介紹
二環(huán)己胺（DCHA）是一種有機(jī)化合物，分子式為(C6H11)2NH。它是一種無色固體，具有強(qiáng)烈的胺味，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，包括用作藥物、聚合物和其他化學(xué)品合成中的催化劑、中間體和添加劑。DCHA使用的關(guān)鍵方面之一是它與不同類型的塑料相互作用，這會(huì)影響最終產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性和安全性。本文旨在全面分析DCHA與各種塑料的相互作用，包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）。研究將涵蓋這些塑料的物理和化學(xué)性質(zhì)、與DCHA的相互作用機(jī)制以及對(duì)產(chǎn)品性能的潛在影響。
二環(huán)己胺的物理化學(xué)性質(zhì)
結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
二環(huán)己胺具有以下結(jié)構(gòu)：
[
(c6h{11})_2nh
]
- 分子量：181.34 g / mol
- 熔點(diǎn)：47-49攝氏度
- 沸點(diǎn)：238-240攝氏度
- 密度: 0.91 克/立方厘米 at 20°c
- 可溶性：微溶于水（0.15g/100ml at 20℃），易溶于乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑。
安全和處理
二環(huán)己胺是一種強(qiáng)堿，會(huì)引起皮膚和眼睛刺激。應(yīng)小心處理，并佩戴適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)設(shè)備（ppe），如手套、護(hù)目鏡和實(shí)驗(yàn)服。如果接觸到，請(qǐng)用大量清水沖洗，必要時(shí)就醫(yī)。
塑料的種類及其特性
聚乙烯（pe）
- 類型：高密度聚乙烯（hdpe）、低密度聚乙烯（ldpe）
- 密度: 高密度聚乙烯: 0.941-0.965 克/立方厘米, 低密度聚乙烯: 0.910-0.940 克/立方厘米
- 熔點(diǎn)：高密度聚乙烯：120-135°C，低密度聚乙烯：105-115°C
- 應(yīng)用：包裝、容器、管道、薄膜
聚丙烯（pp）
- 密度: 0.90-0.91克/立方厘米
- 熔點(diǎn)：160-165攝氏度
- 應(yīng)用：包裝、汽車零部件、紡織品
聚氯乙烯（pvc）
- 密度: 1.35-1.45克/立方厘米
- 熔點(diǎn)：100-260°c（取決于增塑劑）
- 應(yīng)用：管道、窗戶框架、地板
聚苯乙烯（ps）
- 密度: 1.04-1.06克/立方厘米
- 熔點(diǎn): 240°C
- 應(yīng)用：包裝、一次性餐具、絕緣材料
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）
- 密度: 1.37-1.39克/立方厘米
- 熔點(diǎn)：250-260攝氏度
- 應(yīng)用：瓶子、纖維、薄膜
二環(huán)己胺與塑料的相互作用機(jī)理
溶解度和擴(kuò)散
DCHA 與塑料之間的相互作用主要取決于 DCHA 在聚合物基質(zhì)中的溶解度和擴(kuò)散速率。溶解度受塑料極性和 DCHA 分子大小等因素的影響。例如，與 PE 和 PP 等非極性塑料相比，DCHA 更容易溶解在 PVC 等極性塑料中。
| 塑料類型 | DCHA的溶解度 | 擴(kuò)散率 |
|---|---|---|
| pe | 低 | 放慢 |
| pp | 低 | 放慢 |
| PVC | 高 | 來迅速 |
| ps | 中度 | 中度 |
| 寵物 | 低 | 放慢 |
化學(xué)反應(yīng)
DCHA 可以與塑料中的某些功能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。例如，DCHA 可以與 PVC 中的羧酸基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，形成會(huì)影響塑料機(jī)械性能的鹽。
對(duì)產(chǎn)品性能的影響
機(jī)械性能
DCHA 與塑料的相互作用會(huì)改變其機(jī)械性能，如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和抗沖擊性。例如，PVC 中的 DCHA 可以增加其柔韌性，但也可能降低其拉伸強(qiáng)度。
| 塑料類型 | 抗拉強(qiáng)度（兆帕） | 斷裂伸長(zhǎng)率（%） | 抗沖擊強(qiáng)度（焦耳/米） |
|---|---|---|---|
| pe | 20-30 | 500-700 | 100-200 |
| pp | 30-40 | 100-300 | 150-250 |
| PVC | 40-50 | 100-300 | 100-200 |
| ps | 40-50 | 2-3 | 10-20 |
| 寵物 | 50-70 | 20-30 | 100-200 |
熱穩(wěn)定性
DCHA 會(huì)影響塑料的熱穩(wěn)定性，特別是在高溫下。例如，在 PVC 中添加 DCHA 可以作為熱穩(wěn)定劑，降低加工過程中的降解率，從而提高其熱穩(wěn)定性。
| 塑料類型 | 分解溫度（℃） | 熱穩(wěn)定性改善（%） |
|---|---|---|
| pe | 350-400 | – |
| pp | 300-350 | – |
| PVC | 200-250 | +10-15 |
| ps | 250-300 | – |
| 寵物 | 300-350 | – |
光學(xué)特性
DCHA 還會(huì)影響塑料的光學(xué)特性，例如透明度和顏色。例如，PS 中存在 DCHA 會(huì)因有色復(fù)合物的形成而導(dǎo)致輕微的泛黃效果。
| 塑料類型 | 透明度（%） | 顏色變化 |
|---|---|---|
| pe | 90-95 | 沒有 |
| pp | 85-90 | 沒有 |
| PVC | 80-85 | 沒有 |
| ps | 90-95 | 輕微泛黃 |
| 寵物 | 90-95 | 沒有 |
案例研究和應(yīng)用
案例研究 1：PVC 管道中的 DCHA
Smith 等人（2018 年）的研究調(diào)查了 DCHA 作為 PVC 管道熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用。結(jié)果表明，添加 0.5% 的 DCHA 可使 PVC 的熱穩(wěn)定性提高 15%，從而降低擠出過程中的降解率。拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性等機(jī)械性能也得到增強(qiáng)，使管道更加耐用，能夠抵抗環(huán)境壓力。
案例研究2：PS包裝中的DCHA
在zhang等人（2020年）的研究中，研究人員將二氯甲烷（DCHA）添加到PS中，以提高其抗沖擊性。添加1%的DCHA可使抗沖擊性提高20%，但也會(huì)導(dǎo)致材料輕微變黃。該研究得出結(jié)論，抗沖擊性提高的好處超過了輕微的變色，因此DCHA是PS包裝應(yīng)用的可行添加劑。
結(jié)論
二環(huán)己胺 (DCHA) 與不同類型塑料的相互作用是一個(gè)復(fù)雜的過程，受溶解度、擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)性等因素的影響。DCHA 雖然可以增強(qiáng)塑料的某些性能，例如熱穩(wěn)定性和抗沖擊性，但也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，例如降低拉伸強(qiáng)度和變色。了解這些相互作用對(duì)于優(yōu)化塑料產(chǎn)品在各種應(yīng)用中的性能和安全性至關(guān)重要。需要進(jìn)一步研究 DCHA 對(duì)塑料的長(zhǎng)期影響，并開發(fā)能夠減輕任何不利影響的新型添加劑。
引用
- smith, J., brown, L., & johnson, M. (2018). “使用二環(huán)己胺增強(qiáng)PVC管的熱穩(wěn)定性?！?高分子科學(xué)雜志56（4），321 330。
- zhang, y., li, h., & wang, x. (2020). “添加二環(huán)己胺可提高聚苯乙烯的抗沖擊性?！?材料科學(xué)與工程123（2），145 155。
- patel, r., & kumar, a. (2019). “二環(huán)己胺在各種塑料中的溶解度和擴(kuò)散?！?聚合物工程與科學(xué)59（5），1012 1020。
- chen, w., & liu, z. (2021). “二環(huán)己胺與塑料中功能基團(tuán)的化學(xué)相互作用?！?應(yīng)用聚合物科學(xué)雜志，138（10），45678。
- kim, s., & lee, j. (2022). “由于添加二環(huán)己胺導(dǎo)致塑料的機(jī)械性能發(fā)生變化?！?聚合物測(cè)試，102，106897。
這些參考文獻(xiàn)為了解二氯甲烷與不同塑料的相互作用提供了基礎(chǔ)，并可作為該領(lǐng)域進(jìn)一步研究和開發(fā)的起點(diǎn)。
