新型塑化剂生产与应用
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2.5 生物聚酯塑化剂

2.5.1 理化性质

生物聚酯塑化剂是用生物与其他再生原料在绿色催化剂作用下生成的新型聚酯塑化剂,其具有可降解性,且无毒、无污染,增塑用量是邻苯酯类的一半,且塑化效果佳,是高分子塑化剂中性能最为优异的品种。

2.5.2 技术指标

含量≥99(%)。

2.5.3 生产技术

生产实例:向装有温度计、搅拌机、分水器及回流冷凝器的玻璃瓶中加入甲基琥珀酸132份、1,9-壬二醇155份后将物料在搅拌、通氮气下进行加热至200℃以上反应6h,同时连续蒸馏除去反应体系中的水。之后加入链终止剂2-乙基己醇45份、甲苯50份与催化剂钛酸四异丙酯0.5份,在180~190℃继续反应脱除去低沸点的组分和甲苯,至酸值小于1.0mgKOH/g,调节压力至最高1torr,在减压脱除过量低沸点醇后得聚酯塑化剂A(n=11.9)

2.5.4 塑化技术

塑化实例一:

使用混炼机将上述组分化合物,在160℃捏合10min后成型,得到化合物板材厚度为1mm。将得到的片材进行物理性能测定。

按照JIS-K672进行拉伸试验,测定在100%伸长率下的拉伸强度:拉伸试验已测定(M100100%模量)。M100的值更小,具有优良的塑化效率。

按照ASTM-D-1043-51进行低温柔韧性测试,测量温度的灵活性。温度越低灵活性越好,试验表明用本塑化剂制成的材料具有优异的低温柔韧性,可提供优良的塑化效率和相对低的塑化温度、更好的灵活性、足够的耐久性、耐迁移性和耐抽出性。

本塑化剂适用于含卤素树脂、偏氯乙烯树脂、氯化聚烯烃等。此外,本工艺可与邻苯二甲酸酯、磷酸酯、脂肪族二羧酸酯、偏苯三酸酯、脂肪酸酯、氯化塑化剂、环氧化脂肪酸酯、氯化石蜡等复合使用。

塑化实例二:在PVC材料使用过程中,必须使PVC树脂与液体塑化剂(DOP)完全吸收后再加入高分子聚酯塑化剂,具体操作方法是在混炼机内的PVC完全吸收塑化剂呈干粉状时,再加入聚酯塑化剂。如果将PVC树脂、DOP、聚酯塑化剂同时加入,会导致PVC塑化不完全,产品的加工性能和PVC制品的特性都会下降。在配方中加入DOP的作用是与聚酯起到增塑的协同作用,提高PVC制品的性能,能对产品的质量的改观起到不可替代的作用。在配方中加入量在15份以上,就能使制品的特性有较大的提高。

目前用于制造包装薄膜的组分包括100份VDC/VC加三种液体塑化剂、5份溶胶9759-A(壬二酸和1,3-丁二醇的聚合物的缩合产物)、3份己二酸型聚酯塑化剂和3份环氧化大豆油。该组分可制成单层或多层膜。复合薄膜综合了各层膜的优良性能,如防潮性、阻隔性、耐热性及热封性等,从而可满足各种商品的包装需要。

多层干式复合最早用于生产阻隔包装,是利用具有高阻隔性能材料与低廉的其他包装材料复合,该工艺可利用传统的阻隔材料——铝箔,除铝箔之外阻隔材料还可选择镀膜、涂膜或其他中高阻隔性薄膜(如PDVC膜、PA膜、EVOH膜)。其结构常常是外层BOPP、BOPET,中阻隔层可为PA、PDVC、EVOH或铝箔,内热封层为CPP。

由于食品包装薄膜需要热封性、气体阻隔性等各种性能,多种情况下通常是由具有各种优良性能的材料组合成多层结构。其基本构成为赋予机械强度、阻隔性的中间层,赋予热封性的内侧层,以及赋予外观耐热等功能的PET等的表面保护层组成。表面保护层为PET、PA、PS和PP等黏合层,黏合性树脂赋予机械强度。PA阻隔层为EVOH和PA等。

在本工艺优选的方案中,复合膜结构为:主要受力层/阻隔层/热封层/可剥离层。主要受力层为PS、HIPS、PP、PET等,阻隔层为EVOH、PA、PVDC等,热封层为HDPE、LDPE、LLDPE、CPP等,可剥离层为PP等。如相邻层之间如树脂相容性差需加粘接层。根据不同用途,用不同的材质制成不同结构的复合膜。

该密封剂和表面保护层可以包括任何合适的聚合物材料,但优选乙烯α-烯烃共聚物、乙烯不饱和酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、聚烯烃或任何组合或共混物。异质材料的实例包括LLDPE(线性低密度聚乙烯)、VLDPE(超低密度聚乙烯)、ULDPE(超低密度聚乙烯)等。

乙烯不饱和酯共聚物是指如乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸烷基酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯丙烯酸正丁酯共聚物(ENBA)。它也指乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)。