生物基及可生物降解塑料用增塑剂.pdf

2016年第3期(总第11期)塑料助剂
论与综述
生物基及可生物降解蟈料用增塑剂
张恵芳王克智李训刚
(山西省化工研究所(有限公司),太原,030021)
摘要概述了国内外增塑剂行业和生物基及可生物降解塑料用增塑剂的发展状沉,并介绍了生
物基及可生物降解塑料配套増塑剂的分类及其研究进展,展望了其未来的发展趋势
关键词生物基及可生物降解塑籵增塑剂
doi:10.3969/j.isn.1672-6294.2016.03.001
Plasticizers for Bio-based Biodegradable Plastics
Zhang Huifang Wang Kezhi Li Xungang
Shanxi Provincial Institute of Chemical Industry(Co. Ltd. ) Taiyuan, 030021)
Abstract The development of plasticizer industry at home and abroad was overviewed, and the classifica-
tion and research progress of plasticizers for bio-based and biodegradable plastics were introduced. The devel
opment trend of the plasticizers was also prospected
Key words: bio-based and biodegradable plastics; plasticizer
进入21世纪以后,以可再生资源为原料和具行改性,主要包括增塑改性、共混改性等。增塑改
有可降解特征的生物基和可生物降解塑料引起了性就是在PLA当中混溶一定量的高沸点、低挥发
世界范围的广泛关注,开发和研究为其配套的助性、低相对分子质量的物质,来改善其机械性能与
剂具有广岡的市场前景和积极的社会意义。被誉加工性能,这些物质被称为增塑剂,其主要作用是
为“绿色塑料”的聚乳酸(PLA)是生物基塑料的在不改变材料基本化学性质的前提下,增加PLA
代表性品种,无毒、可完全生物降解,具有良好的分子链或分子聚集体的移动性,即提高其可塑性
化学惰性、生物相容性,并且不污染环境、易加工,表现为PLA的硬度、模量、玻璃化转变温度(
被认为是最有发展前途的高分子材料。作为来源的下降,以及伸长率、挠曲性和柔韧性的提高り。
于可再生资源的环境友好材料,无论在生物医用有研究表明,利用增塑剂?对PLA进行增塑改
领域,还是作为石油基高分子材料的替代品应用性,能够较有效地改善PLA柔韧性,PLA增塑产
在通用塑料领域,PLA都显示了广阔的应用前景。
物的tn随增塑剂含量的增加而呈线性下降
尽管如此,它的实际应用仍受到其自身缺陷的限
制,例如脆性严重、价格昂贵,对产品的性能影响1可生物降解塑料用增塑剂的发展
较大,严重阻碍了其市场的进一步扩大
概况
为克服PLA的缺点,优化其物理性能,同时
降低成本,人们已经在PIA改性方面做了许多卓
针对节能减排和低碳经济发展的要求,生物
有成效的工作,近年来围绕着提高聚乳酸的柔初基及可生物降解塑料得到迅猛发展,与之相配套
性和降低成本等主要目标,人们通过物理方法进
的增塑剂也得到了长足的发展,产品及技术的研
发方兴未艾。顺应全球低碳、高效、安全、环保的
发展趋势,该类产品的特征是来源于自然,具有可
收稿日期:2016-04-29
降解性、可持续性。
塑料助剂
20]6年第3期(总第117期)
圣戈班( Saint Gobain)高功能塑料于2012年FDA批准用作无毒增塑剂,用于食品包装、医疗
推出的首个不含邻苯二甲酸酯的生物基软管产品器具、儿童玩具及个人卫生用品等方面。国内外
解决方案一 Tygon S3软管,其以可再生的、可持柠檬酸酯类增塑剂的主要生产厂商如表1所示。
续的生物基增塑剂为原料,适用于食品、饮料等其
表1国内外柠檬酸酯类堞塑剂的主要生产厂商及其产品
他市场,已通过美国食品药物管理局(FDA)以及
Tab. 1 Main producers of citrate plasticizers
欧洲和日本相关监管机构批准进行使用。该公司
and its producis at home and abroad
成为首家推出实验室应用的不含邻苯二甲酸二辛
厂商
生产品种
酯(DEHP)的生物基产品的制造商4。
可持续性不仅仅是一个新趋势,而且成为当
美国 Vertellus( Morflex)柠檬酸酯类TFC、 ATEC
ATBC\ATBCIATHC
今制造供应链的一个组成部分, Tygon S3能够满
柠檬酸酯类TEC、ATEC
足食品加工、流体传输和分流过程要求的关键部
德国 Jung
\\ATBCIATHC
件,并且符合日益严格的食品安全法规,从而强化
意大利 Caval
柠檬酸酯类TEC、ATEC
了产品的卓越性能和可持续优点。圣戈班公
ATBCIATBC\ATOC
布了 Tygon S3产品的最新生命周期评估(LCA)
美国 Unites Chemical Company ATBC
美国 Morta
AT BC
结果表明,与市场上普遍含有DEHP增塑剂的产
荷兰 Nourylande
ATBC
品相比,生产不含邻苯二甲酸酯的生物基 Tygon
日本协和发酵
ATBC
S3消耗的能量低8%,消耗燃料低12%,使碳排
德国BASF
ATBC
放量降低了6%?。
法国Mele- Bezons
ATBC
据报道, Lapo生化聚合物技术公司开发出可
德国 Jungbunzlauer
EC、TYH
ATEC、ATHC
提高聚乳酸柔软性的生物基增塑剂,这种生物基
日本日光化学集团
增塑剂在保持生化塑料原来透明性、模量及硬度
美国 Bernel Chemical Co.TOC
的同时,还可以提高生化塑料的拉伸性能。这种
柠檬酸酯类TEC
生物基增塑剂可以与PLA混溶,而不需要其他相
江苏雷蒙化工科技有限公司
ATEC、TBC、ATBC、
容剂。与添加量高达20%(质量分数)的石油基
ATOC、TOC、THC、
ATHC、 BIHC
增塑剂相比,这种增塑剂在与生化塑料共混时只
柠檬酸酯类TEC
需添加5%~10%(质量分数)7。
山东滩坊迪蒙化工有限公司ATEC、TBC、ATBC
目前我国无毒、环保的增塑剂品种相当匮乏,
TOC、THC
其中生物基及可生物降解塑料配套的环保型増塑湖北恒绿源科技有限公司
ATEC、
ATHC、
BTHC、ATBC
剂品种更是罕见。
江苏天音化工有限公司ATBC
2生物基及可生物降解塑籵配套增
柠檬酸酯类增塑剂均能有效降低聚乳酸的玻
塑剂的分类及研究进展
癆化湯度,改善其加工性能,克服脆性断裂。尹静
2.1柠檬酸酯类
波等研究了小分子酯类增塑剂对聚乳酸的增
柠檬酸酯类增塑