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PVC薄膜中增塑剂在水环境中迁移规律研究上

2022-04-28 来源:营口农业机械网

PVC薄膜中增塑剂在水环境中迁移规律研究(上)

目前,PVC依据其价格优势和较好的耐撕裂性能,开始大量用作土木工程膜材料,作为防水、防渗的重要工程材料。以往被忽视的PVC在水环境中的变化情况日益受到人们的重视。PVC处于水环境中时,其主要问题是其中的增塑剂的迁移[1]。常用的PVC增塑剂是邻苯二甲酸酯类。它是一种低分子液体,与PVC大分子之间的作用力完全是分子间的范德华力,因此增塑剂迁移是一种必然趋势。这种迁移对PVC造成的危害主要体现在两个方面:一是对材料的力学性能造成不良影响,随着增塑剂的迁出,材料开始变硬、变脆,甚至断裂;二是析出的增塑剂对水环境有影响[2,3]。

1 试验

1. 1 原料PVC,2型,100份,北京化工二厂;邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP),分析纯,北京市化学试剂公司;邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP),分析纯,45份,北京市助剂二厂;硬脂酸钙,化学纯,5份,温州市化学用料厂;硬脂酸钡,化学纯,5份,温州市化学用料厂。

1.2 试验设备高速混合搅拌机,GH-10DY型,北京市塑料机械厂;双辊塑炼机,SK-160B,北京市塑料机械厂;超级恒温水浴,501型,上海控温仪器厂;液相色谱仪,LC-6A,日本岛津;ODS分析柱,4.6mm×25mm;检测器,SPD-6AV。

1.3 试样制备将PVC、邻苯二甲酸酯和其他助剂按配方称量混合,高速搅拌机搅拌5min,140℃双辊混炼机开炼,调节辊间距,压制出厚1.5mm的PVC薄膜。将PVC薄膜切成200mm×150mm,浸泡在1000mL去离子水的广口瓶中,用超级恒温水浴控温,至规定时间和温度,取出萃取液10mL,用液相色谱检测萃取液中邻苯二甲酸酯类增塑剂的含量。

1.4 测试分别配制DMP和DBP的标准溶液,称取试样;滴入1000mL去离子水中,静止48h;30mL二氯甲烷两次萃取水中的邻苯二甲酸酯化合物;浓缩;定容;用液相色谱测定其浓度。取出浸泡后样品,将其制成哑铃形试样,然后用Instron1185万能材料试验机测试力学性能。

2 结果与讨论

2.1 浓度标定配制标准浓度的DMP和DBP溶液,其液相色谱图峰面积与标准溶液浓度的关系如图1所示。从图中可以看到,DMP和DBP液相色谱的峰面积与标准溶液

浓度呈现良好的线性关系[4]。DMP最低检出浓度是3.22×10-6mg/mL,线性回归方程如式1所示。DBP最低检出浓度是3.02×10-6mg/mL,线性回归方程如式2所示。A=2.595×10-6B(1)A=1.006×10-6B(2)式中 A———液相色谱图的峰面积,mm2 B———水相增塑剂浓度,mg/mL从图1中看到,DBP和DMP的浓度与液相色谱峰面积成较好的线性关系。采用液相色谱测定水中的邻苯二甲酸二甲酯含量,只需对样品进行分离提纯处理,混合物中其他成分干扰小,测定速度快,每6min即可完成一次分析。与其它方法相比,具有灵敏度高,操作简便,选择性好,重复性好,线性范围宽等特点,可以满足分析试验的要求[4]。

2.2 时间对迁移速度的影响时间对DMP和DBP迁移的影响如图2和图3所示。从图中看到,DMP和DBP随着浸泡时间延长,迁移量逐渐增大。这主要是由于水分子进入PVC中溶胀的结果,增加了PVC的分子活动能力,使DMP和DBP小分子容易迁移到材料表面;另外,溶胀还使分子渗透到PVC材料的内部,加大了水与DMP和DBP交换面积,因此迁移速度逐渐加快。

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