摘要：从增塑剂的发展历程、法规现状、开发应用三个方面概述了环保型增塑剂的种类，应用以及发展前景。提出了我国环保型增塑剂发展的建议。
关键词：环保型增塑剂；法规；发展前景
引言：聚氯乙烯（pvc）作为塑料工业的主要产品之一，其应用领域越来越广泛。聚氯乙烯在加工过程中需要使用大量的增塑剂，目前使用的增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类产品。邻苯二甲酸酯类增塑剂具有增塑制品弹性性能良好，耐久性能突出，尤其在PVC软制品（软质人造革、玩具等）领域得到了广泛应用。但是由于邻苯二甲酸酯类增塑剂存在潜在的致癌性，国外已经严格控制其使用。我国也已经制订了相关的法律和法规，将逐步淘汰邻苯二甲酸酯类在食品包装材料、医疗器具以及儿童玩具等方面使用。因此，传统增塑剂的应用领域受到限制，研究开发新型环保型增塑剂已经成为当务之急。环保型增塑剂种类很多，综合考虑增塑剂的性能与价格因素，目前研究较多、应用比较广泛的环保型增塑剂主要有环氧类增塑剂和柠檬酸三酯类增塑剂。
1、邻苯二甲酸酯的毒性及其所造成的环境问题
实际上，增塑剂的技术起源于远古人类的发明。用水制作陶器时，水可以看做是增塑剂；用鲸油保持皮革柔软时，鲸油可以看作是增塑剂。工业意义上的增塑剂起源于樟脑在纤维素中的应用。1864年Zim—met用硝酸硫酸混酸硝化法制得了硝酸纤维素，给人类提供了一种新的树脂。但这种树脂很脆，应用价值有限。1870年Hyatt等首次在硝酸纤维素中加入樟脑，制成了一种可替代角质、象牙、骨骼等类似物质的特殊物质——赛珞璐。由于赛珞璐对后来的产品开发有着极其深远的影响，因此通常被认为是现代塑料和增塑剂应用的起点，也由此产生了关于增塑剂和增塑作用的概念。
尽管如此，直到19世纪末这些增塑剂品种还是停留在天然物质方面。随着社会科技的发展，一批人工合成增塑剂品种开始应运而生。1912年磷酸三苯酯成功取代樟脑，在硝酸纤维素中广泛应用。聚氯乙烯的出现和工业化应用为增塑剂产业的形成和发展奠定了良好的基础，20世纪初，为满足PVC的加工应用性能要求，以PVC为应用对象的增塑剂新结构、新品种层出不穷。
2、环保型增塑剂的开发
为满足日益严格的卫生法规要求，21世纪以来全球范围内环保型邻苯二甲酸酯类增塑剂替代品的开发异常活跃，概括起来，迄今报道和应市的环保型增塑剂集中在如下几个方面。
2.1 柠檬酸酯类增塑剂
柠檬酸酯类增塑剂以柠檬酸为主要原料合成，由于其无毒、安全，现在已经成为国内外塑料工业首选的环保型增塑剂之一。其主要的品种有柠檬酸三乙酯（TEC）乙酰柠檬酸三乙酯（ATEC）乙酰柠檬酸三正丁酯（ATBC）柠檬酸三正丁酯（TBC）柠檬酸三正己酯（THC）乙酰柠檬酸三正己酯（ATHC）等。其中ATBC和TBC应用最为普遍。
TBC可作为乙烯基树脂及纤维素的增塑剂，具有无毒、相容性好、增速效率高等优点。用于树脂中能够防止霉菌的生长，用于醋酸纤维素能提高光稳定性。但与DEHP相比在使用中容易析出。另外，TBC同时也是制备ATBC的重要原料。
柠檬酸酯类增塑剂对PVC的增塑作用十分明显，它的增塑效果几乎可以1：1替代DOPE。但由于生产成本导致的价格过高等问题，目前主要应用在无毒安全性要求较高的一些领域，例如饮料的瓶塞、塑料玩具、瓶装食品的密封圈、医疗器材等。除了用作增塑剂以外，柠檬酸酯类产品还在硝化纤维，油田化学品、化妆品添加剂、洗涤助剂、乳化剂等方面有着广泛的应用。
作为传统增塑剂的“绿色”替代品，柠檬酸酯类增塑剂优点较为突出，符合当今世界以环保为主题的的发展方向，因此市场前景十分光明。但是其价格因素成为了限制其应用的主要瓶颈。因此，生产企业在降低成本和市场推广方面仍要付出大量努力。
2.2 环己烷二羧酸酯类增塑剂
早在20世纪90年代，德国BASF公司就已开展环己烷二羧酸酯类增塑剂的研究和开发工作，其推出的Hexamoll DINCH品种是在传统邻苯二甲酸酯类增塑剂DINP结构的基础上通过苯环加氢得到的，其主要化学组成为1，2 - 环己二羧酸二（异壬基酯）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据Wadey等的研究结果，DINCH的增塑性能出色，并且无生殖毒性，无过氧化酶体增殖，不含对环境有害的物质。它专为敏感性应用领域设计开发，可用于医疗器具、玩具和食品包装领域。
2002年7月巴斯夫公司在德国路德维希港开始生产1，2 - 环己烷二羧酸二异壬酯增塑剂，年产量达到2.5万t。2008年12月1日Hexamoll DINCH在欧盟化学品局注册，产量也从年产2.5万t增长到10万t。最近，BASF宣布2013年将翻倍扩产DINCH能力，使其产能达到20万t。还有报道指出，德国赢创化学也将在德国建设年产5万t级的DINCH非邻苯二甲酸酯增塑剂生产线。
DINCH作为环己烷二羧酸酯类增塑剂的代表性品种已经获得欧洲食品安全局的批准，可以用于各种与食品接触的材料。目前其应用领域基本定位在医疗制品（如输血袋、输液袋、肠道管和手套）儿童玩具、幼儿食用接触器具（如奶瓶、奶嘴等）和食品包装材料方面，随着公众对邻苯二甲酸酯类增塑剂环境和卫生安全性认识的加深，环己烷二羧酸酯类增塑剂将会备受关注。
2.3 环氧酯类增塑剂
环氧酯类增塑剂是一类既传统又新鲜的多功能环保增塑剂，其结构中含有环氧官能团，与邻苯二甲酸酯类增塑剂相比，具有无毒、耐热和耐光性好等优点。对于PVC树脂来说，环氧化油类增塑剂既有增塑性又有辅助热稳定性，且原料来源于自然，产品具有可持续性和可降解性。
环氧类增塑剂主要包括环氧中性油脂、环氧脂肪酸甲酯和环氧四氢邻苯二甲酸酯，表现为热稳定性、光稳定性优良，耐久性好，抗霉菌性差，毒性低等特点。环氧植物油类增塑剂可以由大豆油、葵花油、亚麻油、蓖麻油等植物油通过环氧化制得，工业上开发应用较早和应用最为广泛的环氧植物油类增塑剂是环氧大豆油（ESO），基于邻苯二甲酸酯类增塑剂限制使用的趋势发展，近年来环氧酯类增塑剂的产耗量呈现持续增长之势。
3、环保型增塑剂的发展趋势
（1）采用新型催化剂。目前，多数绿色增塑剂的生产采用传统的硫酸催化剂，虽然其成本低，催化剂活性高，但存在设备腐蚀严重，后处理工艺复杂，反应选择性差，环境污染严重等弊端，因而需要加快开展寻找可替代硫酸的催化剂的研究工作。现在已经投产或正在开发的新型增塑剂催化剂有硫酸氢钠类、固体超强酸类、对甲苯磺酸类、无机盐类、杂多酸类以及氨基磺酸等。
（2）采用新型合成工艺。现在很多绿色增塑剂的生产工艺流程长，设备多，三废处理量大，产品质量差，而寻找流程短，设备少，副产物少，产品质量高的新型合成工艺是绿色增塑剂未来生产的一个重要方向。
（3）降低成本。绿色增塑剂的一个共同特点是价格高，因而在很大程度上限制了它们的应用。所以，将来增塑剂的发展方向是大型化、连续化、自动化、以降低产品价格，更好的适应市场需求。
4、结语
综上所述，基于环境和卫生安全的原因，邻苯二甲酸酯类增塑剂的应用正在经历更加严格的法规限制，研究和开发环保、卫生安全、高效、廉价和具有可持续性的增塑剂品种已经成为邻苯二甲酸酯类增塑剂替代品开发重要趋势。相比之下，我国环保型增塑剂的研究和开发比较滞后，迄今为止能够满足相关法规的环保型增塑剂的产耗量不足增 塑剂总产量的10％，一些特殊应用制品使用的环保型增塑剂品种尚需进口，为此，笔者以为建立增塑剂科研、生产和应用的产学研用联合机制，通过立法限制和政策引导相结合等方式激励增塑剂的应用基础研究和技术开发工作，促进国内增塑剂产业的技术进步。
参考文献：
[1]新型增塑剂烷基吡咯酮[J].石万聪.塑料助剂.2010（04）
[2]蓖麻油基精细化工产品的研究开发进展[J].佟拉嘎，荣华，林世静，晁建平.北京石油化工学院学报.2010（01）
[3]新型增塑剂环己烷二羧酸二烷基酯[J].石万聪.塑料助剂.2010（01）
[4]环保型增塑剂腰果壳油对丁腈橡胶性能的影响[J].戴洪雁，陈福林，岑兰，周彦豪.合成橡胶工业.2010（01）
[5]腰果壳油在高分子材料中的应用研究进展[J].何元锦，陈福林，艾娇艳.特种橡胶制品.2008（06）
论文作者:胡晓宁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
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