随着全球化石资源的日益紧缺和能源消耗的不断增长，生物质能源、植物基化工产品得到越来越广泛的重视和应用。目前，以玉米秸秆为原料制备二元醇由于其原料可再生、加工路线短、耗能低等优势，正受到低碳经济发展背景下业界的青睐。作为第一个实现以玉米秸秆为原料制备植物化工二元醇的大规模工业化生产的企业，长春大成集团继2007年顺利投产20万吨级以玉米淀粉为原料制备植物化工二元醇后，2011年完成了万吨级的以玉米秸秆为原料制备植物化工二元醇的工业化生产线。预计到2013年将有60万t植物化工二元醇投放国内外市场。
在植物化工二元醇的大规模工业化生产中,其产生的重组分可用作增塑剂。2012年，该公司将有10多万吨重组分有待开发成环保型橡胶增塑剂。目前，长春大成集团已开发出可用于再生胶领域的828A以及橡胶制品领域的838~858两大系列植物基环保增塑剂。
828A及838~858
两大系列增塑剂生产工艺
长春大成集团植物基环保增塑剂的生产采取生物化工与传统化工相结合的技术，以玉米淀粉为原料，水解成葡萄糖后，通过催化加氢、脱水后得到C2~C4二元醇和多元醇的混合液；经过精馏提纯后形成了植物基二元醇、植物基多元醇醚和828A植物基环保增塑剂产品。植物基多元醇醚经过与不同的二元酸进行酯化反应，得到838~858系列酯类环保增塑剂。该路线前期为生物发酵法，后期为催化裂解、分馏、精馏。生产工艺路线短、能耗少、“三废”排放低、原料可再生。并针对增塑剂毒性的相关法规, 如德国多环芳烃（PAHs）16项有害物质、欧盟REACH法规（No 1907/2006）附件XVII中关于PAHs 8项有害物质，以及38种高度关注物质（SVHC）在权威机构进行含量分析检测，均未检出有害物质。
与传统石油基橡胶填充油不同，828A植物基环保橡胶增塑剂主要由三类基团组成：小分子多元醇（35%～45%）；有机酸盐（20%～30%）；聚醚多元醇（25%～35%）。828A橡胶增塑剂主要针对再生胶的开发和应用，其特点是可以减少煤焦油或废机油的比例，极大改善车间工作环境和气味，并起到一定的增塑效果。但由于828A含有带羟基的极性基团，用在非极性橡胶中，添加量超过20份之后，容易出现析出现象，为了增加其与橡胶的相容性，可与5%～10%左右的脂肪酸或者松香首先在高温加热搅拌均匀之后，再与原有增塑剂联合使用效果较好。
838~858环保增塑剂属于芳香酸酯类合成物，酯含量在90%以上，是针对合成橡胶制品而开发的产品。具有闪点高、沸点高和高温挥发量低等优点，与极性橡胶的相容性好、挥发性小、不迁移、耐寒性好等特点，可替代或减少DOP用量，与DOP的协同效应明显。
828A在再生胶生产的应用
用828A替代50%松焦油或煤焦油以用于废橡胶生产再生橡胶的实验，已经在大生产试验线上取得成功，在工艺方面需加入10~15份的松香以起到增稠剂的作用，制得的胶料、胶粉等各方面性能均符合要求。
目前的市场推广中，成本因素是最大的障碍之一，由于松香的市场价格较高，若采用828A生产环保再生胶，其生产成本比直接煤焦油或松焦油要高。尽管煤焦油在提高再生胶质量性能上确实起到一定的作用，但随着绿色环保要求的日益严格，煤焦油作为软化剂的淘汰势在必行。因此，使用生物环保的产品将是再生胶软化剂的方向。
828A在橡胶制品中的应用
在橡胶加工过程中，828A与炭黑及生胶有良好的相容性，对炭黑的胶料有很好的软化分散作用，注射硫化时胶料流动性好；可以增加胶料的粘性，使胶料柔软光滑，延展性好。这可能是由于828A中的小分子多元醇起到了乳化和分散的作用。
对分别采用环烷油、机油、828A加工丁苯橡胶及三元乙丙橡胶后材料的物理机械性能测试表明，828A的加入对橡胶硬度均有不同程度增加（见表1、表2）。尤其是硫化胶有优秀的耐热老化特性，耐老化效果十分明显。这可能是由于在橡胶密炼阶段，828A中有机酸盐成分与橡胶其它补强剂，如与炭黑或白炭黑等粒子结合，共同起到填充和补强的作用；而聚醚多元醇是一种良好的表面活性剂，其极性基团一端与炭黑或白炭黑粒子表面的极性基团-COOH，R-O-R’，-NH2 等以氢键方式结合，非极性基团与橡胶分子则具有良好的相容性，从而增加了补强粒子与橡胶分子的结合力，达到改善橡胶拉伸应力和硬度的目的，抗老化性能得到进一步的提高。
由于828A物性体系呈碱性，对于提高硫化效率具有明显的帮助，且含有酯基、羟基等碱性基团，本身也可以起到活性剂的作用。由于828A的这一特点，在加工过程中可以减少约20%促进剂和硬脂酸的用量。目前，普通促进剂的售价约为16000元/t，硬脂酸6000元/t，若分别按照添加量为生胶重量的1%和5%来计算，至少可节省原料成本约460元/t。
采用828A作为橡胶制品增塑剂，添加份数超过15份，制品表面会出现析出现象，因此若希望加大使用份数，必须对增塑剂进行改性。838~858系列植物基橡胶增塑剂便是根据不同胶种的特性设计的改性后的增塑剂。
表1 不同油品硫化丁苯橡胶物理性能测试对比
检测项目名称 环烷油 机油 828A
邵氏硬度/度 61 60 67
拉伸强度/Mpa 21.2 21.0 24.5
拉断伸长率/% 451 419 377
拉断永久变形/% 8 12 10
热空气老化（70℃×72h）
邵氏硬度/度 67 67 72
拉伸强度/Mpa 23.8 19.1 24.2
拉断伸长率/% 340 286 272
脆性温度/℃ -60 -66 -63
表2 不同油品硫化三元乙丙橡胶物理性能测试对比
检测项目名称 环烷油 机油 828A
邵氏硬度/度 65 67 69
拉伸强度/Mpa 19.6 23.0 21.1
拉断伸长率/% 472 512 484
拉断永久变形/% 10 20 15
热空气老化（70℃×72h）
邵氏硬度/度 77 78 79
拉伸强度/Mpa 16.6 17.5 18.9
拉断伸长率/% 189 196 223
脆性温度/℃ -70 -70 -70
838~858在橡胶制品中的应用
838~858系列植物基环保增塑剂主要成分为酯化物，根据组分不同，不同系列的产品分别适用于丁苯、丁腈、三元乙丙橡胶等，最高添加份数均可提高到30份以上。其中：838系列增塑剂与极性橡胶具有更好的相容性，尤其在丁腈橡胶中增塑效果最佳，可全部或部分替代DOP的用量；848系列拥有独特的组分和化学结构，使用胶种较宽，非常适合应用于丁苯橡胶；而858系列尤其适用于三元乙丙橡胶。
838B可以单独或与DOP混合使用，此种配方中随着DOP用量的增大，材料的硬度下降、强度减小、伸长率增大。综合比较看来，838B与DOP混用，其使用比例在1∶1.1时材料的物理机械性能达到最佳值。其“高强度、低定伸”的性能也是配方设计的一个基本要求。目前838B的市场定价约在DOP价格的一半左右，在成本优势与环保性能兼备的前提下，838B的市场前景将非常乐观。