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增塑剂是聚氯乙烯(PVC)中用量最大的一种助剂,对于改善PVC的应用性能起着重要的作用。目前应用最广泛的是邻苯二甲酸酯类增塑剂,其中邻苯二甲酸二辛酯(DOP)用量最大,但研究发现DOP在应用过程中耐迁移能力差,且易被有机溶剂抽出,具有潜在的致癌性。聚酯增塑剂是一类大分子增塑剂,不仅具有增塑效率高、耐迁移、低毒的优点,并且可生物降解,研发新型环保聚酯增塑剂具有重要理论和实用意义。本文以生物质的二元酸、二元醇为原料制备了一系列新型聚酯增塑剂,考察了该类聚酯增塑剂对PVC的增塑效果,并对其热稳定性能进行了研究。以丁二酸和二元醇(乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇)为原料,制备了四种聚酯增塑剂(聚丁二酸乙二醇酯(PGS)、聚丁二酸1,3-丙二醇酯(PPS)、聚丁二酸1,4-丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸1,6-己二醇酯(PHS))。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和热重分析(TG-DTG)等测试手段对产物进行表征。结果表明,四种聚酯增塑剂分子量均在900-6000之间;动态力学分析(DMA)显示二元醇碳数对聚酯的增塑效果影响较大,四种聚酯增塑剂中PHS增塑效果最佳,增塑效率最高。采用PHS增塑PVC,考察了PHS添加量、分子量对PVC增塑性能的影响,利用SEM分析了PHS与PVC的相容性;采用酶分析法研究了PVC/PHS试样的可生物降解性能。测试结果表明:(1)随着PHS含量的增加,增塑PVC试样的柔韧性先增加后减小,当PHS添加量为35phr时,PHS与PVC材料相容性较好;且耐迁移、耐挥发和耐溶剂抽出的质量损失率均低于0.8%,PHS综合性能优于传统增塑剂DOP;但PHS添加量高于35phr时,出现增塑剂团聚现象。(2)当PHS分子量在900-6000之间时,随着PHS聚酯增塑剂分子量提高,PVC试样耐久性提高,生物降解性降低,增塑PVC试样的Tg先增加后减小,分子量为4250的PHS增塑效果最好,此时增塑PVC试样的拉伸强度为15.84MPa,硬度56D,增塑PVC试样的Tg为5.3℃,增塑效率为118.1%,相对单体型增塑剂,PHS具有较长的分子链和较好的润滑作用,可以有效的减少PVC分子之间的作用点,故其增塑的PVC具有较低的Tg;酶降解分析表明,PHS增塑PVC试样具有一定的生物降解性能,当酶降解30d后,其样品失重率达到9.31%。采用热重-红外联用仪(TG-FTIR)和X-光电子能谱仪(XPS)分析了PHS增塑PVC试样的热稳定性能。结果表明五种不同分子量的PHS增塑PVC试样均具有良好的热稳定性。PHS分子量越高,其增塑PVC试样热稳定性越好,当分子量为5546时,增塑PVC试样初始降解温度达到264℃,比纯PVC提高了13℃。