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    利用煉廠芳烴開發PVC輔助增塑劑
    文章作者admin: 時間:2021-08-05 15:41

    利用煉廠芳烴開發PVC輔助增塑劑
    1 前言


      聚氯乙烯(PVC)是我國塑料工業主要原料之一,目前年產量一百多萬噸。PVC制品加工中需要消耗大量增塑劑。雖然我國主增塑劑如DOP等產品生產已具規模,但由于價格較高,因而與PVC樹脂具有良好相溶性的代用(輔助)增塑劑受到塑料加工行業尤其是中小型企業的歡迎,此外,廢舊PVC制品的回收利用也為中低檔代用增塑劑提供了應用機會。


    國外早已發現石油和煤焦油中某些餾份經過加工、精制,可生產多種規模的增塑劑和填充劑,八十年代,由于鄰苯二甲酸酐、長鏈脂肪烴價格上漲,芳烴型增塑劑由于價格優勢,具有一定的市場,這些增塑劑芳烴含量50~95%,苯胺點低于5℃,運動粘度在98~90℃為4~20mm2/s,如紐約的CrowleyChemical公司生產三種芳烴型增塑劑,能部分代替主增塑劑,對乙烯基塑料及多種合成橡膠有很強的溶解能力和極好的相溶性,在深色塑料制品中可添加40~50份,同時,由于其電性能優于DOP,可以做深色乙烯基電纜的護層。


    國內,七十年代末燕山石化公司研究院開發的催化柴油用二甲亞砜(DMSO)為溶液抽提,分離催化柴油中的芳烴,切割二、三線芳烴餾份段,經精制得淡黃色的芳烴油作芳烴型增塑劑。在PVC制品中替代部分DBP,獲得良好的經濟效益。湖北、四川成都等地也有類似產品的生產。煉油廠有著豐富的芳烴資源,如催化裂化重質芳烴中芳烴含量高達90~95%,它們和PVC樹脂有良好的相溶性,其分子結構本身也具有增塑性。為了開發煉廠石油芳烴的利用途徑,滿足塑料加工行業的需求,我們進行了以石油芳烴為原料制備PVC輔助增塑劑的研究工作。


    2 AP型PVC輔助增塑劑的制備


    2.1 原料的性質


      我廠三種富含芳烴原料的性質見表1。



    2.2 AP型PVC輔助增塑劑的制備及其性質


      由芳烴原料的性質可見,這些餾份油顏色普遍較深,有的凝固點高,儲運、使用不方便;有的閃點低,加工安全性不好,需進一步加工處理。我們采取不同的工藝路線,經過簡單精制,脫除膠質及硫、氮等非理想組分,改善顏色,提高加工安全性,得到淡黃色透明的芳烴增塑劑樣品AP-Ⅰ
    、AP-Ⅱ 和棕黃色芳烴增塑劑樣品AP-Ⅲ。其主要性質見表2,并與氯化石蠟部標以及國外芳烴增塑劑進行對比。



      表中可見,這三種AP型增塑劑同國外牌號芳烴型增塑劑相比,各項性質均相差不大,具有外觀好、酸值低、熱穩定性高的特點。


    3 應用試驗


    3.1 與其它增塑劑性能對比試驗


      為了解AP型PVC輔助增塑劑替代增塑劑性能的情況,我們對樣品AP-Ⅱ進行了性能對比試驗,與DOP、DBP、氯化石蠟、環氧大豆油進行比較,其試驗配方、數據及分析結果如下。


    3.1.1 試驗配方


      對比試驗配方列于表3。



    3.1.2 試驗結果


      試驗各樣本測試性能列于表4。


      對比試驗結果表明:AP- 力學性能老化前后與其它助劑相比差別不大,熱失重和遷移性等較差,與DBP相近。



    3.2 制品應用試驗


      為考察AP型輔助增塑劑的實際應用情況,我們將AP-Ⅰ 、AP-Ⅱ 、AP-Ⅲ 在一些軟PVC制品中做了應用試驗?,F將薄膜、電纜料和PVC人造革這三類制品中的應用試驗結果介紹如下。


    3.2.1 民膜制品


    3.2.1.1 試驗配方


      試驗民膜制品中各增塑劑的用量詳見表5。



    3.2.1.2 試驗結果


    試驗所制得的各民膜樣品測試性能列于表6。



      小樣配方試驗表明三種樣品PVC樹脂相溶性較好;制成品均制成為無色透明民膜,各自物理機械性能測試結果表明,各樣品制成品的抗張強度、斷裂伸長、直角撕裂強度、沸水收縮率、低溫伸長率各項指標與用“氯化石蠟”制成品相比,物理性能相近。其中5、6、7號樣低溫性能比1、2、3號樣有所提高,說明隨著輔助增塑劑AP-Ⅰ、AP-Ⅱ、AP-Ⅲ
    在制品中用量的提高,樣品低溫性能有所改善。同時,可以看出8、9號樣性能明顯優于其它樣,說明主增塑劑用量稍微提高一點,制品性質有較大改善,因此,在實際應用中,主增塑劑和芳烴增塑劑的用量比例要視具體情況而定,一般芳烴增塑劑的用量不超過增塑劑總量的20%為宜。


    3.2.2 電纜料制品


    3.2.2.1 試驗配方


    我們在70℃護套電纜料中用輔助增塑劑AP-Ⅰ 、AP-Ⅱ 取代生產中常用的輔助增塑劑氯化石蠟,并與70℃護套電纜料標準配方生產的樣品相比較。配方見表7。



    3.2.2.2 試驗結果


    試驗所得各電纜料樣品性能測試結果見表8。



      從試驗情況和檢測結果看,AP-Ⅰ 、AP-Ⅱ和氯化石蠟比較,其增塑效率和相溶性都不低于氯化石蠟,從制成品看,AP-Ⅰ 、AP-Ⅱ 制品其力學性能、電性能均達到國標GB8815-85的要求。且電性能比氯化石蠟略好。


    3.2.3 PVC人造革制品


    我們對樣品AP- 在PVC人造革中作應用試驗,并與生產中常用輔助增塑劑相比。


    試驗結果表明:使用AP- 配出的漿料,成品革從表面光滑度、革面顏色和硬度等方面看,與常用輔助增塑劑基本無差別。從它的工藝性和最終產品品質測試結果看,AP-
    基本適用于普通人造革的生產。


    4 結論


      1以石油芳烴制備PVC輔助增塑劑具有原料充足易得、制備工藝簡單、成本低等特點;


    2AP型PVC輔助增塑劑與PVC樹脂相溶性好,具有一定的塑化性能,可用于一般性PVC制品;


    3由于AP型PVC輔助增塑劑本身分子結構和性質,建議用于深色PVC制品,添加份數根據不同產品而定,一般壓延薄膜、電纜料、人造革中可添加增塑劑總量的20%左右;4開發生產、利用石油系芳烴增塑劑,同時滿足石化行業和塑料加工行業的需求,具有較高的經濟效益。

     
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