第3章-塑料助剂详解
塑料助剂：抗氧化剂
⑴ 外观变化
如表面变暗，变色，变黏，变形，出现裂纹，脆化，发霉等。
⑵ 物理及化学性能的变化
如溶解热，熔融指数，玻璃化温度，流变性，耐热性，耐寒性，折射率，相对密度，羟基含 量的变化。
⑶ 机械性能的变化
如拉伸强度，伸长率，冲击强度，疲劳强度，硬度等大大下降。
⑷ 电性能的变化
如绝缘电阻，介电常数，击穿电压也发生不利的变化。
二、抗氧剂分类及其反应机理
一、高分子材料的老化及影响因素
支化度是指聚合物分子链上分支的程度。
支化度越大，链结构的薄弱环节就越多，越容易降解。
1-含支链型聚乙烯；
2-线型聚乙烯；
图2、含支链型聚乙烯和线型聚乙烯随时间的吸氧量
含支链的聚乙烯比结晶的聚乙烯更易降解。
一、高分子材料的老化及影响因素
LDPE： HDPE： LLDPE： 1000个碳原子上约有8~40个长的支链 低密度聚乙烯主链每
一、高分子材料的老化及影响因素
4、水和潮湿的影响
水渗入聚合物中使其中某些水溶性物质、增塑剂和含水基团的 物质被溶解、抽提或吸收，从而逐步改变了聚合物材料的组成和比例， 加速了老化。
酰胺基团、酯基、缩醛基等在水的作用下，会发生水解反应。
水的渗入有时是可逆的。例如，尼龙吸水后拉伸强度下降，延 伸率提高。但将其烘干排出水后，拉伸强度又可以恢复。
二、聚合物降解的影响因素 （一）内因 1、聚合物的组成及其链结构
聚合物的组成不同，化学键的强度不同。结合能低 的键容易在外因作用下断裂。
H C H H C H H C H H C H H C H F C F F C F F C F F C F F C F
聚乙烯
聚四氟乙烯
C-F键的键能为5.0×102kJ/mol；C-H键的键能为4.1×102kJ/mol。
塑料助剂
助剂：是指有树脂和生胶加工成熟料和橡胶制品这一过程中所需要的各种辅助化学品。
迁移：是指助剂由制品中向邻近物品的转移助剂损失的三条途径：挥发、抽出、迁移增塑剂性能的基本要求：高聚物的柔软温度和熔融温度降低增塑机理：增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，削弱了聚合物分子链之间的引力，结果增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加。
邻苯二甲酸酯类塑化氯乙烯为例：塑料的老化：塑料暴露于人工或自然环境条件下性能随时间而逐渐变差的现象。
抗氧剂的作用机理：链终止型抗氧剂：中断了自动氧化的链增长；预防型抗氧剂：和过氧化物反应并使之转变为稳定的非自由基产物，从而完全消除自由基的来源。
PVE热降解脱氯化氢反应主要有自由基机理、离子激励和单分子机理。
光稳定剂：光屏蔽剂、紫外线吸收剂、淬灭剂、自由捕获剂。
阻燃剂的作用机理：1.阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物炭化 2.阻燃剂分解成不挥发性的保护皮层 3.阻燃剂分解产物将HO.自由基连锁反应切断4.自由基引发剂、氧化锑和含卤阻燃剂的协同作用 5.燃烧热的分散和可燃性物质的稀释发泡剂：是一类能使处于一定粘度范围内的液态或塑性状态的橡胶、塑料形成唯恐结构的物质润滑剂的作用机理：内部润滑——塑化或软化机理，界面润滑机理色母粒：是由颜料、分散剂和载体树脂混炼造粒而成为一种含有高浓度颜料的塑料粒子聚合物的燃烧机理：在空气中，由于外部热源使聚合物被加热，而最终导致聚合物降解，产生挥发性的可燃物及其热裂解物，根据这些挥发性可燃气体燃烧性的差异以及它们增值速度的不同，在外部热源的继续作用下，到达某一温度时聚合物就会着起火来，聚合物燃烧所放出的一部分热量通话传导、辐射和对流等途径又被正在降解的聚合物所吸收，于是挥发出更多的可燃性产物。
在pvc中增塑剂的选用原则：要与PVC 树脂有杰出的相容性。
其次，迁徙性小，增塑效力高。
第三，耐寒性好、电绝缘性好；耐水、耐油及耐溶剂抽出；挥发性低；增塑剂自己的热稳固性好；某些场(chǎng)合请求能阻燃；增塑剂自己要无色、无臭，有的请求无毒、抗霉菌(jūn)和白蚁；对成品的加工性好，易脱模；价钱恰当等外部抗静电剂的作用机理：亲油部分附于表面亲水部分从空气中吸水表面形成薄导电层：静电效果减弱内部抗静电剂的作用机理：表面浓度高，亲水基成为导电层内部向表面迁移，补充导电层，持久抗静电光降解和热氧老化的区别：1.激发能为电磁辐射能 2.断链不一定在弱键位置3.引发速度快着色剂的使用方法：干混着色，液壶状着，色母粒着色。
塑料助剂介绍
塑料助剂介绍塑料就像一道菜，没有助剂，怎成佳肴?当你去商店买一束漂亮的塑料花时，售货员小姐告诉你，鲜艳的色彩可长久保持;当你买一件放在特定环境下的塑料制品时，她又告诉你，这是用不怕火的塑料做成的;当你希望你的塑料用品别在不长时间就沾满灰尘时，她会向你保证，这是用抗静电塑料做的。
请你相信她的话，她向你介绍的制品是添加了塑料稳定剂、抗老化剂、阻燃剂、抗静电剂等塑料添加剂的结果。
这些塑料添加剂，使原本平常的塑料制品变得神奇起来。
这也使具有较高经济附加值的塑料添加剂产业充满了诱惑力，展示出光明的前景。
接下来，小编就给大家详细的介绍目前塑料常用助剂的分类。
向你们展示什么是真正的“小身板，大能量”。
一、什么是塑料助剂塑料助剂可以从广义和狭义两个方面解释。
广义的塑料助剂是指在塑料制品加工成型过程中，所有添加在树脂基体中，可用于降低制品成本、改善或赋予制品某项使用性能，或者是改善塑料制品的加工性，都可称为塑料助剂。
包括有机、无机、小分子和大分子。
狭义的塑料助剂又称为塑料添加剂，特指可以改善塑料加工性能或者是改善或赋予制品某项性能的化工原料。
如润滑剂、抗氧剂和阻燃剂等。
在这里主要给大家介绍广义上的塑料助剂。
二、常用塑料助剂分类目前，塑料常用助剂大致分为以上三大类。
狭义上的助剂其实就是指上图中的加工助剂和功能助剂，并不包括填料。
接下来，小编就给大家详细的介绍每一类助剂。
1、塑料填料填料，可根据添加时的用途可以分为三类：(1)降低成本类：可分为有机填料和无机填料。
常用的无机填料有CaCO3、滑石粉、硅灰石、BaSO4、高岭土、元明粉、玻璃微珠等。
常用的有机类填料主要为木粉、竹粉、果壳粉、贝壳粉及棉、麻和稻农副产品的粉末等。
这类填料是塑料助剂中应用最广泛，消耗量最大的一类。
除降低成本外，还可以改善制品的某些性能。
如，无机类填充普遍可以改善塑料制品的刚性、耐热性(无机填料)、尺寸稳定性、降低成型收缩率及抗蠕变性等。
有机类填充可补强、降低成型收缩率及提高尺寸稳定性等，但是耐热性较差。
对塑料助剂的认识
对塑料助剂的认识一、引言塑料助剂是塑料工业中不可或缺的组成部分，主要用于改善塑料的加工性能、物理性能和化学性能。
随着塑料工业的快速发展，塑料助剂的需求和应用也日益广泛。
本文将对塑料助剂的定义、种类、用途、环保标准、生产与市场以及发展趋势进行深入探讨。
二、定义与种类塑料助剂是指在塑料加工过程中，为了改善塑料的加工性能、物理性能和化学性能而添加的辅助物质。
常见的塑料助剂包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、抗静电剂等。
这些助剂具有不同的化学结构和性质，可以针对不同的塑料品种和应用需求进行选择。
三、用途与功能塑料助剂的应用广泛，种类繁多，以下是一些常见的用途与功能：1. 增塑剂：用于增加塑料的可塑性和柔韧性，使塑料更容易加工成型。
2. 热稳定剂：用于提高塑料的热稳定性，防止高温下变色和分解。
3. 抗氧剂：用于抑制塑料的氧化反应，延长塑料的使用寿命。
4. 光稳定剂：用于防止塑料在阳光下老化，保持塑料的物理性能。
5. 阻燃剂：用于增加塑料的阻燃性，使其不易燃烧。
6. 抗静电剂：用于降低塑料的表面电阻，防止静电积累和放电。
四、环保标准与法规随着环保意识的不断提高，对于塑料助剂的环保要求也越来越严格。
目前，许多国家都制定了关于塑料助剂的环保标准和法规，限制或禁止某些有毒有害的塑料助剂的使用。
因此，生产绿色环保的塑料助剂是未来的发展趋势。
五、生产与市场塑料助剂的生产需要使用各种原料和化学反应过程，具有一定的技术含量和工艺要求。
全球塑料助剂市场规模较大，年增长率稳定。
根据市场研究报告，未来几年内，全球塑料助剂市场将保持稳定的增长趋势。
六、发展趋势与展望未来几年，塑料助剂的发展将趋向于高性能化、环保化和智能化。
具体表现在以下几个方面：1. 高性能化：随着消费者对塑料制品性能要求的提高，具有优异性能的新型塑料助剂将不断涌现，以满足不同领域的需求。
2. 环保化：环保法规将更加严格，推动塑料助剂行业向绿色环保方向发展。
塑料助剂PPT课件
稳定剂的作用机理是通过抑制 塑料中自由基的产生和反应， 从而延缓塑料的老化和降解。
稳定剂的选择应根据塑料的种 类、用途和使用环境而定，以 保证塑料的长期性能和安全性
。
加工助剂
加工助剂主要用于改善塑料的加工性能和提高生产效率， 使塑料更容易加工成型。
加工助剂的作用机理是通过降低塑料加工过程中的摩擦 和粘附力，提高塑料的流动性和加工性能。
填充剂的作用机理是通过增加 塑料中填料的质量和体积，从 而改变塑料的密度、硬度、耐 磨性等性能。
填充剂的选择应根据塑料的种 类、用途和成本要求而定，同 时需要考虑其对塑料性能的影 响。
增强剂
01
增强剂主要用于提高塑料的力学性能和耐热性能，提高塑料的使用寿 命。
02
常用的增强剂有玻璃纤维、碳纤维等有机或无机纤维，可广泛应用于 各种工程塑料制品中。
移现象。
功能性
满足塑料制品所需的各 种特殊性能，如阻燃、
抗静电、抗菌等。
环保性
符合环保标准，低毒或 无毒，易于降解。
塑料助剂的检测方法
01
02
03
04
化学分析法
通过化学反应对助剂成分进行 定性和定量分析。
光谱分析法
利用光谱技术对助剂的化学结 构进行分析。
热分析法
通过测量物质在加热过程中的 物理性质变化来分析助剂的热
评估塑料助剂的毒性，包括急性 毒性、慢性毒性和致癌性等。
生态风险评估
评估塑料助剂对生态系统的潜在风 险，包括对土壤、水体和生物的影 响。
暴露评估
评估人类和动物通过各种途径接触 塑料助剂的可能性及其暴露量。
塑料助剂的环保法规与标准
国际法规与标准
如欧盟REACH法规、美国EPA法 规等，规定了塑料助剂生产和使
塑料助剂种类和比例
塑料助剂种类和比例塑料助剂是为了改善塑料加工性能、提高使用效能和降低成本而添加的一类化合物。
根据不同的塑料品种、加工方法和使用条件，所需助剂的种类和比例也有所不同。
以下是塑料助剂的主要种类及比例：1. 稳定剂：稳定剂主要用于延缓和阻止塑料制品在加工、贮存和使用过程中因光、热、氧作用而发生的老化现象。
主要包括热稳定剂、抗氧剂和光稳定剂。
2. 增塑剂：增塑剂能增加塑料的柔软性、延伸性、可塑性，降低塑料流动温度和硬度，有利于塑料制品的成型。
常用的增塑剂有苯二甲酸酯类、癸二酸酯类、氯化石蜡及樟脑等。
其中，樟脑是最常见的增塑剂。
3. 填料：填料主要用于提高塑料制品的强度、硬度、耐磨性等性能。
常用的填料有碳酸钙、硅藻土、滑石粉等。
填料的比例通常为塑料原料的5%-30%。
4. 润滑剂：润滑剂主要用于降低塑料制品在加工过程中的摩擦系数，减少能耗和延长模具寿命。
常用的润滑剂有硬脂酸、石蜡等。
润滑剂的比例通常为塑料原料的0.1%-5%。
5. 着色剂：着色剂主要用于改变塑料制品的颜色，提高产品的外观质量。
常用的着色剂有炭黑、颜料等。
着色剂的比例通常为塑料原料的0.1%-1%。
6. 抗静电剂：抗静电剂主要用于提高塑料制品的抗静电性能，减少静电积累和消除。
常用的抗静电剂有磷酸酯类、硅油等。
抗静电剂的比例通常为塑料原料的0.1%-5%。
7. 阻燃剂：阻燃剂主要用于提高塑料制品的阻燃性能。
常用的阻燃剂有磷酸酯类、卤素化合物等。
阻燃剂的比例通常为塑料原料的5%-30%。
需要注意的是，以上助剂的比例仅供参考，实际应用中需根据塑料品种、加工方法和使用条件进行调整。
同时，为确保塑料制品的安全性和环保性，选用助剂时应遵循相关法规和标准。
第三章__塑料包装材料PPT课件
3、稳定剂的作用机理：（1）吸收中和HCl, 抑制它的自动催化作用；
（2）抑制自由基Cl·的生成。
盐基性铅盐类： HCl 的接受体。 如：3PbO·PbSO4·H2O+6HCl 3PbCl2+ 3PbSO4+6H2O
4、品种
金属皂类： HCl 的接受体 如（C17H35COO）2Ca+2HCl
2CaCl2 +2C17H35COOH
两性离子，季铵内盐
非离子型,如多元醇、胺类衍生物（形成水膜导电层）
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(六)着色剂 (染料、颜料、色母 )
（1） 染料 溶解性较颜料好,主要用于纤维、织物等纺织品着色。 （2） 颜料 稳定性更好（颗粒分散）
无机颜料（炭黑、钛白粉、铁红、铁黄等） 有机颜料（酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、偶氮红等） （3）色母（Color Master Batch） 是一种新型高分子材料专用着色剂，亦称颜料制备物（Pigment Preparation）。它由颜料、载体和添加剂三种基本要素所组成，是把超常量的 颜料均匀地载附于树脂之中而得到的聚集体，可称颜料浓缩物（Pigment Concentration），所以他的着色力高于颜料本身。 按载体分类：如PE色母、PP色母、ABS色母、PVC色母、EVA色母等 按用途分类：如注射色母、吹塑色母、纺丝色母等
有机锡化合物：与不稳定Cl·配位，形成络合物。
辅助稳定剂：环氧化合物和有机亚磷酸酯（减少主稳定用
量，降低成本）
D 防霉剂（自学内容）
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（二）增塑剂
1、定义 用以改善塑料塑性，增加成型加工时的流动性，赋予制品
柔韧性的一种助剂。
塑料助剂
塑料助剂塑料助剂是在塑料配制及成型加工过程中添加到塑料中起各种辅助功用的添加剂。
它是塑料工业的重要组成部分，不但在塑料的成型加工中重要作用，而且直接影响塑料制品的性能、用途及使用寿命。
塑料助剂的应用在很大程度上弥补了合成树脂本身的缺陷。
通过各种助剂的适当配合，赋予制品多种多样的性能，再加上不同的加工工艺过程，就可以制造出能够胜任在特定条件下使用的塑料制品，为了能够顺利地、高效率地成型不同的塑料制件，有必要了解常用塑料助剂在塑料制品中所起的作用以及对加工过程的影响。
常用的塑料助剂，按习惯和用途划分为增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、填充剂、偶联剂、润滑剂、抗静电剂等几大类。
填充剂及偶联剂在“塑料改性”一节中综合阐述，这里不再赘述。
一、增塑剂增塑剂是品种多、产量大的一类助剂，在塑料助剂中居于首位。
增塑剂的发展，是以聚氯乙烯的增塑为中心，80％的增塑剂都是用于聚氯乙烯的增塑。
因此，本书对增塑剂的阐述，都以聚氯乙烯为典型代表，。
当然对其它含氯树脂、其它极性高聚物的增塑，也具有广泛的意义。
1、增塑作用与增塑剂的概念通过在极性高聚物（如聚氯乙烯）中加入某种助剂，使高聚物大分子链间的引力减弱，即削弱大分子链间的聚集作用，降低玻璃化温度，使其柔软；降低粘流温度，降低熔体粘度，增加流动性，使其易于成型加工，这种作用叫增塑作用。
加入到聚合物中，能发挥增塑作用的一类助剂叫做增塑剂。
由增塑作用与增塑剂的概念可知，工艺上应用增塑剂的目的主要是使高聚物的柔性和流动性在较低的温度下表现出来，有利于在高温下分解的高聚物在较低温度下软化或流动成型。
如聚氯乙烯的流动温度比分解温度高，加工时极易分解，加入大量增塑剂后其成型加工温度就可适当降低，并且制品变得具有弹性和柔性。
2、增塑剂的分类增塑剂通常是高沸点（bp>250℃）的液体或低熔点固体酯类化合物，其品种繁多。
习惯上，常根据化学结构、相溶性与应用性能进行分类。
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耐候性增塑剂：使被增塑物耐光、耐射线能力提高，如
环氧大豆油、环氧硬脂酸丁/辛酯。
按化学结构分类
苯二甲酸酯类
脂肪族二元酸酯类 磷酸酯类
多元醇酯
3.2 润滑剂
聚合物熔体通常具有较高的粘度，在加工过程中通过窄缝、 浇口等流道时，必定要与加工机械表面产生摩擦，使熔体流动性 降低，严重的会使薄膜表面变得粗糙，缺乏光泽或出现流纹。需 加入提高润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性的助剂。
增塑剂分类及常用增塑剂性能
按与被增塑物相容性分类
主增塑剂：与被增塑物相容性良好，质量比可达1:1，可 单独使用。
辅助增塑剂：与被增塑物相容性差，质量比约为1:3，需 与主增塑剂配合使用。 增量剂：与被增塑物相容性很差，质量比约为1:20，用 以降低成本和改善某些性能。
按增塑剂相对分子质量大小分类
苯多酸酯 柠檬酸酯
环氧化合物
含氯化合物 聚合物及石油酯 反应型增塑剂：顺丁烯二酸二丁酯
增塑剂的选择
相容性
相容性是选择增塑剂首要考虑的因素，增塑剂与聚合物相 容性好，则增塑效率高，增塑剂不离析、不渗出，制品柔韧性 好、寿命长。 观察法
溶度参数法：增塑剂与聚合物δ越接近，两者相容性越好 介电常数法
选择助剂的基本要求
助剂与聚合物的相容性 助剂对加工条件的适应性 助剂的协同作用 制品用途对助剂的制约
3.1 增塑剂
定义 增塑剂是添加到聚合物中，使其增加可塑性，改善加工 性能，并赋予制品一定柔韧性的物质。 通常是对热和化学试剂都较稳定的有机化合物：在一定范围内
与聚合物相容，沸点高、不易挥发的液体或低熔点固体。 增塑过程可看作聚合物和低分子互相“溶解”的过程，但增塑 剂不应挥发出去。 目前增塑剂品种超过2000种，已工业化生产的约500种，大部 分为酯类化合物，主要用于PVC的加工。
单体型增塑剂：有明确的结构和低分子量(200～500)的 简单化合物。 聚合物型增塑剂；平均分子量>1000的线型聚合物。
按使用性能分类
耐寒性增塑剂：使被增塑物在低温下有良好韧性，如癸 二酸二辛酯、己二酸二辛酯。
耐热性增塑剂：使被增塑物有所提高，如偏苯三酸酯。
阻燃性增塑剂：改善被增塑物的耐燃性，如磷酸酯类和 氯化石蜡。
特性粘数法
增塑效率
使聚合物达到一定柔韧度所需增塑剂的最低用量称该 增塑剂的增塑效率。
耐久性
耐挥发性：向空气的扩散
分子量小的增塑剂挥发性大；分子内具有体积较大基团 的增塑剂，在塑化物内扩散困难，不易挥发。
耐抽出性：向液体介质的扩散，包括耐溶剂、耐油性、 耐水性、耐肥皂水性。
增塑剂分子结构中烷基比例大的被汽油和非极性溶剂抽 出的倾向大。含苯基、酯基多的极性增塑剂或含烷基支链 多的难于被油抽出。 耐迁移性：向固体介质的扩散
相互作用
极性增塑剂加入极性聚合物中，增塑剂分子的极性基团 与聚合物的极性基团发生相互作用，破坏聚合物分子间的极 性连接，削弱(I)，以增加塑性。
遮蔽作用
非极性增塑剂加入极性聚合物中，会遮蔽聚合物的极性基 团，减少(I)，达到增塑目的。 一般增塑剂都必须同时含有极性部分和非极性部分，因此 三种增塑作用同时存在。
若为非极性聚合物，则(I)小，增塑剂易插入，增大聚 合物分子间距离，削弱大分子间作用力，增塑作用强。
若为极性聚合物，则(I)大，增塑剂不易插入，需选用 带极性基团的增塑剂，与聚合物的极性基团作用，使(III) 增大，达到增塑目的。
增塑形式 隔离作用
非极性增塑剂加入非极性聚合物中，主要通过两者间的 “溶剂化”作用增塑。
与增塑剂本身的扩散系数及与介质的相容性密切相关。 若与介质相容性好且极性较强，则易迁移。
环境稳定性 指在光、热、霉菌、化学药品作用下的稳定性。 耐热性 烷基支链多的，如邻苯二甲酸二异辛/癸酯DIOP/DIDP， 耐热性比相应的正构醇差。加抗氧剂可显著改善。 耐霉菌性 PVC及其它高分子材料本身对微生物破坏作用都有较强 的抵抗能力，但增塑剂却是微生物的营养源，因而易受霉菌、 细菌侵害。 增塑剂组成和结构不同，受侵害程度也不同。长链脂肪 酸酯类最易受侵害，而邻苯二甲酸酯和磷酸酯类抗菌性强， 特别是以抗菌性强的酚类为原料的磷酸酯，如TCP、TPP。
外增塑使用方便，应用广泛。缺点是有少量挥发，导致制品硬 化、开裂。
内增塑
在单体聚合过程中，引入第二单体共聚，破坏聚合物分子链的规 整性，降低聚合物结晶度，减少分子间作用力，增加塑性。如VCVAc共聚物。
在聚合物分子链上引入其它取代基或短链段，或接枝的分支，使 刚性分子变软，以增加可塑性。一般随支链长度增加，增塑作用 加大，但超过一定长度后，反因支链结晶使增塑作用降低。 优点 缺点
主要作用
削弱聚合 物分子间 作用力 增加聚合 物分子链 活动能力 降低聚 合物的 结晶性 增加聚 合物的 可塑性
主要表现
聚合物的硬度、模量、玻璃化转变温度和软化温度下降；
伸长率、挠曲性、柔韧性和耐寒性提高。
增塑方法 外增塑
将低分子量的化合物或聚合物，在一定条件下，添加到聚合 物中以增加塑性。如将DOP加入PVC。
第三章 塑料加工助剂
材料学院 李晓萌
塑料加工助剂是在树脂加工成塑料制品的过程中，为改 善生产工艺和提高产品性能所添加的各种辅助材料。
助剂在塑料加工中的地位
助剂的类别和品种比聚合物多得多。 通过不同助剂的配合，可赋予聚合物多样的性能。
采用助剂进行聚合物改性，是简便有效的方法。
助剂用量小，但作用显著。
内增塑系自增塑作用，无 挥发影响；
有较好的耐迁移性。
使用温度范围窄
必须在聚合过程中加入， 应用受限。
增塑剂作用机理
增塑体系中的作用力
聚合物与聚合物分子间作用力(I)
增塑剂分子间作用力(II) 聚合物与增塑剂分子间的作用力 (III)
增塑剂系小分子，故(II)很小，可忽略。