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增塑剂是指添加到高分子聚合物中增加材料塑性、赋予制品柔软性的功能性化工产品,也是迄今为止产能和消费量最大的塑料助剂,在聚氯乙烯中应用尤为广泛。目前,国内外应用较多的石油基增塑剂邻苯二甲酸酯类增塑剂（DOP、DINP等）属于单体型增塑剂,虽然增塑效率较高,但是该类增塑剂耐迁移性能差,迁移到环境中后,不仅会对环境产生一定的污染,也会借由呼吸系统、消化系统进入到人体内部,从而影响人体健康。随着人们对塑料制品卫生、环保、高性能等要求的日益提高,开发可替代传统石油基邻苯类增塑剂的无毒、环保、高效的生物基增塑剂成为增塑剂行业发展的必然趋势。本文以丁二酸与不同二元醇为原料,制备了一系列低聚型聚酯增塑剂,并利用环氧基团的开环反应制备了环氧大豆油改性的聚酯增塑剂。研究了聚酯侧链结构及改性方法对低聚型聚酯增塑性能和耐久性能的影响。首先,以丁二酸和含不同侧链官能团的二元醇为原料,设计合成了一系列低聚型聚酯增塑剂。利用拉伸性能测试、动态力学性能测试和耐久性测试等研究了聚酯侧链的甲基、邻二甲基、乙基和含Cl基团等官能团对低聚型聚酯增塑效果和耐久性的影响。研究发现,当在聚酯侧链上引入含Cl基团后,聚丁二酸己二醇-co-丁二酸-3-氯-1,2-丙二醇酯（PSCH）增塑效果优于其它三类低聚酯增塑剂。PSCH增塑剂添加量为40%时,其增塑效率达到129.05%,断裂伸长率较邻苯二甲酸二辛酯（DOP）提高了79.72%;耐久性测试结果表明在相同老化条件的该系列聚酯类增塑剂增塑的PVC试样中增塑剂质量损失率均低于DOP。FT-IR光谱分析发现,与DOP相比,PSCH增塑的PVC试样中聚酯的C=O吸收峰向低波数偏移更多,这说明PSCH中的极性基团C=O与PVC中的α-H形成了氢键,氢键的存在使PVC与PSCH的作用力增大,同时聚酯侧链Cl的引入增加了增塑剂与PVC的相容性,增塑剂在PVC中的稳定性增加。其次,借助环氧基团的开环反应将环氧大豆油（ESO）接枝聚酯对聚酯进行改性,研究了环氧大豆油与聚酯的协同增塑效果。结果表明,接枝环氧大豆油有效地提高了聚酯的增塑效率,ESO-PSCH增塑PVC膜的断裂伸长率较改性前提高了32%,玻璃化转变温度则降低4.31℃,并且其与PVC的溶解度参数略低于未改性PSCH。由凝胶理论可知,这是因为接枝环氧大豆油后,聚酯增塑剂中柔性链段增加,可以更加有效阻隔PVC分子起到增塑的作用,实现环氧大豆油与低聚型聚酯的协同增塑。最后采用MS模拟计算对PSCH及其改性产物ESO-PSCH增塑PVC体系的性能进行了研究。模拟计算发现,MS模拟结果与实验测试结论高度相符。体系溶解度参数结果表明接枝改性前PSCH与PVC相容性略高于改性聚酯,PSCH与PVC的结合能273 J·mol-1高于ESO-PSCH的47.5 J·mol-1。均方位移和力学性能的模拟表明:ESO-PSCH的杨氏模量较PSCH/PVC和DOP/PVC分别降低了0.14GPa、1.14GPa;三种增塑剂均方位移的大小关系为ESO-PSCH>PSCH>DOP。ESO改性PSCH后,二者对PVC协同增塑,提高了PVC试样的柔韧性,证明环氧大豆油接枝改性提高了低聚型聚酯增塑剂对PVC的增塑性能。