增塑剂
增塑剂
增塑机理
高分子材料的增塑，是由于材料中高聚物 分子链间聚集作用的削弱而造成的。增塑 剂分子插入到聚合物分子链间，削弱了聚 合物分子链间的引力，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。
在聚合物分子间存在着以下几种作用力： 一、范德华力 范德华力是一种永远存在于聚合物分子间 或分子内非键合原子间的、较弱的、作用 范围很小的引力，它具有加和性。范德华 力包括以下三种： （1）色散力，存在于一切分子中，是由于微 小的瞬间偶极的相互作用，使靠近的偶极 处于异极相邻状态而产生的一种吸引力。 这种力在非极性分子体系中较为严重。
合成材料加工助剂
第十三组：胡方华 张清华 文殿国
增塑剂
1. 2. 3. 4. 5. 增塑剂的定义 增塑剂的分类 增塑机理 主要增塑剂 增塑剂的选用原则
增塑剂的定义
增塑剂是一种加入到高分子聚合体系中能 加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质。 添加增塑剂后，聚合物的硬度、模量（指 材料受到变形应力时恢复其原形状和结构 的能力）、软化温度和脆化温度下降，而 伸长性、曲挠性和柔韧性提高。从微观角 度看，增塑剂削弱了聚合物分子间的次价 键（即范德华力），降低了聚合物分子链 的结晶性，增加了聚合物分子链的移动性 （塑性）。
（2）季戊四醇和双季戊四醇酯 季戊四醇和双季戊四醇酯是性能独特的多元 醇酯，特别是双季戊四醇酯具有优良的耐 热、耐老化及耐抽出性，其电性能良好， 可作为耐热增塑剂，用于高温电绝缘材料 配方中。 （3）多元醇苯甲酸酯 多元醇甲苯酸酯类增塑剂主要是二元醇（多 缩二元醇）的苯甲酸酯。它们是性能优良 的耐污染性增塑剂，特别是缩二（1,2-丙 二醇）二甲苯酸酯及2,2,4-三甲基-1,3-戊 二醇异丁酸苯甲酸酯的来污染性好，与PVC 树脂相容性良好。
增塑剂的定义和分类(精)
一、增塑剂的定义和分类凡是添加到聚合物体系中，能增加聚合物塑性、柔韧性或膨胀性的物质叫做增塑剂。
一般均为高沸点液体或低熔点固体，主要为前者。
增塑剂分类的方法很多，可以从不同的角度对增塑剂进行分类。
1、按化学结构分类增塑剂可分为邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、环氧化合物类、聚酯类、烷基苯磺酸酯类、含氯增塑剂类、以及其他类。
2、按相容性分类分为主增塑剂和辅助增塑剂。
凡能和树脂充分高度相容的增塑剂称为主增塑剂，或称溶剂型增塑剂。
它的分子不仅能进入树脂分子链的无定形区；也能插入分子链的结晶区。
因此它不会渗出而形成液滴、液膜，也不会喷霜而形成表面结晶。
这种主增塑剂可以单独应用。
而辅助增塑剂一般只能进入树脂无定形区域而不能进入分子链的结晶区，也叫做非溶剂性增塑剂，它必须与主增塑剂配合使用，否则会出现渗出或喷霜现象。
3、按分子结构分类按分子结构来分类，增塑剂可分为单体型和聚合型两大类。
单体增塑剂有固定的组成，绝大部分的增塑剂都属于此类。
其相对分子量在300～500之间。
聚合型相对分子质量一般在1000～6000之间。
只有聚酯型和聚氨酯型等少量增塑剂为聚合型增塑剂。
4、按作用方式分类可以分为内增塑剂和外增塑剂。
内增塑剂是在聚合过程中加入第二单体，能进行共聚，对聚合进行改性。
因此内增塑剂实际上是聚合物分子的一部分；另一种情况是在聚合物分子链上引入支链，由于支链在分子结构中的存在，降低了聚合物链与链之间的作用力，也降低了分子链的规整性，从而使分子链之间互相移动的可能性增加，即增加了聚合物的塑性。
外增塑剂一般为低分子量的化合物或聚合物。
将其添加到需要增塑的聚合物中，可增加聚合物的塑性。
外增塑剂通常是高沸点、难挥发的液体或低熔点固体，不与聚合物起化学反应。
和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用，与聚合物形成一种固体溶液。
外增塑剂性能全面，生产和使用比较方便。
本模块讨论的增塑剂是指外增塑剂。
5、按工作特性来分类增塑剂可分为通用型和特殊型两种。
增塑剂
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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。
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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。
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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。
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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
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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
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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
增塑剂原材料
增塑剂原材料一、什么是增塑剂原材料增塑剂原材料是指制造增塑剂所需的化学品或物质，主要用于改善塑料的柔韧性、延展性和可加工性。
增塑剂原材料通常包括有机酸酐、脂肪族酸、烷基苯磺酸盐等。
二、常见的增塑剂原材料1. 邻苯二甲酸酯（Phthalates）邻苯二甲酸酯是最常见的增塑剂原材料之一，具有良好的低温柔软性和高温稳定性。
目前市场上常见的邻苯二甲酸酯包括DEHP、DINP、DIDP等。
2. 环氧油脂（Epoxidized vegetable oils）环氧油脂是天然油脂经过环氧化反应后得到的产物，具有良好的耐热性和耐候性。
目前市场上常见的环氧油脂包括大豆油环氧化物（ESBO）、棕榈油环氧化物（ELO）等。
3. 聚偏二氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）聚偏二氯乙烯是一种常见的塑料材料，也是制造增塑剂所需的原材料之一。
它具有良好的可加工性和耐候性。
4. 聚丙烯酸酯（Polyacrylates）聚丙烯酸酯是一种高分子化合物，具有良好的透明度和柔软性。
它通常用于制造低温增塑剂。
5. 磷酸酯（Phosphates）磷酸酯是一种常见的增塑剂原材料，具有良好的耐热性和耐候性。
目前市场上常见的磷酸酯包括三苯基磷酸脂（TPP）、三甲基磷酸脂（TMP）等。
三、增塑剂原材料的应用增塑剂原材料主要用于制造各种类型的增塑剂，如低温增塑剂、高温增塑剂、非迁移型增塑剂等。
这些增塑剂主要应用于PVC、PE、PP等各类树脂中，以改善其柔软性、延展性和可加工性。
四、增塑剂原材料的市场前景随着全球塑料行业的不断发展，增塑剂原材料市场也将保持稳定增长。
特别是在汽车、建筑、医疗和包装等领域，对高性能塑料的需求将越来越大，这将进一步推动增塑剂原材料市场的发展。
五、增塑剂原材料的安全性问题尽管增塑剂原材料在各个领域中应用广泛，但其安全性问题仍然备受关注。
邻苯二甲酸酯等一些常见的增塑剂原材料被认为可能对人体健康产生负面影响。
因此，在使用增塑剂原材料时需要注意其安全性问题，并选择符合相关标准和要求的产品。
光固化涂料中的增塑剂选择及应用
光固化涂料中的增塑剂选择及应用随着塑料行业的不断发展，为了满足市场需求，人们在塑料生产中加入了一些特殊的添加剂，比如增塑剂。
增塑剂在塑料中的作用是增强塑料的柔软性、延展性和透明性等，使其更适合各种应用场合。
随着光固化涂料的广泛应用，增塑剂也成为了光固化涂料中不可缺少的一种添加物。
本文将从增塑剂的基本原理，选择标准以及应用实例等方面深入探讨光固化涂料中的增塑剂。
一、增塑剂的原理增塑剂是一种使聚合物变得柔软、富有延展性和透明度的添加剂。
其实，聚合物在自然状态下是脆硬的。
增塑剂能够使聚合物分子链之间的相互作用减弱，使得聚合物分子链间的间隔扩大，因此，聚合物变得更加柔软。
在增塑剂的作用下，聚合物的拉伸强度降低，但是，断裂伸长率会有所提高，从而使得聚合物更加可塑、易于延展和形变。
同时，增塑剂与聚合物之间的相容性也很重要。
如果增塑剂与聚合物之间的相容性不好，会出现分相现象，使得增塑效果大打折扣。
二、增塑剂的选择标准1.增塑剂的稳定性在使用中，增塑剂需要承受较长时间的紫外线照射。
因此，增塑剂在聚合物体系中的稳定性至关重要。
在选择增塑剂时，要注重其耐光、耐热、耐化学腐蚀等特性。
2.增塑效果增塑剂作为聚合物的添加剂，其增塑效果是评价其质量的关键指标之一。
在选择增塑剂时，应该结合增塑剂分子结构、增塑剂与基础材料的相容性、增塑剂的溶解度等要素，综合评估其增塑效果。
3.毒性增塑剂是一种化学添加剂，其毒性问题也很重要。
在选择增塑剂时，应该尽量避免选择有毒物质，以确保涂料的生产和使用都是安全和健康的。
三、增塑剂的应用实例在光固化涂料中，增塑剂可以改变涂料的硬度、柔软度、抗冲击性等性能，从而使光固化涂料更符合应用需求。
1.苯乙烯增塑剂苯乙烯增塑剂广泛应用于光固化涂料领域。
该增塑剂具有良好的低温柔软性和耐寒性，使得光固化涂料具有良好的弹性，同时不影响涂层的硬度。
此外，苯乙烯增塑剂还可以提高光固化涂料的透明度和光泽度。
2.环氧增塑剂环氧增塑剂是一种常用的增塑剂。
增塑剂在胶水里的应用
增塑剂在胶水里的应用
增塑剂在胶水中起到至关重要的作用，主要体现在以下几个方面：
增塑效果：增塑剂的主要作用是增加胶粘剂的柔韧性，以弥补聚苯乙烯较脆硬的缺陷。
它能够增加胶粘剂的塑性，提高弹性和改进耐寒性，并增加树脂的流动性，有利于湿润、扩散和吸附，从而提高胶粘剂的使用性能和粘合强度。
调节粘度和流动性：增塑剂可以降低胶粘剂的粘度，提高其流动性，使其更易于涂敷和操作。
改善胶粘剂的延展性和柔韧性：增塑剂能增加胶粘剂的柔韧性和延展性，使其具有更好的弹性和可塑性，从而增强胶粘性能。
提高胶粘剂的粘附力和黏合力：增塑剂能增加胶粘剂与被黏合物之间的接触面积，提高粘附力和黏合力，使黏合强度更高。
调节胶粘剂的硬度和耐温性：增塑剂能够调节胶粘剂的硬度和耐温性，使其适应不同的应用环境和工作条件。
降低热熔压敏胶的熔融粘度：增塑剂在热熔压敏胶中起到降低熔融粘度的作用，从而改善胶液对被粘物的浸润性和涂布性，增加初粘力，降低胶黏剂的成本。
总的来说，增塑剂在胶水中起到了关键作用，它能够改善胶粘剂的性能，提高其柔韧性、延展性和粘附力等，使其在各种应用场景中都能表现出良好的性能。
但需要注意的是，使用增塑剂时应当遵循相
关法规和标准，确保其安全、环保和合规。
02-增塑剂
2.3 增塑剂的化学与工艺学
2.3.1 邻苯二甲酸酯
O C OR1 C OR2 O
R1，R2：C1～C13的烷烃，环烷烃，苯基，苄基等 目前应用最广泛的一类主增塑剂，具有色浅低毒，多品种电性能 好，挥发性小，耐低温等特点，具有比较全面的性能，其产量约 占增塑剂总量的80%左右。 C5 以下，在PVC工业中被淘汰，转向粘合剂和乳胶漆中作增塑剂。 高碳醇酯 代表邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DOP） 。
2 按增塑剂的分子量大小分类
单体型 明确的结构和低分子量的简单化合物， 分子量在200--500之间 聚合型 平均分子量在1000以上的线型聚合物
3 按应用性能分
被增塑物低温下有良好韧性， 主要有二酸二辛酯，己二酸二辛酯 耐热性增塑剂 被增塑物耐热性有提高， 主要有双季式四醇酯，偏苯三酸酯等 阻燃性增塑剂: 磷酸酯类及含卤化合物 防霉（耐菌）性增塑剂 磷酸酯类 无毒性增塑剂 磷酸二苯一辛酯及环氧大豆油 通用型增塑剂 邻苯二甲酸酯类 耐寒性增塑剂
近年来由于发现从椰子油中提取的混合醇制备的酯呈 现较好的综合性能。所以着力于研究用C6～C10之间的 混合醇来生产增塑剂。
邻苯二甲酸酯的卫生安全性
20世纪80年代初提出DOP致癌的嫌疑。 20世纪90年代初得出卫生安全的结论。 有人怀疑邻苯二甲酸增塑显示一定的雌性激素活性， 可导致内分泌紊乱。 由于其举足轻重的地位,全球尚无明确全面禁止邻苯二 甲酸的迹象。 但是某些领域的法规限制使用，如丹麦，奥地利限制 DOP在儿童玩具中使用。
RCH CHR'COOCH2
O
RCH CH R'COOCH + 3 HC OOH RCH CH R'COOCH2
增塑剂
指标名称
指标
优级品
一级品
色度，（铂-钴）号≤
20
40
酯含量%≥
99.5
99.0
密度(ρ20),g /cm3
0.924~0.926
0.924~0.927
酸值mgKOH/g≤
0.07
0.10
加热减量%≤
0.2
0.3
闪点℃≥
195
192
⑤偏苯三酸三辛酯[TOTM]
商品名称：增塑剂TOTM
99.0
密度(ρ20)g/cm3
0.913-0.919
0.913-0.919
酸值: mgKOH/g≤
0.10
0.20
加热减量,%≤
0.3
0.5
闪点(开口杯法),℃≥
210
205
以上质量标准可根据用户要求,对某些指标进行修正生产。
④已二酸二辛酯[DOA]
商品名称：增塑剂DOA
Dioctyl Adipate
分子式： 分子量：390.57
指标名称
指标
优级品
一级品
外观与色泽，（铂-钴）号
透明油状液体,不深于50
透明油状液体,不深于100
酯含量（以DOTP）计，%≥
99.0
99.0
密度(ρ20)g/cm3
0.981-0.986
0.981-0.986
酸度（以对苯二甲酸计），%≤
0.015
0.015
加热减量（125℃2小时）,%≤
酸度（以苯二甲酸计），%≤
0.010
0.015
加热减量（125℃2小时）,%≤
0.2
0.3
热处理后色度，（铂-钴）号≤
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增塑剂在PVC中的应用
DOP在PVC树脂中添加的比例越大，制品越 柔软，软化点下降越多，流动性越好，但是增 塑剂过多会导致渗出。 新选增塑剂与PVC相容性好，可能全部取代 DOP。 切勿简单的新选增塑剂全部取代DOP，因为 增速效率不同。 新选增塑剂最好不要使制品其他性能降低。 增塑剂选用受很多方面的制约，变动后要进行 各方面的综合测试才能确定。
增塑剂
第二小组
一：增塑剂的结构及作用机理
1：增塑剂的结构
A:对于增塑剂而言，大分子都是极性和非极性两部分。 B:极性与非极性对性能的影响。相容性好的增塑剂其耐 寒性较差，极性较弱的耐寒增塑剂，会使塑化的体积 电阻降低。 C:对于磷酸酯类、氯化石蜡和氯化脂肪酸类等增塑剂由 于含有磷和氯，具有良好的阻燃性。 D:相对分子质量与性能的关系。相对分子质量主要影响 耐久性、增速效率和相容性等方面
增塑剂的机理
A:隔离作用。通过增塑剂间的“溶剂化”作用， 增大分子间的距离，来消弱他们之间的作用力。 B:相互作用。通过增塑剂的极性基团与聚合物 的极性基团相互作用，从而破坏了极性连接， 消弱分子间的作用力，增大塑性。 C:遮蔽作用。非极性增塑剂加到极性聚合物中， 增塑剂遮蔽了聚合物的极性基团，从而消弱了 分子间的作用力，增大塑性。
D:聚酯（聚酯型增塑剂为聚合型增塑剂中主要类型之一， 在塑化效率上，聚酯增塑剂通常不如DOP，但挥发性 小，在PVC中扩散速率低，耐抽出，迁移性小。 ） E:石油脂（又称为烷基磺酸苯酯，为淡黄色油状透明液 体，电性能较好，挥发性低，耐候性好，但耐寒性较 差，相容性中等，可做PVC的主增塑剂。 ） F:苯多酸脂（主要包括偏苯三酸酯和均苯四酸酯。苯多 酸酯的挥发性低，耐抽出性和耐迁移性好，具有类似 于聚酯型增塑剂的优点，相容性、加工性、低温性能 又类似于邻苯二甲酸酯类。 ） G:柠檬酸酯 （主要包括柠檬酸酯及乙酰化柠檬酸酯， 典型的无毒型增塑剂。）
增塑剂的应用
常见增塑剂的增速效率顺序： DBS>DBP>DOS>DOA>DOP>DIOP>M50>CP-50 常见增塑剂的相容性顺序： DBS>DBP>DOP>DIOP>DNP>ED3>DOA>DOS>氯化石蜡 增塑剂耐寒性顺序： DOS>DOZ>DOA>ED3>DBP>DOP>DIOP>DID P>DNP>M-50>TCP 增塑剂的电绝缘性顺序： TCP>DNP>DOP>M-50>ED3>DOS>DBP>DOA
4：其他类型增塑剂
A:多元醇增塑剂（指由二元醇、三元醇、四元 醇与饱和脂肪一元酸或苯甲酸生成的酯类。 具有优异的耐寒性，可做耐寒增塑剂使用。 ） B:环氧化合物（含有环氧基团，能吸收HCl， 其稳定剂作用。耐候性好，但与聚合物相容 性差，通常只做辅助增塑剂。毒性低，可做 食品和医药品的包装材料。） C:含氯化合物（主要为氯化石蜡、五氯硬脂酸 甲酯等。与PVC相容性差，热稳定性也不好， 但有优良的电绝缘性和阻燃性，成本低廉。 ）
常见的增塑剂
1：邻苯二甲酸脂（PET）
PET是目前是应用最广泛的 一种增塑剂，它具有色浅、 低毒、品种多、电性能好、 挥发性小、耐低温等优点，生产约占增塑剂的 8脂增塑剂：不溶于水、易容矿物油和汽油、 能与PVC、硝酸纤维互溶、具有阻燃和防霉性能、耐 低温性能好。 B:磷酸三甲苯脂增塑剂：能溶于普通有机溶剂及植物油， 可与纤维树脂、PVC、氯乙烯共聚物相容，阻燃，水 解稳定性好，耐油、耐霉菌性好，电性能优良，但是 有毒，耐寒性差，可与耐寒性增塑剂配合使用。 C:磷酸二苯一幸脂增塑剂：几乎与所有的树脂和橡胶互 容，与PVC相容最好，可做主增塑剂用。具有无毒、 阻燃、低挥发、耐寒、耐候、耐光、耐热稳定等特点， 可改善制品耐磨性、耐水性和电气性能，但是价格贵、 使用受限制。
理想增塑剂应满足的要求
1：与树脂具有良好的相容性 2：增速效率高 3：耐久性好 4：无毒 5：优良的加工性 6：具有阻燃性 7：价廉易得
现实中的增塑剂满足的条件
A:相容性 （树脂与增塑剂不产生相斥分离的能力）
B:增速效率 （提高增速效率对制品的性能有很好的提 高） C:耐久性 （耐挥发性、耐抽出性、耐迁移性） D:卫生性 （对于增塑剂的卫生性对食品、药品包装等 材料有非常重要的意义） E:其他性能 （阻燃性、热稳定性、绝缘性等）
3：脂肪族二元酸脂类
A:癸二酸二幸脂（DOS）：为油状液体、不溶于水，溶 于醇，耐寒性优良，无毒，挥发性低，可在较高温度 下使用，有较好的耐热、耐光、电性能，增速效率高。 B:已二酸二幸脂（DOA）：是PVC和纤维树脂的典型 的耐寒增塑剂，增速效率高，受热不易变色，耐低温、 耐光性好，有润滑作用。但是易挥发、迁移性大、电 性能差。 C:壬二酸二幸脂（DOZ）：是乙烯和纤维素树脂的优良 耐寒增塑剂，粘度低、挥发性小、耐热、耐光、绝缘 性好，增速效率高，增塑糊黏度稳定。