第2章增塑剂详解
合集下载
增塑剂 第二章
增塑剂主要用在 PVC 树脂中，在 PVC 软制品 中平均100份树脂要添加45-50份的增塑剂。 目前世界范围的增塑剂80-85%用于PVC塑料， 小部分用于橡胶、纤维素树脂、涂料等。 因此增塑剂的发展与PVC的发展密切相关。 增塑剂的用途非常广泛。除用于 PVC外，还 用于纤维素、聚醋酸乙烯、ABS、聚酰胺、聚丙 烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、不饱和聚酯、 环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂 和某些橡胶。
氢键：对于含有－OH基团或－NH－基团的分子，
如聚酰胺、聚乙烯醇等，分子间都能形成氢键。氢键是 一种比较强的相互作用的键，它的存在会影响到增塑剂 分子插入到聚合物分子间。特别是氢键数目较多的聚合 物分子很难增塑。当温度升高时，由于分子的热运动妨 碍了聚合物分子的取向，氢键的作用会相应地减弱。
聚合物分子间的作用力大小取决于聚合物分子 链中各基团的性质。具有强极性的基团，分子间 作用力大；而具有非极性的基团，分子间作用力 小。 聚合物的极性大小按下列顺序排列： 聚乙烯醇＞聚醋酸乙烯酯＞聚氯乙烯＞聚丙烯 ＞聚乙烯
辅助增塑剂：与被增塑物相容性良好，重量相 容比可达1:3。一般不单独使用。须与适当的主 增塑剂配合使用。其分子只能插入聚合物的非结 晶区域，也叫非溶剂型增塑剂。如直链脂及酸酯 类，磷酸三苯酯类、氯化石蜡等。即增塑效率较 低的那些增塑剂。 增量剂：它与被增塑物相容性较差，重量相 容比可达1:20。但与主增塑剂或辅助增塑剂有一 定相容性，且能与他们配合，用以降低成本和改 善某些性能。如含氯化合物。
电绝缘性与其耐寒性有关 如磷酸芳酯为链分支多的增塑剂，耐寒性不 好，但电绝缘性良好，而耐寒性好的二元酸酯 类和直链醇酯类的增塑剂的电绝缘性差。 主要是因为极性较好的增塑剂允许聚合物链 上的偶极有更大的取向自由度，从而使导电率 增加。
第二章增塑剂1.
耐久性 增塑剂的分子量> 350 增塑剂的分子结构
耐挥发：分子量大，体积较大的基因 扩散困难，耐 挥发 耐抽出：烷基比例大，易被油类抽出，不易被水抽出； 苯基、酯基多，烷基支链多，相反 耐迁移：分子量大，支链or环状结构
结构——电绝缘性
极性弱，使体积电阻↓，增强导电性 极性强，有较好的电绝缘性
分子量：分子量↑ ，耐久性好，塑化效率差，加工性差。 分子量低，相容性、塑化效率，加工性都较好， 耐久性差。 PVC：分子量300~500 2~3个极性基因 非极性与极性部分保持一定的比例 分子是直链，少分支
结构——相容性
增塑性自身的极性
两者的结构相似性
极性相近，结构相似，则相容性好
Ep: 邻苯二甲酸酯：4~10个C，相容性良好， C ↑，相容性↓ 相容性：芳环> 脂环>脂肪族
+
R1 Al R2 R3
空气
3 2
Al OR2 OR3
H2O
R1OH + R2OH + R3OH
Al(OH)3
酯高压氢化法
O R1 C OR2
+ 2 H2
R1CH2OH
+
R2OH
§2.3.2 脂肪族二元酸酯
通式：
O R2OC (CH2)n
O COR1
n： 2—11 R： 4—11 总碳数：18—26
工艺：
O COR1 COR2 O
O O O
+
HO CH2CHCH2CH2CH2CH3 CH2CH3
O O O
萘
V2O5-K2SO4-SiO2
CH3
V2O5-TiO2
CH3
耐挥发：分子量大，体积较大的基因 扩散困难，耐 挥发 耐抽出：烷基比例大，易被油类抽出，不易被水抽出； 苯基、酯基多，烷基支链多，相反 耐迁移：分子量大，支链or环状结构
结构——电绝缘性
极性弱，使体积电阻↓，增强导电性 极性强，有较好的电绝缘性
分子量：分子量↑ ，耐久性好，塑化效率差，加工性差。 分子量低，相容性、塑化效率，加工性都较好， 耐久性差。 PVC：分子量300~500 2~3个极性基因 非极性与极性部分保持一定的比例 分子是直链，少分支
结构——相容性
增塑性自身的极性
两者的结构相似性
极性相近，结构相似，则相容性好
Ep: 邻苯二甲酸酯：4~10个C，相容性良好， C ↑，相容性↓ 相容性：芳环> 脂环>脂肪族
+
R1 Al R2 R3
空气
3 2
Al OR2 OR3
H2O
R1OH + R2OH + R3OH
Al(OH)3
酯高压氢化法
O R1 C OR2
+ 2 H2
R1CH2OH
+
R2OH
§2.3.2 脂肪族二元酸酯
通式：
O R2OC (CH2)n
O COR1
n： 2—11 R： 4—11 总碳数：18—26
工艺：
O COR1 COR2 O
O O O
+
HO CH2CHCH2CH2CH2CH3 CH2CH3
O O O
萘
V2O5-K2SO4-SiO2
CH3
V2O5-TiO2
CH3
增塑剂
35
4.水分 一般的增塑剂是不溶于水的，但因酯型增塑 剂等的极性较大，所以能吸收和溶解微量的 水。 这些微量水的存在会促进增塑剂的分解。
36
5.重金属和无机物 在增塑剂中常含有极微量的重金属和无机物。 重金属是自动氧化的催化剂，会促进增塑剂 的分解。 离子性物质的存在是导致增塑剂体积电阻降 低的原因。
加量而控制塑化程度，是常用的增塑剂，通常所说的增塑
剂即指外增塑剂。
16
2. 按相容性可分为主增塑剂和辅助增塑剂
主增塑剂——与基础高分子材料(树脂、生胶) 相容
性较好，其分子不仅能进入高分子材料的不定型区，而 且能插入结晶区，也称“溶剂型增塑剂”，可单独使用。 辅助增塑剂——与基础高分子材料(树脂、生胶)相 容性较差，其分子只能进入高分子材料的不定形区，而
必须削弱其分子间力，并破坏结晶区。
12
2. 增塑剂的增塑原理 关于增塑剂的增塑原理，历史上曾提出多种理论观点，目前被普遍接 受的提法是： 高分子材料的增塑，是由
于材料中高聚物分子链间聚集
作用被削弱的结果。即增塑剂 分子插入到聚合物分子链之间，
+ －
+ －
＋
－
+ －
削弱了聚合物分子链间的作用
力，结果增加了聚合物分子链 的移动性，降低了聚合物的结
14
2.2 增塑剂的分类
1. 按引入方式分类 2. 按相容性分类 3. 按适用性分类 4. 按化学结构分类
15
2.3 增塑剂的分类
可从不同角度进行分类：
1. 按引入方式可分为内增塑剂和外增塑剂 内增塑剂——以共聚或接枝的方式引入高分子材料的 增塑剂，也可称“键合型增塑剂”，其优点是物理持久性 高，但存在难实施、适用性小等缺点，故不常用。 外增塑剂——以添加的方式引入高分子材料的增塑剂， 也可称“添加型增塑剂”，其突出优点是便于灵活调整添
第2章 增塑剂
15
特殊型增塑剂——能提供某一 某些特殊性能的 能提供某一/某些特殊性能的 特殊型增塑剂 能提供某一 增塑剂，主要包括： 增塑剂，主要包括： 低扩散型(SP-LD)增塑剂：具有特别低的扩散 增塑剂： ① 低扩散型 增塑剂 性，也称耐久性增塑剂，常用的主要是聚酯类。 也称耐久性增塑剂，常用的主要是聚酯类。 热稳定型(SP-Stab)增塑剂 兼具PVC辅助热 增塑剂： ② 热稳定型(SP-Stab)增塑剂：兼具PVC辅助热 稳定剂功能，常用的主要是环氧化合物类。 稳定剂功能，常用的主要是环氧化合物类。 阻燃型(SP-FR)增塑剂：兼具阻燃剂功能，常 增塑剂： ③ 阻燃型 增塑剂 兼具阻燃剂功能， 用的主要是磷酸酯和和卤代烃类。 用的主要是磷酸酯和和卤代烃类。
H Cl C C H H 聚氯乙烯 (PVC)
2
n
2.1 增塑剂的概念
1. 增塑剂的基本功能 2. 增塑剂的基本理化性质特点 3. 增塑剂的基本化学结构特点 4. 增塑剂的主要应用领域
3
1. 增塑剂的基本功能 高分子材料，尤其像PVC这样的极性且分子结构规 高分子材料，尤其像PVC这样的极性且分子结构规 整性好的高分子材料，由于分子间力较强且结晶度较高， 整性好的高分子材料，由于分子间力较强且结晶度较高， 因此存在熔体粘度高、难加工、制品质地硬而脆因而用 因此存在熔体粘度高、难加工、 途受限的缺点。 途受限的缺点。 增塑剂是加入高分子材料时， 增塑剂是加入高分子材料时，可在不改变其基本化 加入高分子材料时 学特性的情况下，降低其熔体黏度、 学特性的情况下，降低其熔体黏度、玻璃化转变温度和 弹性摸量，从而可改进其加工性， 弹性摸量，从而可改进其加工性，并提高制品的柔软性 和拉伸性能的物质。 和拉伸性能的物质。
5
3. 增塑剂的基本化学结构特点 由极性基团和非极性基团结合构成。 极性基团和非极性基团结合构成。 构成 例如： 例如：
特殊型增塑剂——能提供某一 某些特殊性能的 能提供某一/某些特殊性能的 特殊型增塑剂 能提供某一 增塑剂，主要包括： 增塑剂，主要包括： 低扩散型(SP-LD)增塑剂：具有特别低的扩散 增塑剂： ① 低扩散型 增塑剂 性，也称耐久性增塑剂，常用的主要是聚酯类。 也称耐久性增塑剂，常用的主要是聚酯类。 热稳定型(SP-Stab)增塑剂 兼具PVC辅助热 增塑剂： ② 热稳定型(SP-Stab)增塑剂：兼具PVC辅助热 稳定剂功能，常用的主要是环氧化合物类。 稳定剂功能，常用的主要是环氧化合物类。 阻燃型(SP-FR)增塑剂：兼具阻燃剂功能，常 增塑剂： ③ 阻燃型 增塑剂 兼具阻燃剂功能， 用的主要是磷酸酯和和卤代烃类。 用的主要是磷酸酯和和卤代烃类。
H Cl C C H H 聚氯乙烯 (PVC)
2
n
2.1 增塑剂的概念
1. 增塑剂的基本功能 2. 增塑剂的基本理化性质特点 3. 增塑剂的基本化学结构特点 4. 增塑剂的主要应用领域
3
1. 增塑剂的基本功能 高分子材料，尤其像PVC这样的极性且分子结构规 高分子材料，尤其像PVC这样的极性且分子结构规 整性好的高分子材料，由于分子间力较强且结晶度较高， 整性好的高分子材料，由于分子间力较强且结晶度较高， 因此存在熔体粘度高、难加工、制品质地硬而脆因而用 因此存在熔体粘度高、难加工、 途受限的缺点。 途受限的缺点。 增塑剂是加入高分子材料时， 增塑剂是加入高分子材料时，可在不改变其基本化 加入高分子材料时 学特性的情况下，降低其熔体黏度、 学特性的情况下，降低其熔体黏度、玻璃化转变温度和 弹性摸量，从而可改进其加工性， 弹性摸量，从而可改进其加工性，并提高制品的柔软性 和拉伸性能的物质。 和拉伸性能的物质。
5
3. 增塑剂的基本化学结构特点 由极性基团和非极性基团结合构成。 极性基团和非极性基团结合构成。 构成 例如： 例如：
增塑剂
PVC常用增塑剂概论1、定义增塑剂，又称塑化剂。
是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种2、分类对PVC的主要作用A、内增塑剂：既降低了聚合物分子链的结晶度。
例如氯乙烯-醋酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。
但是内增塑剂的使用温度范围比较窄，而且必须在聚合过程中加入，因此内增塑剂用的很少。
B、外增塑剂：外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物，把它添加在需要增塑的聚合物内，可增加聚合物的塑性。
外增塑剂一般是一种高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固胀大的作用。
但所吸收液体仅限于能与之发生溶剂化的液体，故凝胶的溶胀对液体有严格的选择性。
一般可分为无限溶胀与有限溶胀两类。
全面且生产和使用方便，应用很广。
现在人们一般说的增塑剂都是指外增塑剂。
邻苯二甲酸二辛酯(DOP）和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑剂。
3、增塑剂的作用机理：4、增塑剂的选择PVC是一种强极性聚合物，分子间作用力很大，需加热到一定的温度才能显示出塑性。
增塑剂通常是难挥发的高沸点酯类，少数是低熔点固体，它们一般不与PVC发生化学反应。
增塑剂的使用条件是与树脂有良好的相容性，价格低廉，增塑效率高，增塑速度快，耐久性好（挥发性低、迁移性小、耐抽出性高），环境稳定性好（耐光、耐热、耐菌、耐化学药品和阻燃性好），卫生性好（对人、畜和农作物无毒、不污染、无味），电绝缘性好，粘度稳定性好。
但是没有一种增塑剂能满足所有条件。
在实际使用时，多数是由两种或多种并用以取长补短，获得最佳的增塑效果并达到完善的性能要求。
增塑剂的选用在一个配方中要使制品的所有性能都达到最佳值是不可能的，因此，选用增塑剂时首先要保证主要的性能要求。
介电5、常用增塑剂简介（1）DINP（邻苯二甲酸二异壬酯）：邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)是由邻苯二甲酸酐与羰基合成得到的壬醇（主要是3，5，5-三甲基乙醇）酯化而得到的无色透明液体，分子419，酸度（以邻苯二甲酸计）＜0.025%，酯含量＞99%，相对密度0.965-0.972（25℃），粘度78-120cp（20℃），闪点219℃，折光率1.4812（25℃）。
第2章塑料材料的组成及配制
2．金属皂类热稳定剂：这类热稳定剂的优点是除起
热稳定作用外，可兼起材料的润滑作用。
3．有机锡化合物热稳定剂：这类热稳定剂的优点是
可使塑料制品保持良好的透明性、突出的耐热性，并可与 金属皂类热稳定剂产生协同效应，缺点是价格较贵。
22
分类
盐基性 铅盐类
种类
使用
带有 PbO(盐基)的无机酸或有 耐热性优良，长期稳定性好，耐气候性、 机酸的铅盐。三盐基性硫酸铅， 电气绝缘性好。 二盐基性亚磷酸铅， 盐基性亚硫 使制品不透明，有毒，易受硫化污染。 酸铅等 硬脂酸和月桂酸的镉、钡、铅、 良好热稳定性，具润滑作用，但铅、镉毒 钙、 镁等二价金属盐。 硬脂酸钡， 性大，有硫化污染。不单独使用。主要用 硬脂酸钙，月桂酸钡等 于各种软质透明或半透明塑料制品。 带两个烷基的有机酸或硫醇的 高效，用量小，且有很好透明性，耐热性 锡盐。二月桂酸二丁基锡，十二 突出，加工性能优良，耐硫化污染。可单 硫醇二丁基锡等 独作用。 需要润滑剂较多。价格较高。常用于透明 塑料制品。 环氧化合物和有机亚磷酸酯。 单独使用稳定性很差，与金属皂类和有机 锡并用时，有很好的协同效应。广泛用于 软质聚氯乙烯透明制品中。
30
抗静电剂品种
1、按化学结构分类 （1）离子型
• 阳离子型抗静电剂主要是 季胺盐，此外还有各种胺盐、烷基咪唑啉等 • 阴离子型抗静电剂包括有 高级脂肪酸盐，各种磷酸衍生物、硫酸衍生物。 • 两性离子型抗静电剂包括
季胺内盐、两性烷基咪唑啉、烷基氨基酸类。
（2）非离子型
主要有多元醇、多元醇的脂肪酸酯、胺类衍生物等。
（3）增强剂或填料的比表面大小。比表面积越大，增强效果 越好。
8
9
§2.1.2 增塑剂(plasticizer)
【2019年整理】高分子助剂第二章增塑剂
主增塑剂 辅增塑剂
按作用方式分类
内增塑剂 外增塑剂
2.2 增塑剂的作用机理
润滑理论 凝胶理论
自由体积理论
2.2 增塑剂的作用机理
润滑理论
凝胶理论
自由体积理论
增塑剂在高分子材料中的作用就像油在两个移动的物体间起到的润滑剂 作用一样，能促进在加工时高分子的大分子链之间的相互移动。小分子 的增塑剂在加入之后，小分子包围大分子链，小分子容易运动，带动了 大分子相对运动，减少大分子内部的抗形变，克服了大分子之间直接的 相互滑动磨擦和范德华力所产生的粘附力。这一理论能解释增塑剂的加 入使聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型加工，以及聚合物性质不 会明显改变的原因。
于增塑剂用量较大的极性聚合物增塑。
2.2 增塑剂的作用机理润Biblioteka 理论 凝胶理论自由体积理论
增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。而所有聚合物在玻璃化 转变温度时的自由体积是一定的，因此聚合物的粘度和玻璃化转 变温度下降，塑性加大。显然，增塑效果与加入增塑剂的体积成 正比。但它不能解释许多聚合物在增塑剂量低时所发生的反增塑 现象等。
2.3 增塑剂的作用
聚合物/增塑剂体系中存在的几种作用力：
（1）聚合物分子与聚合物分子间的作用力； （2）增塑剂本身分子间的作用力； （3）增塑剂与聚合物分子间的作用力。
非极性增塑剂的作用(隔离作用)
通过聚合物－增塑剂间的溶剂化作用，增大 分子间距离。故其对非极性聚合物的Tg降低 的数值ΔT与增塑剂的用量（体积）成正比。
ΔT=Kn （ K-比例常数；n-增塑剂的摩尔数）
非极性增塑剂对极性聚合物(遮蔽作用)
当非极性增塑剂加到极性聚合物时,非极性的增塑 剂分子遮蔽了聚合物的极性基团,使相邻的聚合物极性 基团不发生或很少发生“作用”，从而削弱聚合物分 子间的作用力，达到增塑目的。
按作用方式分类
内增塑剂 外增塑剂
2.2 增塑剂的作用机理
润滑理论 凝胶理论
自由体积理论
2.2 增塑剂的作用机理
润滑理论
凝胶理论
自由体积理论
增塑剂在高分子材料中的作用就像油在两个移动的物体间起到的润滑剂 作用一样，能促进在加工时高分子的大分子链之间的相互移动。小分子 的增塑剂在加入之后，小分子包围大分子链，小分子容易运动，带动了 大分子相对运动，减少大分子内部的抗形变，克服了大分子之间直接的 相互滑动磨擦和范德华力所产生的粘附力。这一理论能解释增塑剂的加 入使聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型加工，以及聚合物性质不 会明显改变的原因。
于增塑剂用量较大的极性聚合物增塑。
2.2 增塑剂的作用机理润Biblioteka 理论 凝胶理论自由体积理论
增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。而所有聚合物在玻璃化 转变温度时的自由体积是一定的，因此聚合物的粘度和玻璃化转 变温度下降，塑性加大。显然，增塑效果与加入增塑剂的体积成 正比。但它不能解释许多聚合物在增塑剂量低时所发生的反增塑 现象等。
2.3 增塑剂的作用
聚合物/增塑剂体系中存在的几种作用力：
（1）聚合物分子与聚合物分子间的作用力； （2）增塑剂本身分子间的作用力； （3）增塑剂与聚合物分子间的作用力。
非极性增塑剂的作用(隔离作用)
通过聚合物－增塑剂间的溶剂化作用，增大 分子间距离。故其对非极性聚合物的Tg降低 的数值ΔT与增塑剂的用量（体积）成正比。
ΔT=Kn （ K-比例常数；n-增塑剂的摩尔数）
非极性增塑剂对极性聚合物(遮蔽作用)
当非极性增塑剂加到极性聚合物时,非极性的增塑 剂分子遮蔽了聚合物的极性基团,使相邻的聚合物极性 基团不发生或很少发生“作用”，从而削弱聚合物分 子间的作用力，达到增塑目的。
增塑剂介绍及机理
如DOP,DBP等。
• 聚合型：多为平均分子量在1000以上的线性聚合物。如多元醇酯类。
• 从化学结构分类有 • 脂肪族二元酸酯类（如: 己二酸二辛酯
DOA、 癸二酸二辛酯DOS）
• 苯二甲酸酯类（如: DBP、DOP、DIDP） • 磷酸酯类（如:磷酸三甲苯酯TCP、磷酸
甲苯二苯酯CDP）
性较大。分子内具有较大体积的基团的增塑剂，挥发性较小。
• 耐抽出性，耐抽出性是指增塑剂的制品侵入液体介质中，增塑剂从塑料内部都有向液
体介质中迁移的倾向。这种倾向一方面取决于塑化物本身的性质，另一方面取决于与 塑料相接触的液体介质的物理化学性质。 长度增加而急剧降低。酯类若引入醚基对迁移性稍有增加，将烷基以芳基取代时，耐 迁移有改善，正链结构比同碳原子的支链结构耐迁移性稍差。脂类的脂肪酸的迁移性 较大，环氧油比环氧脂肪酸单酯的迁移性小。
• 外增塑剂是使用各种高沸点或不挥发有机物作为添加剂，这些添加
剂与高聚物均匀混合降低高聚物分子间的应力，增加物料最终产品 的柔软度/挠曲度，并同时延长物料的老化硬脆寿命。我们油墨用使 用的就是外增塑剂。
• 从增塑剂分子量分有单体型和聚合型 • 单体型：一般为有明确的结构和低分子量的简单化合物，分子量在
• • • • •
多元醇酯类 氯化烃类 环氧类 柠檬酸酯类 聚酯类等。
• 苯多酸酯类（如: 1,2,4－偏苯三酸三异辛
酯）
脂肪族二 元酸酯类
苯二甲 酸酯类
又称邻苯二甲酸 二辛酯
磷酸 酯类
氯化 烃类
环氧类
聚酯类
四.影响增塑剂的因素
• 1、增塑剂的分子量相同，分子内极性基团多或环状结构多的增塑剂，
增塑剂
2015.10.09 张
• 聚合型：多为平均分子量在1000以上的线性聚合物。如多元醇酯类。
• 从化学结构分类有 • 脂肪族二元酸酯类（如: 己二酸二辛酯
DOA、 癸二酸二辛酯DOS）
• 苯二甲酸酯类（如: DBP、DOP、DIDP） • 磷酸酯类（如:磷酸三甲苯酯TCP、磷酸
甲苯二苯酯CDP）
性较大。分子内具有较大体积的基团的增塑剂，挥发性较小。
• 耐抽出性，耐抽出性是指增塑剂的制品侵入液体介质中，增塑剂从塑料内部都有向液
体介质中迁移的倾向。这种倾向一方面取决于塑化物本身的性质，另一方面取决于与 塑料相接触的液体介质的物理化学性质。 长度增加而急剧降低。酯类若引入醚基对迁移性稍有增加，将烷基以芳基取代时，耐 迁移有改善，正链结构比同碳原子的支链结构耐迁移性稍差。脂类的脂肪酸的迁移性 较大，环氧油比环氧脂肪酸单酯的迁移性小。
• 外增塑剂是使用各种高沸点或不挥发有机物作为添加剂，这些添加
剂与高聚物均匀混合降低高聚物分子间的应力，增加物料最终产品 的柔软度/挠曲度，并同时延长物料的老化硬脆寿命。我们油墨用使 用的就是外增塑剂。
• 从增塑剂分子量分有单体型和聚合型 • 单体型：一般为有明确的结构和低分子量的简单化合物，分子量在
• • • • •
多元醇酯类 氯化烃类 环氧类 柠檬酸酯类 聚酯类等。
• 苯多酸酯类（如: 1,2,4－偏苯三酸三异辛
酯）
脂肪族二 元酸酯类
苯二甲 酸酯类
又称邻苯二甲酸 二辛酯
磷酸 酯类
氯化 烃类
环氧类
聚酯类
四.影响增塑剂的因素
• 1、增塑剂的分子量相同，分子内极性基团多或环状结构多的增塑剂，
增塑剂
2015.10.09 张
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
f.浊点比较法
聚合物与增塑剂的溶液在冷却下变成浑浊状态 时的温度为浊点T(℃)，浊点越低，聚合物与增塑 剂的相容性越好。
d.介电常数法 介电常数是分子极性的函数，受分子的偶极矩
和分子间氢键影响很大。对PVC而言，增塑剂的 介电常数为4—8时相容性好。将溶解度参数与介 电常数结合起来考虑的方法效果较好。
e.黏度比较法 比较某聚合物在不同增塑剂(等量)中形成的分散
体系的黏度也可比较相容性，黏度大，则说明相 容性好，否则相容性较差。因为如果相容性好， 则分子链伸展程度高，妨碍液体流动，而相容性 差，分子链卷曲程度大，对液体流动影响较小。
b.相似相容法 增塑剂与树脂结构相似时相容性就好，例如
邻苯二甲酸酯类在烷基碳原子数为4-10时与 PVC相容良好，碳原子数进一步增大则因极性 降低而相容性急剧下降。
c.溶解度参数(δ)法 比较增塑剂与聚合物材料的溶解度参数δ判
定其相容性，溶解度参数相近的相容性就好， PVC用增塑剂的溶解度参数一般在8.2—11.4 之间。
8:20的聚氯乙烯/乙酸乙烯共聚物，用苯二 甲酸酯或磷酸酯增塑后，制成的留声机片 可代替古老的紫胶唱片。
1.5 增塑剂的工艺功用
1，作为加工助剂
作用如内润滑剂 较低的加工温度 减少对金属表面的粘附 降低熔点的粘度 改善延展性 较低的薄膜成型温度 改善颜料和填料的润湿和分散
增塑剂的工艺功用
1.2 增塑剂的定义
凡能和树脂均匀混合，混合时不发生化学 变化，但能降低物料的玻璃化温度和塑料 成型加工时的熔体黏度，且本身保持不变， 或虽起化学变化但能长期保留在塑料制品 中并能改变树脂的某些物理性质，具有这 些性能的液体有机化合物或低熔点的固体， 均称为增塑剂。
1.3 增塑剂的历史与发展
实际上，增塑技术早在原始社会就已 被运用，增塑剂也起始于原始人类的 发明。例如：
单体型增塑剂和聚合型增塑剂
单体型增塑剂是分子量较低的化合物，一般有 明确的结构和分子量，相对分子质量多在 200～500之间。
聚合型增塑剂是分子量较大的线型聚合物，平 均分子质量在1000以上，其挥发性小，耐迁移， 耐抽出，还可以改善塑料的力学强度。
1.7 增塑剂的性能
1.7.1 理想增塑剂应满足条件 与高聚物的相容性好；增塑效果好；耐热、耐 寒性好；耐候性好；迁移性小；挥发性小；耐 水、耐油、耐溶剂；阻燃性好；耐菌性好；绝 缘性能好；无色、无味、无臭、无毒；价廉易 得。
1.6 增塑剂的分类
按相容性，分为主增塑剂和辅助增塑剂 按作用方式，分为内增塑剂和外增塑剂 按应用性能，分为通用增塑剂，耐寒增塑剂，耐热增
塑剂等 按化学结构，分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、
磷酸酯、环氧化合物等 按对聚合物的溶解性，分为溶剂型增塑剂和非溶剂型
增塑剂 按分子量大小，分为单体型增塑剂和聚合型增塑剂
第2章 增塑剂
目录
1. 概述 2. 增塑机理 3. 增塑剂的种类 4. 增塑剂的应用 5. 邻苯二甲酸的生产工艺
1 概述
1.1 前言
增塑剂是现代塑料工业最大的助剂品种， 对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发 展起着决定性作用。目前，各种新型塑料 已渗透到工农业，运输，交通，医药，食 品，服装，建筑，国防等各个领域。现代 的增塑剂工业已发展成为以石油化工为基 础，以邻苯二甲酸酯为核心的多品种，大 生产的化工行业。
•陶器——粘土加水
原始社会·白陶鬶
战袍武士俑头部 秦
古时候用“油”溶于沥青来制防水 材料用于防水、填补船缝等，这里 “油”起增塑剂作用
还有皮革中用鲸油使之柔软，鲸油 便是最持久的增塑剂
•软糖或甜点心——明胶加水
水果软糖
现代增塑剂工业的最直接渊源是 ——表面涂料的开发
1856年，Marius Pellen ：“特殊漆” Alexander Parkes ：硝基漆 Paris Berard ：高度光泽防水材料
内增塑剂和外增塑剂
内增塑
化学方法
链结构不规则，内聚力较 弱，使用温度较窄，必须 在聚合过程中作为共聚单 体加入，以化学键结合在 树脂上，以提高聚合物的 塑性。
如：氯乙烯与硬脂酸乙烯 的共聚；纤维素的硝化或 乙酰化
外增塑
物理方法
在配料过程中加入，增塑 剂与树脂间无化学键结合； 性能较全面，生产使用方 便，应用范围广，但易迁 移和挥发而损失
主增塑剂和辅助增塑剂
能和树脂充分相容的增塑剂，称主增塑剂，或 溶剂型增塑剂。可以单独使用，质量相容比例 可达1：1（增塑剂：树脂）。
辅助增塑剂一般只能进入树脂无定形区域，不 能进入树脂分子的结晶区，必须与主增塑剂配 合使用，以增加相容性，质量相容比例低于1： 3（增塑剂：树脂）。
增量剂与树脂的相容性更差，质量相容比例低 于1：20，能改善某些性能，降低成本的作用。
2，对产品型能的影响（10%以上）
增塑聚合物 降低弹性模量和断裂拉伸强度 提高延伸性和断裂伸长率 改进柔软性 改进可逆弯曲强度 改进韧性和冲击强度
增塑剂的工艺功用
2，对产品型能的影响（10%以上）
降低玻璃化转变温度 扩张聚合物在较低温度下的可应用型 改进对各种基料的粘合 提高或降低薄膜的封口性 改进润滑性能和减少摩擦 减少静电充电能力 改进表面光泽和外观
屋顶涂料 漆器 ：多层桐油经干燥、雕刻而成
扬州漆器
虎座鸟架鼓
1870年，赛璐珞（硝酸纤维素）—现代塑 料和增塑的起点
樟脑的替代品 —磷酸酯（1912 磷酸三苯 酯）、苯二甲酸酯（1935 苯二甲酸丁•苄 酯）、磺酰胺类等
赛璐珞制品
1.4 增塑剂和聚氯乙烯树脂
增塑剂和聚氯乙烯有着相互依赖、相互发 展的紧密关系。对聚氯乙烯工业的发展起 了重大的促进作用。 例如：
1.7 增塑剂的性能
1.7.2 增塑剂的性能 （1）相容性
相容性是增塑剂在聚合物分子链之间处于稳定状态 下相互掺混的性能，作为增塑剂选择的最主要的基本 性质。 （2）增塑剂选定的判据 a.观察法
将增塑剂、聚合物和适当的溶剂按一定的比例混合 调制成均匀的溶液后再流延成薄膜，薄膜均匀透明表 明相容性好。或将增塑剂与聚合物按一定比例混匀， 加热使其塑化后再冷至室温，增塑剂渗出少或不渗出 表示相容性好