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精细化工品分析/Fine chemical analysis

增塑剂分析

 

增塑剂分析

 
增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂,在塑料加工中添加这种物质,可以使其柔韧性增强,容易加工。增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价键,即范德华力,从而增加了聚合物分子链的移动性,降低了聚合物分子链的结晶性,即增加了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
 
塑化剂是大宗工业品,广泛应用于国民经济各领域,包括塑料、橡胶、粘合剂、纤维素、树脂、医疗器械、电缆等成千上万种产品中。
 
塑料增塑剂按其作用方式可以分为两大类型,即内增塑剂和外增塑剂。
 
内增塑剂实际上是聚合物的一部分。一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第二单体。由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中,降低了聚合物分子链的有规度,即降低了聚合物分子链的结晶度。例如聚氯乙-酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。内增塑剂的使用温度范围比较窄,而且必须在聚合过程中加入,因此内增塑剂用的较少。
 
外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物,把它添加在需要增塑的聚合物内,可增加聚合物的塑性。外增塑剂一般是一种高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固体,而且绝大多数都是酯类有机化合物。通常它们不与聚合物起化学反应,和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用,与聚合物形成一种固体溶液。外增塑剂性能比较全面且生产和使用方便,应用很广,人们一般说的增塑剂都是指外增塑剂。邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑剂。
 
增塑剂根据其作用分有主增塑剂,即溶剂型增塑剂;辅助增塑剂,即非溶剂型增塑剂;催化剂型增塑剂;根据其化学结构分为苯二甲酸酯类,脂肪酸酯类,磷酸酯类,聚酯类,环氧酯类,含氯化合物等。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯(DBP),邻苯二甲酸二辛酯(DOP),环氧大豆油,磷酸三甲苯酯,磷酸三苯酯,癸二酸二辛酯,氯化石蜡等。PVC是这些增塑剂的主要终端用户,添加了增塑剂PVC的主要应用领域为电线、电缆、地板及墙壁贴面、建材、汽车及包装材料。
 
增塑剂从化学结构分类有脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类(包括邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类)、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类等多种。
 
增塑剂分析
 
长期以来增塑剂主要以邻苯类产品为主,但随着DOP在食品、医药工业上的应用越来越广泛,人们对它的毒性也越来越重视。随着世界各国环保意识的提高,医药及食品包装、日用品、玩具等塑料制品对主增塑剂DOP等提出了更高的纯度及卫生要求;但目前国内企业生产的主增塑剂在许多性能上特别是卫生、低毒性等都难以满足环保的要求。
 
气相色谱-质谱联用仪一般用于检测塑料样品中的增塑剂,不同类型样品有其对应的检测方法及标准:
SN/T 2742-2010 :进出口PVC材料中增塑剂含量的测定 气相色谱-质谱法
HG 3027-1988 :有机玻璃中增塑剂含量的测定方法紫外光谱法
GB/T 22048-2015 :玩具及儿童用品中特定邻苯二甲酸酯增塑剂的测定
HG/T 4616-2014 :增塑剂 乙酰柠檬酸三丁酯
SN/T 2826-2011 食品接触材料 高分子材料 食品模拟物中己二酸酯类增塑剂
SN/T 2250-2009 塑料原料及其制品中增塑剂的测定 气相色谱-质谱法
SN/T 2249-2009 塑料及其制品中邻苯二甲酸酯类增塑剂的测定 气相色谱-质谱法
GB/T 1678-1981 增塑剂环氧值的测定 (盐酸-吡啶法)
GB/T 1677-2008 增塑剂环氧值的测定

 

常用仪器

分析手段 分析作用及分析范围 参考标准
红外光谱
FTIR
对化合物进行初步定性,适用于几乎全部有机物及部分无机物 GB/T 32199-2015
气相色谱质谱联用
GC-MS
测试易挥发,热不易分解,分子量在1000以下的物质 JIS K0123-2006
裂解气相色谱质谱联用
PY-GC-MS
测定高聚物的组分,结构,添加剂成分,主要用于塑料橡胶 ASTM D3452-2006(2012)
GB/T 7131-1996
高效液相色谱
HPLC
高沸点化合物;难挥发及热不稳定化合物;离子型化合物及高聚物等 JY/T 024-1996
凝胶渗透色谱
GPC
测定化合物的分子量;有机物的分离 SH/T 1759-2007
ISO 11344-2004/COR.1-2008
核磁共振
NMR
主要用于固体高分子材料的结构分析,定量分析 JY/T 006-1996
JY/T 007-1996
JY/T 005-1996

 

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