聚氯乙烯环保增塑剂性能分析
pvc增塑剂的特性、使用范围和使用方法

pvc增塑剂采用先进接共聚合技术精制而成,和PVC溶解度参数相近,塑化效率高,闪点高,不易挥发。
在塑料中匀相分布,与树脂键合力强,杜绝迁移析出问题,阻燃.耐寒.耐热性。
pvc增塑剂抗老化能优异,完全取代小分子液体增塑剂,制造高档PVC软制品,无毒无味全环保。
pvc增塑剂特性:
1、pvc增塑剂能改善制品的韧性和弹性,使表面张力、拉伸强度,蠕变变强及抗应力龟裂强度等一系列性有所提高。
2、pvc增塑剂加工温度提高1-2度,促使塑化速度快,挤出量平稳,熔体温度分布均匀、产品尺寸稳定、壁厚均匀。
3、pvc增塑剂可防止结垢,减少清理次数,可提高产品4%左右。
4、pvc增塑剂使挤出的制品平滑、有光泽、提高产品的白度、透明度。
5、pvc增塑剂可改善填充剂和着色剂在塑料中的分散性。
pvc增塑剂使用范围:
各类高档PVC软制品:
1.电缆料:105度级阻燃耐油料低烟低卤料
2.密封条胶管胶垫软板:耐高温密封耐油软管胶垫软板;
3.鞋底皮塑压延膜等软制品:抗老化迁移,增加耐久性等。
pvc增塑剂使用方法:
在软PVC中使用方法为:
1、添加量为:pvc增塑剂完全作为主增塑剂使用,根据硬度要
求与树脂粉任意共混。
和其它配料一起混合约5分钟,混合均匀即可,放料温度50度以内,然后造粒或者直接挤出注塑;
2、造粒工艺:带真空排气设备最佳,塑化1-2遍,温度160-180。
聚氯乙烯及其增塑剂综述

材 料 、 医 疗 器 械 等 使 用 的 PVC中 氯 乙 烯 的 残 留 量 早 烯 单 体 残 留 量 均 不 大 于1ppm, 符 合 国 家 标 准 。
有规定。
二、邻苯二甲酸酯类增塑剂使用的规定
1991年 , 国 际 食 品 法 典 委 员 会 ( CAC) 规 定 食 品
邻 苯 二 甲 酸 二 异 壬 酯 ( DINP) 、 邻 苯 二 甲 酸 二
指 令 ( 2002/72/EC) ” 的 附 录 Ⅱ 列 出 了 允 许 塑 料 原 料 丁 卞 酯 ( BBP) 、 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 ( DBP) 统 称 邻
及 其 制 品 使 用 的 单 体 和 其 他 物 质 的 目 录 , 目 录 中 编 苯 二 甲 酸 酯 类 ( 或 盐 ) , 是 PVC制 品 常 用 的 增 塑 剂 。
令 76/769/EEC。 这 项 指 令 已 经 20 多 次 修 订 。 2005 年 5 示 ( 卫 化 发 第 31号 ) , 建 议 PVC聚 氯 乙 烯 塑 料 薄 膜 包
月 11 日 , 欧 盟 通 过 WTO秘 书 处 通 报 了 该 指 令 的 最 新 装 制 品 中 不 使 用 含 邻 苯 二 甲 酸 酯 类 的 物 质 。
WTO/TBT通 报 了 玩 具 检 验 准 则 , 禁 止 玩 具 使 用 含 有 乙 烯 以 及 氯 乙 烯 与 其 他 有 机 化 合 物 共 聚 物 所 用 的 助
DEHP、DINP、DEP、DBP, 日 摄 入 量 ( ADI) 超 过 允 剂 名 单 中 没 有DEHP。 这 两 条 法 规 是 美 国 食 品 药 品 管
DINP、 DIDP 和 DNOP 增 塑 剂 的 重 量 含 量 比 不 超 过 玩 具 和 食 品 器 具 、 容 器 包 装 不 使 用 含 有 DEHP的 PVC
聚氯乙烯环保增塑剂性能分析

聚氯乙烯环保增塑剂性能分析刘少蔚CTI华测检测技术有限公司广东深圳518010摘要:PVC对增塑剂的吸收过程是与时间相关的非定常过程:首先是增塑剂树脂颗粒间隙润展缓慢吸收的“第一诱导期”;而后增塑剂分子获得能量得以活化,突破亚粒子皮膜而渗入和润展聚集粒子间隙使之溶胀,进入快速的“第一溶胀期”;第一溶胀达到平衡后,增塑剂分子开始在聚集粒子表面润展,突破初级粒子粘结力而渗入其间,吸收进入“第二诱导期”;经过“第二诱导期”的持续作用,PVC分子链各运动单元均被活化,增塑剂分子获得更高能量得以渗入到初级粒子,进入到PVC分子链段之间,达到分子水平的溶胀,吸收进入“第二溶胀期”。
关键词:聚氯乙烯;环保增塑剂;吸收;迁移;性能引言增塑剂是聚氯乙烯加工中最重要的助剂,其吸收量的大小、吸收所需时间及温度条件与加工工艺和制品性能都有着极为密切的关系。
增塑剂的用量影响着加工中的流动性、制品的刚性和韧性;吸收所需时间则影响着成型周期及生产效率。
增塑剂吸收的温度条件受制于PVC树脂的热不稳定性,同时也决定了其吸收速率。
PVC 制品应根据其所需性能,选择高效、环保的增塑剂和其它助剂,但增塑剂因其与PVC 的相容性差异,需要确定合适的配方并进行合理配伍才能发挥最佳效果。
然而新型的增塑剂由于在结构与性质与传统增塑剂有很大差异,有必要对其增塑性能进行较为详尽的研究,以满足实际加工和工业发展的需求。
二、实验原料与设备2.1原料悬浮聚氯乙烯(S-PVC):优级;偏苯三酸类增塑剂(TOTM);环氧大豆油增塑剂(ESO):Plac775;环氧化植物油增塑剂:Vif5705;硬脂酸甘油酷类增塑剂:Pac8;蓖麻醇酸酷类增塑剂:Flep8;LPlas-l增塑剂;LPlas-2增塑剂。
2.2设备和仪器离心机:800B型,上海安亭科学仪器厂;高温实验箱:WG100A,上海亿达华实验仪器有限公司;电子分析天平:AY220型,日本岛津制作所;扫描电子显微镜(SEM):JM-636OLV型,日本电子株式会社。
环氧米糠油作为聚聚氯乙烯增塑剂分析研究报告

环氧米糠油作为聚聚氯乙烯增塑剂分析研究报告一、引言二、环氧米糠油的化学特性三、环氧米糠油作为PVC增塑剂的增塑性能1.增塑效果:环氧米糠油在PVC中的加入可以有效提高PVC的柔性和可加工性,使PVC制品具有更好的拉伸性和断裂强度。
2.耐候性:环氧米糠油可以增强PVC制品的耐候性,减少紫外线和氧气对PVC的侵蚀,延长PVC制品的使用寿命。
3.热稳定性:环氧米糠油在PVC中的加入可以提高PVC的热稳定性,减少PVC在高温下的分解和黄变现象。
4.机械性能:环氧米糠油可以提高PVC制品的抗冲击性和加工性能,减少PVC制品在使用过程中的开裂和变形。
四、环氧米糠油与其他增塑剂的比较1.环氧米糠油与邻苯二甲酸酯(DEHP)相比,在增塑效果上具有相似的性能,但环氧米糠油对环境的影响更小,符合绿色环保要求。
2.环氧米糠油与酯类增塑剂相比,其增塑效果较好且具有更好的耐候性和热稳定性。
五、环氧米糠油在PVC制品中的应用1.建筑领域:环氧米糠油可以用于制作PVC管材、地板和隔热板等建筑材料,提高其柔韧性和耐候性。
2.电子电器:环氧米糠油可以用于制作电缆绝缘层和电子器件的外壳,提高其抗冲击性和耐用性。
3.汽车工业:环氧米糠油可以用于制作汽车内饰件和密封件,提高其热稳定性和耐候性。
六、环氧米糠油的市场前景随着人们对环境污染和健康问题的关注程度不断提高,环氧米糠油作为一种环保增塑剂在PVC制品中的应用前景非常广阔。
预计未来几年内,环氧米糠油市场规模将不断扩大。
七、结论本报告对环氧米糠油作为PVC增塑剂的分析研究做了详细介绍。
环氧米糠油具有优异的增塑性能,在PVC制品中具有广泛的应用前景,可有效提高PVC制品的柔性、耐候性和热稳定性,符合绿色环保要求。
关于聚氯乙烯用环保型增塑剂的研究分析

关于聚氯乙烯用环保型增塑剂的研究分析发布时间:2022-10-13T06:14:17.086Z 来源:《科技新时代》2022年8期作者:李成杰[导读] 塑化剂在中国被称为增塑剂,是最重要的橡胶、塑料助剂之一,李成杰新疆圣雄能源氯碱厂,新疆吐鲁番 838000摘要:塑化剂在中国被称为增塑剂,是最重要的橡胶、塑料助剂之一,塑化剂也可用作许多化工产品的生产原料及中间体。
随着人们日益认识到增塑剂对环境、人体的影响,石油基资源的枯竭以及产品性能要求的日益提高,使得开发无毒、环保、安全且能够替代邻苯二甲酸酯类增塑剂的环保增塑剂已成为增塑剂行业的必然趋势,对环保型增塑剂的研究和应用也成为国内外科学家研究的重要课题。
下面本文就聚氯乙烯用环保型增塑剂进行简要阐述。
关键词:聚氯乙烯;环保型;增塑剂; 1环保型增塑剂概述绿色生态环保型增塑剂主要有柠檬酸酯类、环氧增塑剂与衍生品、生物增塑剂(高醇聚酮、聚己内酯、葡萄糖五丙酸酯、乳酸丁酯等)、甘油衍生品(单甘油酯、聚甘油、聚甘油单硬脂酸酯、三醋酸甘油酯、松香甘油酯、三丙酸甘油酯和月桂酸甘油酯)、丙烯酸酯、高分子增塑剂(乙烯-CO共聚物、蓖麻油基聚酯增塑剂、聚乙二醇、氯化聚乙烯)、高能增塑剂、马来酸酯、邻苯二甲酸酯、多元醇酯、二元酸酯、特殊增塑剂(对苯二甲酸二丁酯、磷酸酯、醚—酯增塑剂等)等。
另外,积极研究开发新产品,采用生态环保类的合成原材料,如醋酸、L-苹果酸、丁醇、粉末山梨醇、壳聚糖复合功能材料、聚乳酸复合材料等。
现对开发生物基生态绿色、无毒、环保高效、多功能增塑剂进行论述。
2环保增塑剂在聚氯乙烯中应用的研究 2.1环氧类增塑剂在聚氯乙烯中的应用环氧类增塑剂是一种毒性极低、环保、可降解的增塑剂,广泛用于塑料工业、橡胶工业、食品包装、医疗设备材料、涂料等领域。
与其他增塑剂相比,其结构中的环氧基可以吸收PVC在光或热降解过程中释放出的氯化氢,从而抑制或延迟PVC的连续分解,使得PVC产品具有良好的光热稳定性,并延长使用寿命。
pvc增塑剂

PVC增塑剂概述PVC增塑剂是一种常用的化学添加剂,用于改善聚氯乙烯(PVC)的柔软性和可加工性。
PVC由聚合氯乙烯单体制成,这是一种坚硬且脆弱的材料。
通过添加增塑剂,可以改善PVC的柔软性并增加其可塑性,使其更易于加工和使用。
在本文档中,我们将探讨PVC增塑剂的种类、工作原理以及使用PVC增塑剂的一些注意事项。
PVC增塑剂的种类PVC增塑剂有多种类型,包括可溶性增塑剂和固体增塑剂。
根据增塑剂的化学结构和性质,可将其分为以下几类:1.酯类增塑剂:酯类增塑剂通常是聚醚类或脂肪酸酯类化合物。
它们通过与PVC形成物理引力相互作用,使PVC变得柔软。
常见的酯类增塑剂有邻苯二甲酸酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等。
2.环氧增塑剂:环氧增塑剂是一种固体增塑剂,具有优异的增塑性能。
它们通过将环氧树脂复合到PVC中,增加了PVC的可塑性和耐候性。
环氧增塑剂具有良好的热稳定性和流动性,适用于制造高要求的塑料制品。
3.天然增塑剂:天然增塑剂是从天然植物中提取的增塑剂。
相对于合成增塑剂,天然增塑剂更环保且可降解。
常见的天然增塑剂包括植物油、淀粉和纤维素等。
PVC增塑剂的工作原理PVC增塑剂通过与PVC形成物理或化学相互作用来改变其分子结构和性能。
增塑剂与PVC的相互作用方式有以下几种:1.物理相互作用:酯类增塑剂在PVC中的添加可以通过物理分散相互作用破坏PVC的晶体结构,从而使其柔软。
2.溶解作用:增塑剂能够与PVC分子相互作用,使PVC分子链的运动变得容易。
这种溶解作用可以使PVC更易于加工和成型。
3.化学相互作用:某些特定的增塑剂可以与PVC发生化学反应,形成共聚物或交联结构,从而增强PVC的力学性能和热稳定性。
使用PVC增塑剂的注意事项在使用PVC增塑剂时,需注意以下几点:1.选择合适的增塑剂:根据具体应用需求选择合适类型的增塑剂,如需要耐候性,可选用环氧增塑剂。
同时要注意增塑剂与PVC的相容性,以避免不良影响。
聚氯乙烯环保型增塑剂的研究进展

聚氯乙烯环保型增塑剂的研究进展金栋(北京燕山石油化工公司研究院,北京102500)摘要:概述了聚氯乙烯环保型增塑剂柠檬酸三酯类和环氧类的研究进展,指出了其发展趋势及在中国的发展前景。
关键词:聚氯乙烯;增塑剂;柠檬酸三丁酯;环氧大豆油中图分类号:TQ314.24文献标识码:B文章编号:1009-1785(2010)10-0006-04聚氯乙烯目前在加工过程中需要使用的增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类产品。
邻苯二甲酸酯类增塑剂具有增塑制品弹性性能良好,耐久性能突出,尤其在PVC软制品(软质人造革、玩具等)领域得到了广泛应用。
由于邻苯二甲酸酯类增塑剂存在潜在的致癌性,国外已经严格控制其使用。
中国也已经制订了相关的法律和法规,将逐步淘汰邻苯二甲酸酯类在食品包装材料、医疗器具以及儿童玩具等方面使用。
因此,传统增塑剂的应用领域受到限制,研究开发新型环保型增塑剂已经成为当务之急。
环保型增塑剂种类很多,综合考虑增塑剂的性能与价格因素,目前研究较多、应用比较广泛的环保型增塑剂主要有环氧类增塑剂和柠檬酸三酯类增塑剂。
1· PVC增塑剂的作用机理纯PVC树脂属于强极性聚合物,分子间作用力较大,软化温度和熔融温度较高,加工温度为160~210℃。
另外,PVC分子中的取代氯容易导致树脂脱HCl,从而引发降解反应。
PVC对热极不稳定,温度升高会促进PVC脱HCl反应,纯PVC在120℃时就开始发生脱HCl反应,导致PVC降解。
增塑剂的作用机理是将极性增塑剂的分子插入PVC树脂的分子链中间,增大分子间的距离,PVC分子链的极性部分和增塑剂的极性部分相互作用,降低熔体黏度,增加分子链的柔顺性。
这样的PVC增塑剂体系即使在冷却时,增塑剂仍然留在原来的位置上,从而削弱了PVC分子间的作用力。
增塑剂的加入量越多,其体积效应越大,而且长链形状结构增塑剂比环状结构增塑剂的体积效应大。
也就是说,对抗塑化作用的主要因素是聚合物分子链间的引力和聚合物分子链的结晶度,而它们则取决于聚合物的化学结构和物理结构。
环境友好型增塑剂在pvc中的性能分析

第40卷湖北师范大学学报(自然科学版)Vol 40第1期JournalofHubeiNormalUniversity(NaturalScience)No 1ꎬ2020环境友好型增塑剂在PVC中的性能分析汪蓓蓓ꎬ周玲玲ꎬ肖陆飞ꎬ梁建军(滁州职业技术学院食品与环境工程系ꎬ安徽滁州㊀239000)摘要:分别选用对苯二甲酸二辛酯(DOTP)㊁环己烷-1ꎬ2-二羧酸二异壬酯(DINCH)㊁聚酯(PEP)ꎬ3种非邻苯二甲酸酯类环境友好型增塑剂作为聚氯乙烯(PVC)的增塑剂ꎬ制成3种PVC软制品试样ꎬ从力学性能㊁耐热性㊁耐溶剂迁徙性㊁电绝缘性㊁流动性方面的性能与使用实际中应用最为广泛的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑的软质PVC试样进行对比分析ꎮ结果表明:DOTP增塑PVC的力学性能总体表现优异ꎬPEP耐溶剂迁徙性能最为突出ꎬDOTP㊁DINCH㊁PEP增塑PVC在受热温度从120ħ到180ħ情况下ꎬ试样质量损失百分率均低于DOP增塑PVCꎬDINCH增塑PVC试样的电绝缘性表现优秀ꎬ其表面电阻率和体积电阻率数值约为DOP增塑PVC的两倍ꎻDINCH增塑PVC的熔体流动速率(MFR)远大于DOP增塑PVC.关键词:聚氯乙烯ꎻ增塑剂ꎻDOPꎻDINCHꎻPEP中图分类号:TQ325.3㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:2096-3149(2020)01-0037-06doi:10.3969/j.issn.2096-3149.2020.01.0070㊀引言聚氯乙烯(PVC)是世界上最早实现工业化的树脂品种之一ꎬ随着其应用领域逐步扩大ꎬ近年来其产量已稳居世界第二[1]ꎮPVC树脂本身价格便宜且具有优异的力学性能㊁阻燃性㊁电绝缘性等ꎬ但其也有一些缺点ꎬ如热稳定性和加工性较差[2]ꎬ所以ꎬ通常在加工时会添加热稳定剂和增塑剂以改善其稳定性和加工性ꎮ增塑剂是PVC加工中应用最为广泛的一种助剂ꎬ有统计结果显示ꎬ其产量约占助剂总量的54%[3]ꎬ目前被广泛应用于PVC软制品的加工中ꎮ传统增塑剂以邻苯二甲酸酯类增塑剂使用量最大ꎬ其中以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的用量最大ꎬ其增塑的PVC制品的性能突出ꎬ但近年来针对此类增塑剂在溶剂中的迁徙性问题研究ꎬ结果表明其对于人体具有毒性和潜在的致癌性[4~6]ꎬ因此美国和欧盟都相继出台了一些针对此类增塑剂的使用禁令ꎬ限制了其在食品㊁药品和儿童用品中的使用ꎮ这也迫使人们开始开发一些无毒环保型增塑剂来代替它们ꎬ对苯二甲酸二辛酯类㊁环己烷二羧酸酯类㊁柠檬酸酯类㊁环氧类㊁聚酯类等绿色环保型增塑剂品种陆续开发出来ꎮ对苯二甲酸二辛酯(DOTP)是一种新型环保增塑剂ꎬ属于对苯二甲酸二辛酯类ꎬ常侠等[7~8]的实验结果证实DOTP在力学性能㊁耐迁徙性㊁电绝缘性方面都优于DOPꎬ可广泛应用在要求耐热㊁绝缘㊁耐抽出的人造革㊁水管㊁电线电缆等制品中ꎮ由德国巴斯夫开发的环己烷-1ꎬ2-二甲酸二异壬酯(DINCH)属于环己烷二羧酸酯类ꎬ其安全性已通过欧盟毒理性认证ꎬ已获准用于儿童玩具㊁药品等敏感领域[9~11]ꎬ但是其价格昂贵ꎬ目前对其研究较少ꎮ聚酯类增塑剂一般是由饱和二元酸与二元醇所制备的线型大分子物质ꎬ由于其分子量较大ꎬ在PVC中具有耐挥发㊁耐迁徙㊁耐热等突出的优点ꎬ被誉为 永久增塑剂 [12]ꎬ是一类发展较快的环保型增塑剂ꎬ本文选用DOTP㊁DINCH和PEP这3种环境友好型增塑剂以及目前用量最大的DOP增塑剂ꎬ分析了4种不同增塑剂对PVC各项性能的影响ꎬ考察3种环保型增塑剂的综合收稿日期:2019-05-11基金项目:2018年安徽省高校优秀青年人才支持计划立项重点项目(gxyqZD2018115)ꎻ2017年安徽省教育厅高校自然科学研究项目立项重点研究项目(kj2017a721)ꎻ2017年安徽省教育厅高校自然科学研究项目立项重大研究项目(kj2017zd49)ꎻ2018年安徽省教育厅高校自然科学研究项目立项重大研究项目(kj2018a0834)作者简介:汪蓓蓓(1983 ㊀)ꎬ女ꎬ安徽宿州人ꎬ汉族ꎬ讲师ꎬ硕士ꎬ主要从事PVC的加工和改性研究.73性能及对DOP增塑剂的替代的可能性ꎮ1㊀实验部分1.1㊀主要原料PVC:S-1000ꎬ中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司ꎻ稳定剂:CaSt2-ZnSt2ꎬ南京金陵化工厂有限公司ꎻ填充剂:CaCO3ꎬ常州碳酸钙厂ꎻ增塑剂1:DOPꎬ南京金陵石化公司化工一厂ꎻ增塑剂2:DOTPꎬ南京金陵石化公司化工一厂ꎻ增塑剂3:DINCHꎬ上海巴斯夫应用化工有限公司ꎻ增塑剂4:PEPꎬ平均分子量2230ꎬ大日本油墨化学工业公司ꎮ1.2㊀主要仪器与设备双轴向炼塑机:SK-160Bꎬ上海橡胶机械厂ꎻ平板硫化机:XLB-D350ˑ350ˑ2ꎬ上海第一橡胶机械厂ꎻ电热鼓风干燥箱:HG101-1Aꎬ南京实验仪器厂ꎻ微机控制电子万能试验机:CMT5254ꎬ深圳市三思计量技术有限公司ꎻ分析电子天平:FA1004ꎬ上海良平仪器仪表有限公司ꎻ邵氏硬度计:LX-Aꎬ江都市明珠试验机械厂ꎻ熔体流动速率仪:XNR-400Aꎬ长春市第二试验机厂ꎻ高阻计:ZC36ꎬ上海精密仪器有限公司ꎮ1.3㊀试样制备试样的制备首先按照配比分别准确称取PVC树脂100gꎬ填充剂30gꎬ钙锌稳定剂2.8gꎬ增塑剂65gꎬ经混合后预塑化ꎬ在双辊炼塑机上于150ħ混炼15minꎬ薄通后下片裁剪成小片放入模具在平板硫化机上压制成1mm厚薄膜ꎬ温度为148ħꎬ分别以1MPa㊁5MPa㊁10MPa逐级增压ꎬ热压时间3min㊁3min㊁5minꎬ之后冷压5minꎬ将样品放置24h后裁剪制样ꎮ1.4㊀测试与表征力学性能测试:按照GB/T1004-2006测试拉伸强度和断裂伸长率㊁100%定伸应力及永久变形ꎻ按照GB/T529-2008测定撕裂强度ꎻ硬度测试:按照GB/T2411-2008ꎻ耐溶剂性测试:将制得1mm薄膜冲制成直径约23mm的圆片试样ꎬ室温下分别浸泡在去离子水㊁乙醇㊁正庚烷和机油中ꎬ每隔24h取出样片于室温下晾干表面水分后称重ꎬ观察时间最长为144hꎬ计算其质量变化百分率ꎻ耐热性测试:按照GB/T7141-2008ꎬ将制得的直径约23mm㊁厚度1mm的圆片试样在一定温度下加热一定时间ꎬ之后冷却至室温后称重ꎬ计算试样的失重百分率ꎻ电性能测试:按照GB/T1692-2008ꎻ流动性测试:按照GB/T3682.1-2018ꎬ荷载10kgꎬ温度180ħꎮ2㊀结果与讨论2.1㊀力学性能表1为测试所得4种不同的增塑剂分别增塑的PVC试样的力学性能数据ꎬ由表中数据可以看出ꎬ使用DOTP㊁DINCH㊁PEP的试样的100%定伸应力都大于使用DOP增塑的试样ꎬ其中ꎬ添加PEP试样的100%定伸应力达到了6.56MPaꎬ相比DOP试样的数值5.05MPaꎬ增大了1.51MPaꎬ原因可能 83在于PEP分子量较大ꎬ大分子链间产生了缠结ꎬ提高了共混体系的100%定伸应力ꎬ同理ꎬ在拉伸强度上PEP试样也比DOP试样的数值高了0.18MPaꎬ这也与其结构有关ꎮ在拉伸强度㊁断裂伸长率和撕裂强度上表现最为突出的是DOTP试样ꎬ比DOP试样(9.80MPa㊁233%㊁29.31kN/m)分别高出1.9MPa㊁37%㊁7.55kN/mꎬ这可能与DOTP分子结构的对称性有关ꎬ高度的对称性使其极性较小ꎬ与极性的PVC间相互作用力较小ꎮ在邵氏硬度上ꎬ4种试样差距较小ꎬ相较来看ꎬ聚酯试样稍大些ꎬ原因应为PEP极性较大ꎬ因而与PVC产生了较大的极性相互作用限制了PVC的运动ꎮ综合4种体系的力学表现来看ꎬDOTP增塑体系的拉伸强度㊁断裂伸长率㊁撕裂强度方面性能优异ꎬ这与其分子结构以及与PVC的相容性有关ꎮ表1㊀4种增塑PVC体系的力学性能测试项目拉伸强度(MPa)断裂伸长率(%)硬度(邵氏A)撕裂强度(kN/m)100%定伸应力(MPa)PVC/DOP9.802338029.315.05PVC/DOTP11.72708136.865.84PVC/DINCH6.521408020.525.54PVC/PEP9.981768225.936.562.2㊀耐溶剂迁徙性近年来ꎬ由于PVC应用的范围越来越广泛ꎬ添加增塑剂的PVC制品的使用安全性受到了越来越多的关注ꎬ尤其是邻苯二甲酸酯类增塑剂的安全问题ꎮ实验测定了4种增塑PVC试样的耐溶剂性ꎬ结果见图1~图4所示ꎮ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀浸泡时间/h㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀浸泡时间/h图1㊀4种PVC增塑体系在水中的质量变化㊀㊀㊀㊀㊀图2㊀4种PVC增塑体系在正庚烷中的质量变化㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀浸泡时间/h㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀浸泡时间/h图3㊀4种PVC增塑体系在乙醇中的质量变化㊀㊀㊀㊀图4㊀4种PVC增塑体系在机油中的质量变化由数据可知:DINCH对水的稳定性最好ꎬPEP吸水率最大ꎬ但总体4种试样的吸水率数值都很小ꎬ都难溶于水ꎮ在正庚烷㊁乙醇和机油中ꎬ聚酯的耐溶出性都是最好的ꎬ在较长的观察时间内基本没有质量损失ꎬ这可能由于PEP的分子量远远超出其它3种小分子增塑剂ꎬ且与PVC的相容性较好ꎮ而DINCH在三种溶剂中总体的失重率数值都很高ꎬ综合比较4种增塑体系的表现可知:PEP的耐溶剂抽出性最优ꎬ而DINCH的耐溶剂性能最差ꎮ932.3㊀耐热性能测定4种增塑PVC试样在不同温度的质量损失百分率见图5~图8所示ꎬ由图中数据分析可得:添加PEP的PVC试样其质量损失百分率数值在测定的四个温度下皆为最低ꎬ且从其变化的趋势上来看ꎬ在实验观察的时间范围内ꎬ其数值变化幅度一直较小ꎬ并且趋势较为平稳ꎬ所以ꎬPEP增塑PVC试样可以耐受较长时间的高温影响ꎬ原因在于PEP分子量相较于DOP㊁DOTP和DINCH这些小分子物质来说较大ꎬ同时增塑剂进入PVC体系之后并没有形成任何稳定的化学键ꎬ而只是通过较小的次价力结合ꎬ如氢键等ꎬ所以当试样在高温的空气中就会陆续挥发出来[13]ꎬ造成质量损失ꎬ而PEP由于分子较大ꎬ较难挥发出来ꎮ从4种增塑剂的表现来看ꎬDOTP㊁DINCH和PEP均优于DOP.㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀加热时间/h㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀加热时间/h图5㊀4种PVC试样在120ħ的质量损失与时间曲线㊀㊀㊀㊀图6㊀4种PVC试样在140ħ的质量损失与时间曲线㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀加热时间/h㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀加热时间/h图7㊀4种PVC试样在160ħ的质量损失与时间曲线㊀㊀㊀㊀图8㊀4种PVC试样在180ħ的质量损失与时间曲线2.4㊀电性能纯净PVC的体积电阻率数值为1ˑ1016Ω mꎬ添加了4种增塑剂后PVC试样表面电阻率(ρs)和体积电阻率(ρv)ꎬ数据见表2.分析数值可知:添加了增塑剂等助剂后体系的电阻率会大幅度降低ꎬ原因可能在于增塑剂为酯类有机物质ꎬ在进入PVC后ꎬ会有效地增大PVC分子链间距ꎬ载流子运动过程阻力减小[14]ꎮ表2㊀4种增塑PVC的电性能种㊀类表面电阻率/ρs(Ω)体积电阻率/ρv(Ω m)PVC/DOP3.78ˑ10111.84ˑ1012PVC/DOTP7.70ˑ10113.54ˑ1012PVC/DINCH2.94ˑ10115.94ˑ1011PVC/PEP4.22ˑ10112.73ˑ1011㊀㊀综合比较添加了4种增塑剂的PVC体系ꎬ添加DINCH的试样其ρs数值(7.70ˑ1011Ω)比DOP试样(3.78ˑ1011Ω)增大了一倍以上ꎬ其ρv数值(3.54ˑ1012Ω m)比DOP试样(1.84ˑ1012Ω m)也增大了近一倍ꎬDINCH增塑PVC体系电性能表现优异ꎮ2.5㊀流动性4种增塑PVC体系测得的流动性数值如表3所示ꎬ通过测试数据来看ꎬ添加了DINCH的PVC试 04样流动性优异ꎬ比DOP试样的数值(12.47g/10min)增加了10.29g/10minꎬ分析DINCH的结构可知ꎬ其结构中是以环己烷取代了DOP或者DOTP中所含有的刚性较强的苯环ꎬ同时其分子中有柔性的脂肪族碳链ꎬ另外ꎬ这些结构的存在同时增大了PVC分子链间的距离ꎬ使其体系流动性优于DOP/DOTP试样ꎮ添加了PEP的PVC试样流动性最差ꎬ原因在于PEP是聚合物ꎬ具有较长的分子链ꎬ在形成共混体系时ꎬ二者的分子链产生了较多的缠结点ꎬ使增塑体系运动阻力增大ꎬ流动性表现最差ꎮ表3㊀4种增塑PVC的流动性种㊀类PVC/DOPPVC/DOTPPVC/DINCHPVC/PEP流动性(g/10min)12.4714.0822.762.173 结论1)DOTP增塑PVC的力学性能总体表现优异ꎬ其拉伸强度可达到11.7MPa㊁断裂伸长率可达到270%㊁撕裂强度可达到36.86kN/mꎬ但其硬度基本与DOP增塑PVC相当ꎻ2)PEP耐溶剂迁徙性能最为突出ꎬ采用65份PEP增塑PVC在正庚烷㊁乙醇和机油中浸泡144h后其试样失重百分率接近于0ꎻ3)DOTP㊁DINCH㊁PEP增塑PVC在受热温度从120ħ到180ħ情况下试样质量损失百分率均低于DOP增塑PVCꎬ其中表现最为优异的是PEPꎬ在180ħ加热3h其质量损失基本为0ꎻ4)DINCH增塑PVC试样的电绝缘性表现优秀ꎬ其表面电阻率和体积电阻率数值约为DOP增塑PVC的两倍ꎻ5)DINCH增塑PVC的熔体流动速率(MFR)可达到22.76g/10minꎬ远大于DOP增塑PVCꎮ参考文献:[1]于二雷ꎬ魏㊀忠.生活中的塑料:聚氯乙烯[J].科技风ꎬ2016ꎬ(17):131~132.[2]李㊀敏ꎬ李红春ꎬ牛永盛.聚氯乙烯增塑剂研究进展[J].聚氯乙烯ꎬ2016ꎬ44(12):10~12+33.[3]杨鹏坤ꎬ赖贞贞ꎬ徐元清ꎬ等.聚氯乙烯用增塑剂的研究新进展[J].化学研究ꎬ2016ꎬ27(5):650~651. 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聚氯乙烯环保增塑剂性能分析
刘少蔚
CTI华测检测技术有限公司广东深圳518010摘要:PVC对增塑剂的吸收过程是与时间相关的非定常过程:首先是增塑剂树脂颗粒间隙润展缓慢吸收的“第一诱导期”;而后增塑剂分子获得能量得以活化,突破亚粒子皮膜而渗入和润展聚集粒子间隙使之溶胀,进入快速的“第一溶胀期”;第一溶胀达到平衡后,增塑剂分子开始在聚集粒子表面润展,突破初级粒子粘结力而渗入其间,吸收进入“第二诱导期”;经过“第二诱导期”的持续作用,PVC分子链各运动单元均被活化,增塑剂分子获得更高能量得以渗入到初级粒子,进入到PVC分子链段之间,达到分子水平的溶胀,吸收进入“第二溶胀期”。
关键词:聚氯乙烯;环保增塑剂;吸收;迁移;性能
引言
增塑剂是聚氯乙烯加工中最重要的助剂,其吸收量的大小、吸收所需时间及温度条件与加工工艺和制品性能都有着极为密切的关系。
增塑剂的用量影响着加工中的流动性、制品的刚性和韧性;吸收所需时间则影响着成型周期及生产效率。
增塑剂吸收的温度条件受制于PVC树脂的热不稳定性,同时也决定了其吸收速率。
PVC 制品应根据其所需性能,选择高效、环保的增塑剂和其它助剂,但增塑剂因其与PVC 的相容性差异,需要确定合适的配方并进行合理配伍才能发挥最佳效果。
然而新型的增塑剂由于在结构与性质与传统增塑剂有很大差异,有必要对其增塑性能进行较为详尽的研究,以满足实际加工和工业发展的需求。
二、实验原料与设备
2.1原料悬浮聚氯乙烯(S-PVC):
优级;偏苯三酸类增塑剂(TOTM);环氧大豆油增塑剂(ESO):Plac775;环氧化植物油增塑剂:Vif5705;硬脂酸甘油酷类增塑剂:Pac8;蓖麻醇酸酷类增塑剂:Flep8;LPlas-l增塑剂;LPlas-2增塑剂。
2.2设备和仪器
离心机:800B型,上海安亭科学仪器厂;高温实验箱:WG100A,上海亿达
华实验仪器有限公司;电子分析天平:AY220型,日本岛津制作所;扫描电子显微镜(SEM):JM-636OLV型,日本电子株式会社。
三、实验方法
3.1吸收量测定
实验参照GB/T3400-2002定量测定聚氯乙烯树脂对增塑剂的吸收量。
首先称取脱脂棉100±2mg,推入离心管底部并压紧,再加入(1±0.01)g聚氯乙烯粉,将离心管与增塑剂放在恒定实验温度下的烘箱内预热30分钟(常温吸收实验无需预热),然后向离心管中加入2ml相应增塑剂,静置吸收所需时间后,立即取出置于在离心机中离心分离,转速约4000rpm,离心时间为60分钟,离心后称得离心管、树脂以及脱脂棉总重量。
按下式计算得到每10鲍聚氯乙烯树脂的增塑剂吸收值X:
式中:m0-由脱脂棉在空白实验中吸收增塑剂的质量,g;
m1-离心管加脱脂棉的质量,g;
m2-离心管加脱脂棉和树脂样品的质量,g;
m3-离心后脱脂棉离心管与样品及吸收的增塑剂的质量,g。
3.2PVC颗粒形态观测
实验采用扫描电镜(SEM)获得不同增塑剂吸收条件下的的PVC颗粒形态,并进行比较分析。
四、结果与讨论
实验选取低于PVC玻璃化温度的40℃、玻璃化温度附近的80℃以及高于玻璃化温度的120℃,测定了20分钟内PVC的增塑剂吸收量,以考查温度对增塑剂吸收的影响。
根据实验结果,按照增塑剂与PVC的相容性的大小,本文将七种增塑剂分为两组:一组为相容性较好的,包括LPlas-2,ESO,TOTM和Vif;另外一组相容性较差,为LPlas-1,Flep和Pac。
40℃吸收时间20分钟条件下,四种增塑剂吸收量都较小,而且彼此间非常接近。
实验还对TOTM增塑剂在室温下(约25℃)进行了长达30天的静置吸收,在40℃和60℃下分别进行了吸收时间为90分钟的吸收量测定,结果显示增塑剂吸收量几
乎没有增加。
PVC对增塑剂的这一极缓慢的吸收过程,可称之为“第一诱导期”,当外界能量增加如提高温度时,第一诱导期所需时间将会大为缩短。
图1中,80℃吸收时间20分钟情况下,LPlas-2,ESO和Vif的吸收量较之40℃下有了明显的增加。
这是因为此温度己接近PVC的玻璃化温度(经DSC测定约为85℃此时与PVC极性相近的增塑剂分子在经过第一诱导期后将获得足够的能量而活化,使PVC树脂发生溶胀,从而使增塑剂吸收过渡到“第一溶胀期”。
这也表明不同种类的增塑剂由于结构性质的差异,第一诱导期的时间长度不同,同样条件吸收下的吸收量也不同。
120℃吸收时间20分钟条件下,LPlas-2,ESO,TOTM和Vif的吸收量增加较80℃下都十分显著,ESO的吸收量甚至超过了PVC本身的重量。
这是因为在PVC 玻璃化转变温度以上,分子链段运动非常剧烈,PVC分子链之间的自由体积增大,极性与PVC分子接近的增塑剂分子能够更容易地渗入到PVC分子链之间,产生更强的溶胀作用。
Flep,LPlas-1和Pac三种增塑剂20分钟内的吸收情况,40℃和80℃的吸收量都很少而且很接近;120℃下较之80℃下约增长了25%,但吸收量仍然很低,只有40g/100g PVC左右。
这应该是由三者与PVC相容性决定的。
不同增塑剂相同吸收条件下吸收量的差异,是它们的分子结构性质差异产生的与PVC之间的相容性不同的结果。
LPlas-2,ESO,TOTM和Vif与PVC的相容性较好,与PVC的相互作用较强,因而吸收量在玻璃化温度以上可以达到很高。
Flep,LPlas-1和Pac与PVC的相容性较差,与PVC分子间的相互作用较弱,因而120℃下20分钟内仍没有出现大量的吸收。
参考文献
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[4]大连商品交易所.聚氯乙烯(PVC)投资手册[Z].2009.
聚氯乙烯环保增塑剂性能分析
作者:刘少蔚
作者单位:CTI华测检测技术有限公司
刊名:
城市建设理论研究(电子版)
英文刊名:ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年,卷(期):2011(22)
本文链接:/Periodical_csjsllyj2011224456.aspx。