PVC增塑剂选用探讨(上)
PVC制品中增塑剂迁移及抑制方法研究进展
PVC制品中增塑剂迁移及抑制方法研究进展摘要：各行业发展，使聚氯乙烯应用更加广泛，为了提高聚氯乙烯可加工温度范围，需要在加工期间添加增塑剂。
由于增塑剂存在迁移问题，容易使PVC制品出现发黄、变脆、变硬等现象，降低PVC制品效能。
研究发现，部分增塑剂潜藏着化学危害，具有诱发癌症风险，严重危害人体健康。
由于化学性质和难降解问题，容易造成环境污染。
本文将深入探究PVC制品中增塑剂迁移原理，明确影响迁移的因素，结合现有技术及相关文献，探寻PVC制品中抑制增塑剂迁移方法。
关键词：聚氯乙烯；增塑剂；迁移；抑制为了提升工业、医疗、日常用品等工具质量，高分子材料被广泛应用到各行业当中，其中较为常用的材料为聚氯乙烯(PVC)，日常使用量成递增趋势，逐渐成为通用塑料。
PVC制品属于无定形高聚物，由于分子中存在极性较强的C-CL基团，所以分子间作用力较大，熔点较高，为了提升材料可塑性需要选择合理的增塑剂降低分子间的范德华力，降低PVC玻璃化转变温度，进而提升PVC可塑性。
目前，市场上的增塑剂常被选用难挥发的化合物，种类多样，用量较大的PAEs类增塑剂，它能够很好的与PVC混溶。
1.PVC制品中增塑剂迁移原理由于增塑剂与聚氯乙烯分子之间存在分子间作用力，且该力属于微弱的范德华力，还存在氢键，加工融合时，容易造成增塑剂迁移问题。
研究显示，目前增塑剂迁移、扩散常表现为以下几种：(1)直接从PVC表面中挥发；(2)被PVC制品接触的液相抽出；(3)在与PVC接触的固体接触时，发生迁移扩散；(4)受到压力作用，出现渗出问题。
发生迁移扩散主要包括如下几个步骤：（1）增塑剂向内表面扩散；（2）在内表面进入“横卧”状态；(3)最后发生扩散，离开PVC表面。
增塑剂迁移可看作是聚合物内部自由完成小分子物质传递工作，实现在聚合物链段间的空隙间迁移。
1.影响增塑剂迁移的因素1.温度实验证明，增塑剂更方便在聚合物非晶区出现扩散问题，如果外界发生温度变化，会使非晶区结构和性质发生变化。
PVC电线电缆选择增塑剂的原则
PVC电线电缆选择增塑剂的原则
PVC电线电缆选择增塑剂的原则
在开发聚氯乙烯绝缘料和护套时，选用增塑剂是选用添加剂（稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗氧剂等）的第一步。
这是因为增塑剂对于关键的指标——热老化后拉伸性能的保持率具有显若的作用，其中最重要的指标是在特定的炉子中老化处理后的断裂伸长率的保持率，所以常在许多增塑剂中加入酚类抗氧剂。
根据国际惯例，聚氯乙烯电缆料常按使用温度进行分类，在各种聚氯乙烯绝缘料中要求最低的是额定使用温度为60℃的绝缘料，要求在100℃老化7天，通用邻苯二甲酸二辛酯就可以满足要求了。
额定使用温度75～80℃绝缘料，需要使用挥发性较低的邻苯二甲酸二异壬酯、一邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸(C7C9C11)混合酯。
但是，中等分子量的邻苯二甲酸酯类，例如邻苯二甲酸二癸酯不能通过90℃UL建筑用线的规范，按照该规范，主绝缘线应当在136℃炉子中老化7天，然后测定断裂伸长率的保留值。
通常就需要使用高分子量的邻苯二甲酸酯类，如邻苯二甲酸双十三烷酯和一种偏苯三酸酯，例如偏苯三酸三(2-乙基己)酯。
建筑电线制造商必须把产品的试样连同制造电线的材料送交权威机构检验，考察是否符合UL83热塑性绝缘线的标准。
最严厉的UL电线标准是耐105℃等的级，它要求在158℃炉子中进行老化，此时，就单独使用偏苯三酸酯，或者偏苯三酸酯与邻苯二甲酸双十三烷酯或邻苯二甲酸双十一烷酯的组合增塑剂。
但是，在所有情况下，需要根据绝缘层的厚度和其他影响抗炉中老化性能等因素，才能决定最佳的增塑剂。
常用PVC增塑剂种类、区别以及PVC增塑剂配方成分
常用PVC增塑剂种类、区别以及PVC增塑剂配方成分1.脂肪酸酯类脂肪酸酯类的低温性能很好，但与聚氯乙烯的相溶性较差故只能用作耐寒的副增塑剂与邻苯二甲酸酯类并用。
最常用的品种是己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。
(1)己二酸二辛酯(简称DOA) ：无色无嗅液体，无毒，溶于大多数有机溶剂，微溶于乙二醇类，不溶于水，DOA对PVC的临界塑化温度为12l一125℃。
(2)已二酸二异癸酯(简称DIDA) ：清澈易流动的油状液体。
(3)壬二酸二辛酯(简称D0Z) ：几乎是无色的透明液体。
(4)癸二酸二丁酸(简称DBS) ：几乎是无色的液体。
(5)癸二酸二辛酯（简称DOS) ：几乎是无色的油状液体，不溶于水，溶于醇、苯、醚等有机溶剂。
(6)癸二酸二异辛酯（简称DIOS) ：无色清澈液体，溶于酮、醇、酯、芳香烃和脂肪烃等大多数有机溶剂，微溶于胺和多元醇。
（7)二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯(简称3GH) ：它是安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛薄膜中最为广泛使用的增塑剂，同时它对纤维索塑料、丙烯酸酯塑料和聚氯乙烯也是良好的增塑剂。
2．邻苯二甲酸酯类邻苯二田酸酣类是目前最广泛使用的主增塑剂，品种多、产量高，井具有色泽浅、毒性低、电性能好、挥发件小、气味少、耐低温性一般等特点。
目前邻苯二酸酯类的消耗量约占增塑剂总消耗量的80-85%，而其中最常用的是邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异辛酯两种。
(1)邻苯二甲酸二辛酯(（简称DOP）：无色油状液体，有特殊气味。
(2)邻苯二甲酸二异辛酯(简称DIOP) ：几乎是无色的粘稠液体，溶于大多数有机溶剂和烃类。
(3)邻苯二甲酸二异癸酯(简称DIDP) ：粘稠液体，溶于大多数有机溶剂和烃类，不溶于或微溶于甘油、乙二醇和某些胺类。
它的挥发性比DOP小。
耐迁移，是一种低挥发性增塑剂，又耐老化，电性能好，但相溶性差些。
(4)邻苯二甲酸二异壬酯(简称DINP）：透明油状液体，其高温下的挥发性只是DOP的一半。
增塑剂
和耐肥皂水性等。
（3）耐迁移性
增塑剂的迁移性同其本身的结构有关，邻苯二甲 酸酯类的迁移性，随脂链长度增加而急剧降低。酯类 若引入醚基对迁移性稍有增加，将烷基以芳基替代时， 耐迁移性有改善，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。
二、增塑机理 (一)、表观理论 1、润滑理论： 增塑剂的加入能促进聚合物大分子间或链段间 的运动，甚至当大分子的某些部分缔结成凝胶网状 时，增塑剂也能起润滑作用而降低分子间的“摩擦 力”，使大分子链能相互滑移。即增塑剂产生了 “内部润滑作用”。
★此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，以及聚合物的性质不会明显改变的原因。
(2)、其他影响因素： a、PVC聚合度越高，与增塑剂相容性越差； b、增塑剂本身不稳定，在加工时发生氧化裂解， 会导致相容性降低； c、增塑剂与PVC中的HCl或其他组份发生交联， 相容性下降； d、PVC配方中存在着矿物油之类润滑剂，会影 响与增塑剂的相容性； e、在加工中工艺条件控制不好，增塑剂在PVC 中溶胀不好，也会造成析出现象。
邻苯二甲酸二丁酯(DBP)
邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP) 癸二酸二丁酯(DBS)
癸二酸二(2-乙基己酯)(DOS) 己二酸二(2-乙基己酯)(DOA)
磷酸三甲苯酯(TCP) 磷酸三(丁氧乙基)酯
环氧乙酰麻酸丁酯
氯化石蜡(含Cl 40%)
3、结构与耐寒性的关系
◆
一般相容性良好的增塑剂，其耐寒性都较差，特别是 含有环状结构的增塑剂，其耐寒性显著降低。
6、结构与毒性的关系
邻苯二甲酸酯类是用途最广，耗用量最大的增塑剂。 美、英、法、德、意五国准许用于食品包装材料的邻 苯二甲酸酯为DOP、DBP。前者用于普通食品包装 是安全的，但对于高脂肪性食品则有被油类抽出的可 能。后者虽允许用于食品包装塑料中，但有被取消的 倾向。
增塑剂——精选推荐
增塑剂的现状及发展趋势与PVC中的增塑剂摘要增塑剂是指那些在塑料、橡胶工业中, 能增加加工成型时的可塑性和流动性能, 并使成品具有柔韧性的有机物质。
通常是一种难挥发的粘稠液体或是容易熔化的固体。
它是塑料和橡胶加工中最重要的助剂, 广泛用于多种工业部门, 并以产量高、消费量大而在化工产品中占有重要地位。
而PVC 作为一种综合性能较好的通用型塑料, 自问世以来就得到了日益广泛的应用,并在世界各国的经济发展中发挥着重要作用。
本文着重介绍增塑剂的现状发展趋势及PVC增塑剂的使用。
关键词：增塑剂现状发展趋势 PVC1.增塑剂的现状与发展趋势1.1我国增塑剂行业的现状与差距我国增塑剂行业从20 世纪50 年代起步, 经过半个世纪的发展, 目前已成为生产消费大国。
生产技术由酸性简单工艺发展为非酸性较先进工艺, 生产厂家由几个小厂发展为上百家。
套规模由不足千吨/ 年到目前的最大18 万t/ a, 品种由DOP、DBP 等少数品种发展为几十种, 产能由几千吨发展为近百万吨。
可以说我们已经取得了很大进步, 但与世界先进国家相比, 我们也确实还存在着诸多的问题和差距, 主要表现为:(1) 生产工艺相对老化, 有不少厂家仍然沿用50~ 60 年代的酸性法、全间歇、手动控制的生产工艺, 这种先天不足给增塑剂产业带来了产品质量差、成本高等一系列不足。
(2) 产品结构不合理, 老品种多, 新品种少, 特别是符合环保要求的理想品种更加欠缺。
(3) 生产设备规模小、材质差、功能单一、利用率低, 从而导致了成本高, 在国际市场上竞争力低。
(4) 因催化剂及工艺技术相对落后的原因, 产生的污水多, 且缺少有效的治理办法。
其结果是因消耗高、收率低、污染环境, 不断受到自身效益、环保安全等各方面的限制, 影响了企业的快速健康发展。
由于以上诸多不利因素的影响, 增塑剂产业在品种、质量、成本等各方面都缺乏竞争力, 造成了一方面国内企业开工率不足, 一方面却大量进口的矛盾[1]。
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。
PVC制品中增塑剂迁移及抑制方法研究进展
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第47卷，第5期2019年5月V ol.47，No.5May 2019148doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2019.05.028PVC 制品中增塑剂迁移及抑制方法研究进展李秀峥，李澜鹏，曹长海，程瑾(中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁大连 116045)摘要：提出了研究聚氯乙烯(PVC)制品中增塑剂迁移的重要性，介绍了PVC 制品中增塑剂迁移机理及影响增塑剂迁移的因素，综述了PVC 表面处理、PVC 接枝改性、与高分子增塑剂共混、加入纳米粒子、加入蒙脱土、有机溶剂浸泡、与PVC 形成共价键、增塑剂改性等抑制PVC 制品中增塑剂迁移的方法，为抑制PVC 制品中增塑剂的迁移提供理论指导，并展望了具有应用前景的抑制PVC 制品增塑剂迁移的方法。
关键词：聚氯乙烯；增塑剂；迁移；迁移抑制中图分类号：TQ322.2 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2019)05-0148-05Research Progress on Plasticizer Migration and Inhibition Methods in PVC ProductsLi Xiuzheng ， Li Lanpeng ， Cao Changhai ， Cheng Jin(Dalian Research Institude of Petroleum and Petrochemicals ， SINOPEC ， Dalian 116045， China)Abstract ：The importance of study on plasticizer migration in poly(vinyl chloride) (PVC) products was proposed. The migration mechanism of plasticizers in PVC products and the factors affecting the migration of plasticizers were introduced. Research methods for inhibiting the migration of plasticizer in PVC products ，such as surface treatment of PVC ，graft modi fication of PVC ，blending with high polymer plasticizers ，adding nanoparticles ，adding montmorillonite ，soaking in organic solvent ，forming covalent bond with PVC ，plasticizer modi fication were summarized. The results can provide theoretical guidance. The promising methods for inhibiting the migration of plasticizers in PVC products were expected.Keywords ：poly(vinyl chloride)；plasticizer ；migration ；inhibit plasticizer migrate 聚氯乙烯(PVC)广泛应用于建筑材料、工业制品、日用品、管材、电线电缆、包装材料等方面，且用量呈递增的趋势，成为第二大通用塑料[1]。
PVC电缆料增塑剂的选择
PVC电缆料增塑剂的选择PVC电缆料是由聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂等组成。
PVC电缆料的耐电压和绝缘电阻比较高，但介电常数和介电损耗较大。
因此，一般主要用作低压(≤1KV)和中高压(6~10KV)电缆的绝缘层。
PVC塑料由于具有难燃、耐油、耐电晕、耐化学腐蚀和良好的耐水性能，因此还广泛用作电线电缆的护层材料。
电缆料在PVC配方中属于性能要求较高的品种，特别是电绝缘性、耐低温性和耐老化性等都有一定要求。
配方设计时必须考虑这些特殊的要求。
PVC电缆料可分为护层级和绝缘级两种。
护层级要求耐热性好，而绝缘级则要求绝缘性好。
PVC电缆料中增塑剂的选择：(1)对于一般的护套级PVC电缆料．增塑剂用量为0～60PHR，稳定剂6～8PHR，润滑剂1．5～2PHR，填充剂10～20PHR：增塑效率差的增塑剂，用量应多些；填充料用量大时，增塑剂、润滑剂用量可大些；使用非活性填充剂时．增塑剂、润滑剂用量宜大些；护套级电缆料一般要加入5PHR左右的耐寒增塑剂；(2)对于一般绝缘级电缆料，增塑剂用量为40～50PHR．稳定剂6～8PHR．润滑剂l～1．5PHR．填充剂l0PHR左右；增塑剂、润滑剂用法参照护套级电缆料；(3)挥发性大的DBP这类增塑剂不能用于电缆料；(4)耐高温电缆料除了要选用耐高温增塑剂外，还应增加稳定剂用量。
添加0．3～0．5PHR 的抗氧剂；(5)对于绝缘性能要求高的电缆料，应选用煅烧陶土这类填充剂。
高分子聚台物增塑剂的增塑效率较差，制定配方时应酌情增加增塑剂用量；(6)制定透明电缆料配方时，应选用和树脂相容性好的增塑剂，直选用有机锡等透明稳定剂，并严格控制润滑剂的添加量；(7)设计阻燃电缆料配方时，应选用复合阻燃体系为宜；(8)制定高聚合度电缆料配方时．应选用复合加工改性剂，提高其加工性能；(9)制定非迁移电缆料配方时、应选择聚酯型增塑剂；(10)选用复台稳定剂时,其用量较三盐等稳定剂略多些；(11)在保证电缆料加工及使用正常的条件下．要尽量减少稳定剂用量．防止其用量过多而产生“填料效应”。
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书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
PVC增塑剂选用探讨(上)
1前言
聚氯乙烯(ＰＶＣ)是国内经营加工最多的塑料品种。
加工ＰＶＣ时使
用的各种助剂中,增塑剂用量最大,所以,它的投资远高于其它助剂,甚至在一些较软材料配方中超过主要原料聚氯乙烯树脂的投资。
在目前抓经济效益和产品质量的形势下,研究探讨增塑剂的使用有其巨大的经济和社会意义。
2增塑剂的选用
聚氯乙烯是一种强极性聚合物,分子间有很大的作用力,需加热到一定
的温度方能显示塑性。
它对热极敏感,当加热到130～140℃时就开始发生严重的分解,变成棕色或黑色。
由于分子间的强作用力使制品变得坚硬而缺乏弹性和柔韧性。
增塑剂的作用就在于削弱ＰＶＣ分子间的作用力,从而降低软化温度,减小溶体的粘度,增加其流动性,改善ＰＶＣ的加工性能和制品的柔韧性。
增塑剂通常是难挥发的高沸点酯类,少数是低熔点固体, 它们一般不与聚合物(ＰＶＣ)发生化学反应。
增塑剂的分类方法不一,常用的分类法是根据化学结构、应用性能、分子量、添加方式、溶解性、相容性和毒性等来分类。
增塑剂的使用条件是与树脂有良好的相溶性;价格低廉;增塑效率高;增塑速度快;耐久性好(挥发性低、逸移性小,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。
专注下一代成长，为了孩子。