[发明专利]环保聚氯乙烯增塑剂

说明书

技术领域

本发明涉及基于天然的环保聚氯乙烯(PVC)增塑剂。更具体来说，本发明涉及中等链长聚3-羟基链烷酸酯(mcl-PHA)作为基于天然的环保PVC增塑剂的用途。

背景技术

PVC是一种无定形热塑性塑料。由于氯原子的存在，其在聚合物分子结构内具有相当大的极性。通常，在加工期间向PVC树脂中添加添加剂(诸如增塑剂、热稳定剂、润滑剂、颜料和填料)以改善产品的整体性能。

特别添加增塑剂来改变PVC的可模塑性并提供最终产品所需的柔性。通过添加不同含量的增塑剂，可配制具有从刚性到柔性物理特性的PVC产品。无任何增塑剂的PVC称为刚性PVC，而包含增塑剂的PVC称为柔性PVC(PVC Fact Book,2008)。

通常，PVC化合物的关键性能特性受增塑剂的化学类型以及增塑剂含量(每一百份PVC中的份数)影响。由于增塑剂-增塑剂和增塑剂-聚合物相互作用的强度差异，不同类型的增塑剂得到不同的增塑效果。在低增塑剂含量时，增塑剂-PVC相互作用是占主导地位的相互作用，而在高增塑剂浓度时，增塑剂-增塑剂相互作用变得更加显著(Krauskopf和Godwin,2005)。在较高含量增塑剂的配方中，会发生过量增塑剂向聚合物表面的稍许浸出。这是因为一旦通过增塑剂浓度的临界点，增塑效果将最终达到恒定，若进一步添加增塑剂则可能产生PVC化合物的不均匀混合物。

邻苯二甲酸酯类(通常称为邻苯二甲酸酯增塑剂)是世界各地生产的PVC增塑剂的主要类型且在2008年占增塑剂的世界消费的差不多86％(Bizzari,2009)。然而，最近关于邻苯二甲酸酯的使用产生了一些问题，人们担心邻苯二甲酸酯对环境、人体激素和生殖系统的影响以及它们经由母乳、玩具和婴儿护理产品暴露给儿童。基于在挪威的一项研究，儿童的支气管阻塞与存在于室内环境中的释放增塑剂的材料的量直接相关(Plastermart,2008年4月)。根据Bornehag等人(2005)，存在于粉尘中的增塑剂是在儿童中引起过敏、哮喘以及诱发青春期的主要要素，因为他们大部分时间在室内度过。同年进行了一项研究，该研究显示邻苯二甲酸酯实际上模仿雌性激素且可充当人体内的内分泌干扰物，导致男孩女性化。研究还显示，邻苯二甲酸酯经证实对小鼠和大鼠的癌症扩散负有责任。发现这些基于邻苯二甲酸酯的增塑剂与皮肤和组织直接接触时对人有害。它们在最终使用的应用期间具有从PVC化合物向环境或人体释放的风险。因此，需要赋予低毒性、全部或部分生物降解性且经济和技术可行的替代更绿色环保的增塑剂材料来代替那些常规基于石油化工的增塑剂。

因此，本发明已开发出细菌来源聚合和寡聚形式的mcl-PHA作为基于天然的环保PVC增塑剂以取代常规基于石油化工的增塑剂。

发明内容

本发明的一个目的是提供细菌来源聚合和寡聚形式的mcl-PHA作为基于天然的环保PVC增塑剂。经mcl-PHA增塑的PVC产品具有用于与健康安全关注点相关的应用的潜力。例如，用于与皮肤和组织直接接触的医疗产品，例如输血袋、静脉注射液袋、滴灌管；可能被幼儿咀嚼或吸允的玩具；食品外衣和容器；膜和包装；地板和墙面涂料。

本发明的另一个目的是提供一种产生作为基于天然的环保PVC增塑剂的细菌来源聚合和寡聚形式的mcl-PHA的方法。

本发明的又一个目的是提供细菌来源聚合和寡聚形式的mcl-PHA作为基于天然的环保PVC增塑剂的用途。

本发明的这些和其它目的、特征和优点将通过以下描述变得显而易见。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本说明书且构成本说明书的一部分，其说明本发明的实施方式并且与说明书一起用于解释本发明。

图1：(a)PHA_SPKO和(b)PHA_OA的单体单元的分子结构；x：1、3、5、7和9。

图2：显示PVC的表面形貌的SEM显微照片。在PVC膜中存在空隙和孔洞(放大500倍)。

图3：显示(a)PSP_2.5、(b)PSP₅、(c)PdegSP_2.5、(d)PdeSP₅膜的表面形貌的SEM显微照片(放大500倍)。

图4：显示(a)POA_2.5、(b)POA₅、(c)PdeOA_2.5和(d)PdeOA₅膜的表面形貌的SEM显微照片(放大500倍)。