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抑制软质PVC片材中增塑剂DOP迁移的研究

作　者: 肖尧
导　师: 李喜宏
学　校: 天津科技大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 聚氯乙烯(PVC) 邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 聚己二酸丙二醇酯(PPA) 蒙脱土(MMT) 纳米粒子抑制迁移
分类号: TS255.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

PVC是果蔬保鲜膜常用基材之一。但是,PVC膜在使用过程中,增塑剂DOP很容易迁移,导致保鲜膜在使用、存储过程中性能降低,特别是迁移出的增塑剂对环境以及动植物都有影响。试验通过添加无机纳米粒子,高分子增塑剂部分替代DOP,添加蒙脱土及用有机溶剂短时间浸泡PVC材料构建“栅栏”结构等处理方法,研究抑制软质PVC中DOP迁移规律、调控机理,研制新配方,评价PVC样品溶剂抽出率、挥发损失率、拉伸性能、邵氏硬度的测定、断面形态学扫描、热失重分析,得出以下结论：1.无机纳米粒子可以抑制软质PVC中DOP的迁移。在含50份DOP的PVC中添加5份纳米CaCO3、纳米Si02,样品的溶剂抽出率分别为20.5%和18.8%,分别比对照(25.7%)降低了20.2%和26.8%,样品的挥发损失率分别比对照降低了20.2%和26.8%。随着无机纳米粒子含量的增加,PVC样品的拉伸强度和断裂伸长率反而降低,硬度有所增加。2.高分子量增塑剂聚己二酸丙二醇酯(PPA)与DOP共混,可以抑制软质PVC制品中增塑剂迁移。PPA含量越高,对PVC中DOP迁移的抑制效果越明显。当PPA：DOP:PVC质量比例为20：30：100时,样品的溶剂抽出率为7.65%,比对照降低了76.1%,挥发损失率为0.096%,比对照降低了43.5%,而其机械性能等性质与对照相比得到了很好的保持。3.筛选出高分子增塑剂PPA复合纳米碳酸钙新配方。当CaCO3:PPA:DOP: PVC质量比例为1：20：30：100时PVC样品性能最佳,DOP溶剂抽出率为5.3%,比用50份DOP作增塑剂的样品降低了76.8%,挥发损失率为0.08%,比对照降低了52.9%。拉伸性能等指标优良。TGA分析表明,纳米碳酸钙和PPA增强了PVC的热稳定性,延缓了体系中增塑剂的损失。4.创建出抑制DOP迁移的“栅栏”结构新工艺抑制DOP迁移：将蒙脱土与PVC树脂熔融混合使其分散在PVC基体中,形成片层结构；将PVC材料在有机溶剂中短时间浸泡并烘干,使PVC材料表面形成了不含增塑剂DOP的“结晶薄层”。经正己烷4min浸泡处理,当MMT:DOP:PVC质量比例为2：50：100时,样品的溶剂抽出率为10.6%,比对照降低了58.8%；其挥发损失率为0.13%,比对照降低了23.5%。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 前言  8-23
  1.1 果蔬保鲜材料现状概述  8-9
    1.1.1 果蔬保鲜现状  8
    1.1.2 果蔬保鲜材料现状  8-9
  1.2 PVC及助剂概述  9-12
    1.2.1 PVC简介  9-10
    1.2.2 增塑剂  10-11
    1.2.3 稳定剂  11-12
    1.2.4 润滑剂  12
  1.3 PVC中增塑剂迁移过程及机理  12-14
    1.3.1 增塑剂的迁移过程  12-13
    1.3.2 影响增塑剂迁移的因素  13-14
  1.4 抑制PVC中PAEs类增塑剂迁移的研究现状  14-21
    1.4.1 对PVC表面改性或交联  14-15
    1.4.2 对PVC接枝改性  15-16
    1.4.3 在PVC基体中加入纳米粒子  16-17
    1.4.4 蒙脱土抑制DOP迁移  17-19
    1.4.5 与高分子增塑剂共混  19-20
    1.4.6 对DOP改性  20
    1.4.7 有机溶剂短时间浸泡PVC  20-21
    1.4.8 用其它增塑剂代替PAEs类增塑剂  21
  1.5 研究目标与意义  21-22
  1.6 研究内容  22-23
2 材料与方法  23-32
  2.1 试验原材料  23
  2.2 试验主要试剂  23
  2.3 试验设备仪器  23-24
  2.4 配方设计  24-27
    2.4.1 PVC基础配方设计  24
    2.4.2 无机纳米粒子抑制DOP迁移配方设计  24-25
    2.4.3 高分子增塑剂抑制DOP迁移配方设计  25
    2.4.4 纳米碳酸钙复合高分子增塑剂PPA抑制DOP迁移配方设计  25-26
    2.4.5 “栅栏”结构抑制DOP迁移理论的提出及配方设计  26-27
  2.5 PVC样品制备  27-28
  2.6 性能测试与结构表征  28-32
    2.6.1 PVC样品的溶剂抽出率测定  28-29
    2.6.2 PVC样品在热空气中挥发损失率的测定  29
    2.6.3 PVC样品拉伸试验  29-30
    2.6.4 PVC样品硬度测定  30-31
    2.6.5 热失重分析  31
    2.6.6 形态结构分析  31-32
3 结果与讨论  32-53
  3.1 无机纳米粒子抑制软质PVC中DOP迁移的研究  32-36
    3.1.1 无机纳米粒子对DOP溶剂抽出率的影响  32-33
    3.1.2 无机纳米粒子对DOP挥发损失率的影响  33-34
    3.1.3 无机纳米粒子对PVC样品拉伸性能的影响  34-35
    3.1.4 无机纳米粒子对邵氏硬度的影响  35-36
  3.2 高分子量增塑剂PPA抑制软质PVC中DOP迁移的研究  36-42
    3.2.1 PPA对DOP溶剂抽出率的影响  36-37
    3.2.2 PPA对DOP挥发损失率的影响  37-39
    3.2.3 PPA对PVC样品拉伸性能的影响  39-40
    3.2.4 PPA对PVC样品邵氏硬度的影响  40-42
  3.3 纳米碳酸钙和PPA抑制软质PVC中DOP迁移  42-48
    3.3.1 PPA复合纳米碳酸钙对DOP溶剂抽出率的影响  42
    3.3.2 PPA复合纳米碳酸钙对DOP挥发损失率的影响  42-43
    3.3.3 PPA复合纳米碳酸钙对PVC样品拉伸性能的影响  43-44
    3.3.4 PPA复合纳米碳酸钙对PVC样品邵氏硬度的影响  44-45
    3.4.5 形貌分析  45-46
    3.4.6 热失重(TGA)分析  46-48
  3.4 PVC“栅栏”结构抑制软质PVC中DOP迁移的研究  48-53
    3.4.1 蒙脱土和短时间正已烷浸泡处理对DOP溶剂抽出率的影响  48-49
    3.4.2 PVC样品中DOP迁移规律  49-51
    3.4.3 PVC样品挥发损失率  51-53
4 结论  53-54
5 展望  54-55
6 参考文献  55-62
7 攻读硕士学位期间发表论文情况  62-63
8 致谢  63

抑制软质PVC片材中增塑剂DOP迁移的研究

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