檸檬酸三丁酯的相對分子質量較檸檬酸三乙酯和乙酰檸檬酸三乙酯都大，因此，它是纖維素衍生物和乙烯基樹脂的優秀增塑劑。它能在許多配方中代替鄰苯二甲酸酯類制取無毒環保塑料制品。檸檬酸三丁酯用于醋酸纖維素制品中可改進其光穩定性和具有良好的耐寒性，在蛋白質溶液中可作為消泡劑使用。特別級別的檸檬酸三丁酯也可添加在藥物糖衣中。

乙酰檸檬酸三丁酯能更廣泛地應用于食品容器和包裝材料中，幾乎絕大部分與人類健康相關的軟塑料制品，如保鮮膜、瓶蓋內墊、PVC涂布膜、兒童玩具，可以替代鄰苯二甲酸酯類增塑劑。在食品包裝容器所需要的涂料和粘合劑中，使用乙酰檸檬酸三丁酯能提高抗變色性和具有良好的粘合性。特別級別的乙酰檸檬酸三丁酯也可用于藥物糖衣中。

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