[发明专利]一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于增塑剂技术领域，尤其涉及一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂及其制备方法和应用，将异山梨醇和2‑乙基己酰氯于溶剂条件下，发生酯化反应，经过滤、洗涤、萃取和减压蒸馏得到异山梨醇酯增塑剂，本发明合成的增塑剂可增塑聚乳酸、聚氯乙烯等聚合物，以用于形成各种制品。

技术领域

本发明属于增塑剂技术领域，尤其涉及一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂及其制备方法和应用。

背景技术

塑料是最常用的材料之一，广泛应用于食品包装、医疗器械、电子产品、汽车产品等领域。但是大部分塑料原料需要添加助剂来提高其可加工性和机械强度，如韧性、刚性等，其中用量最大的的塑料助剂是增塑剂，在塑料加工中添加增塑剂，可以提高高分子的可加工性和柔韧性。常见的增塑剂包括邻苯二甲酸酯类和对苯二甲酸酯类。虽然上述增塑剂具有良好的增塑效果，但是其具有潜在的毒性和致癌性，会对人体健康和生态环境产生极大的威胁。因此，越来越多的无毒环保增塑剂被开发出来以替代上述增塑剂。

生物基增塑剂是一类新兴起来的增塑剂，异山梨醇酯类增塑剂具有与邻苯二甲酸酯类和对苯二甲酸酯类相当的增塑效果成为本领域的研究热点，但是现有的异山梨醇酯类增塑剂如：异山梨醇丁酸酯、异山梨醇辛酸酯等，虽然增塑效果较好，但是增塑剂易析出，而不易析出的含有支链的异山梨醇酯类增塑剂由于异山梨醇内外羟基活性不同和更大的空间位阻导致酯化反应条件苛刻，如需要高温高压、强酸和离子液体催化剂等。

发明内容

本发明的目的是提供一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂及其制备方法和应用，具有制备条件简单，制备过程中不需要高温高压、强酸、催化剂等苛刻条件，且制备得到的生物基增塑剂经试验验证具有很好的增塑效果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂，具有如式Ⅰ所示的结构：

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一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂的制备方法，包括以下步骤：将异山梨醇溶于丙酮或二氯甲烷溶剂中，按照异山梨醇和三乙胺的摩尔比为1:2~5的比例加入缚酸剂三乙胺，在0~10℃下缓满加入2-乙基己酰氯，搅拌1~4h，升温至20~50℃反应1~4h，经过滤、洗涤和减压蒸馏得到异山梨醇异辛酸酯增塑剂；所述异山梨醇和2-乙基己酰氯的摩尔比为1:2~3。

一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂在改性聚乳酸薄膜制备中的应用，将生物基增塑剂与聚乳酸溶液共混后于22℃烘干得到聚乳酸薄膜。

本发明具有的优点是：本发明制备的生物基增塑剂在10%PLA重量的添加下制备的共混膜断裂伸长率达到180.94%，与异山梨醇辛酸酯和市售对苯二甲酸二异辛酯增塑剂制备的共混膜相比，其增塑效果优异，这是因为异山梨醇酯具有刚性五元环结构，和苯二甲酸酯类增塑剂的化学结构相似，且异山梨醇异辛酸酯烷基链上的分支度增加了与聚乳酸的相容性，降低了增塑剂的迁移率；本发明具有制备条件简单，制备过程中不需要高温高压、强酸、催化剂等苛刻条件。

附图说明

图1为本发明制备的异山梨醇异辛酸酯结构鉴定红外光谱；

图2为本发明制备的异山梨醇异辛酸酯结构鉴定核磁氢谱。

具体实施方式

如无特别说明，实施例中所用材料和试剂均为商业购买。

实施例1

一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂，其特征在于，具有如式Ⅰ所示的结构：

。

一种异山梨醇异辛酸酯生物基增塑剂的制备方法，包括以下步骤：将146g异山梨醇溶解，加入300ml三乙胺作为缚酸剂，在低温条件下0~10℃下慢慢滴加325g2-乙基辛酰氯，反应4h，第二阶段反应温度为40℃，反应时间为4h。产物为淡黄色液体，纯度为99%。本发明对异山梨醇异辛酸酯增塑剂结构采用傅里叶红外光谱图、核磁共振氢谱进行鉴定。