开发具有塑化效率高、相容性好、热稳定性和耐迁移性好的生物基聚氯乙烯(PVC)增塑剂以取代传统的邻苯二甲酸酯类增塑剂仍然是一个重大挑战。本工作以可再生的油酸甲酯(MO)为原料,通过环氧化和开环酯化反应合成了两种新型生物基增塑剂,即乙酰化油酸甲酯-呋喃酸甲酯(A-MO-FE)和乙酰化油酸甲酯-糠酸甲酯(A-MO-FAE)。两种增塑剂都具有优异的熔体加工性能,同时在关键性能方面优于市售增塑剂DINCH。40份A-MO-FE和A-MO-FAE增塑PVC的玻璃化转变温度(Tg)分别降至41.2°C和40.3°C。更重要的是,这些增塑剂具有优异的抗迁移和挥发性能,与PVC/40DINCH相比,PVC/40A-MO-FE和PVC/40A-MO-FAE的质量损失降低了35-60%。力学性能方面,PVC/40A-MO-FE和PVC/40A-MO-FAE的断裂伸长率分别达到410%和370%,拉伸强度分别提高到27.8 MPa和38.2 MPa。PVC/40A-MO-FAE薄膜也表现出显著的热老化稳定性,在180°C下热老化1小时后没有发黑或起泡。其优异的性能归因于刚性呋喃环和极性酯基的协同作用,增强了与PVC分子链的相互作用,抑制了HCl的消除,改善了相容性。呋喃类增塑剂可同时实现高相容性、稳定性、抗迁移性和熔体加工性,本研究为开发高性能生物基PVC增塑剂提供了新的策略。

相关成果以题为“Design of Fully Biobased Plasticizers from Renewable Methyl Oleate with Superior Plasticizing Effects and Thermal Stability in Polyvinyl Chloride”发表于《Polymer Degradation and Stability》。课题组博士生马野,硕士生张文莉为该论文的共同第一作者,杨伟军,马丕明为文章的通讯作者,这项工作得到了中国国家自然科学基金和泰柯棕化(张家港)有限公司的资助和支持。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2026.112150