/PVC 85 670.7 24.7 4.9 3.9 3.7 3.7

2.2.2 PVC 试片的热稳定性分析 试片的 T 5% 和 T 10% 更低，表明其热稳定性更差，原
4 种甘油基酯类增塑剂和 DEHP 增塑的 PVC 试 因在于带有支链结构的化合物沸点比直链结构的化
片的 TG 和 DTG 曲线分别如图 4a、b 所示，相关的 合物要低；（2）相对分子质量越大的增塑剂塑化的
热失重数据见表 2。 PVC 试片的 T 5% 和 T 10% 越高，热稳定性越好。

在 PVC 热稳定性能的评价中，初始降解温度
（T 5% ）是最重要的参数之一。在这些 PVC 试片中，
甘油三辛酸酯塑化的 PVC 试片的热稳定性最好，其
T 5% 相比于 DEHP 塑化的 PVC 试片提高 12.3 ℃，原
因是甘油三辛酸酯的相对分子质量比 DEHP 稍大；
此外，合成增塑剂的单元酸为直链结构，因此表现
出更好的热稳定性。
2.2.3 玻璃化转变温度测试
玻璃化转变温度是 PVC 试片一个重要的参数，
是衡量增塑剂增塑效果的重要指标，PVC 试片的玻璃
化转变温度越低，增塑剂的增塑效果越好。图 5 是 PVC
试片的 DSC 测试结果。可以看出，所合成的 4 种增塑
剂所塑化 PVC 试片的玻璃化转变温度与 DEHP 相近，
均在 53.3 ℃附近，与文献[22]报道结果相符。

图 4 PVC 试片的 TG（a）和 DTG（b）曲线
Fig. 4 TG (a) and DTG (b) curves of PVC test sheets

从图 4a 可见，在 100 ℃内没有质量损失，表
明试片制备过程中的四氢呋喃已经完全挥发，所有

PVC 试片的热失重主要有两个阶 段 [21] ：第Ⅰ阶 图 5 PVC 试片的 DSC 曲线
段（110~390 ℃）主要是增塑剂的分解和 PVC 分子 Fig. 5 DSC curves of PVC test sheets

开始脱去 HCl，5 种不同增塑剂塑化的 PVC 试片的 2.2.4 耐抽出和耐挥发性能分析
失重率都在 75.1%~76.1%；第Ⅱ阶段（390~550 ℃） PVC 的耐迁移性是评价增塑剂适用环境的一个
主要是 PVC 大分子的结构重整和碳骨架的断裂。对 重要指标，选择蒸馏水、极性溶剂无水乙醇和非极
比不同增塑剂，可以得出如下结论：（1）在相同碳 性溶剂石油醚进行耐抽出性能测试，并以活性炭粉
原子数下，带有更多支链结构的增塑剂塑化的 PVC 末作为模拟物在 100 ℃下进行 PVC 试片的耐挥发