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一种来自可再生资源的“绿色增塑剂”|MDPI Liquids |
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论文标题:Green Plasticizers from Dimer Acids with Selected Esters Classified Through the Nile Red [E(NR)] Polarity Scale
论文链接:https://www.mdpi.com/2673-8015/5/1/6
期刊名:Liquids
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/liquids
传统增塑剂多依赖石油资源,部分还存在毒性隐患,难以满足环保与安全需求。本文聚焦一种源于可再生资源的新型绿色增塑剂——二聚酸、三聚酸及其酯类衍生物,系统探究了其制备、结构特征及应用潜力。
研究首先解析了二聚酸、三聚酸的来源与结构:它们由植物脂肪酸经黏土催化反应生成,含复杂的环烯烃、芳香环结构,通过电子吸收光谱、FT-IR 及拉曼光谱可明确其化学特征(如二聚酸中芳香族成分占 35.5%)。在此基础上,研究者将这些酸与可再生醇(如月桂醇、壬醇)反应,合成了二聚酸酯、三聚酸酯等候选增塑剂。
为评估这些增塑剂与橡胶、塑料的兼容性,本文创新性地采用尼罗红染料的E(NR)极性标尺:通过染料在不同物质中的光谱变化计算E(NR)值,值越接近则极性越匹配、兼容性越好。实验验证了该标尺的可靠性 —— 其与物质的介电常数(衡量极性的经典指标)高度相关(如羧酸类 R²=0.996),且能精准反映酯类增塑剂的极性(随醇碳链增长极性降低)。
关键发现显示,这些绿色增塑剂与轮胎橡胶(如丁苯橡胶)、PVC 等材料的E(NR)值匹配度高,可替代传统石油基增塑剂(如 MES),且性能更优(如改善轮胎冬季性能);其中环氧甘油缩甲醛脂肪酸酯更是邻苯二甲酸酯的理想替代品,兼具环保与安全性。
本文不仅为绿色增塑剂的开发提供了新型原料与制备思路,更通过尼罗红极性标尺建立了增塑剂与聚合物兼容性的快速评估方法,为环保材料的实际应用奠定了重要基础。
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