1号说,聚氯乙烯是中国加工量最大的塑料品种。在PVC加工中使用的各种添加剂中,增塑剂的用量是最大的,因此其投资远远高于其他添加剂,甚至在一些软材料配方中甚至超过了主要原料PVC树脂的投资。在当前抓经济效益和产品质量的形势下,研究塑化剂的使用具有重要的经济意义和社会意义。选用增塑剂
2pvc是一种极性强的聚合物,分子间有很大的作用力,所以只有加热到一定温度时才能表现出塑性。它对热非常敏感。当加热到130-140℃时,开始严重分解,变成褐色或黑色。由于分子间的强大作用力,产品变硬,缺乏弹性和柔韧性。增塑剂的作用是减弱PVC分子间的作用力,从而降低软化温度,降低溶液粘度,增加其流动性,提高PVC制品的加工性能和柔韧性。增塑剂通常是不挥发的高沸点酯,少数是低熔点固体。它们通常不与聚合物(PVC)反应。增塑剂按其化学结构、使用性能、分子量、加入方法、溶解度、相容性和毒性进行分类。它具有以下优点:耐光性好,稳定性好,耐光性和环境性好;耐光性和环境性好;耐光性和环境性好;耐光性好,稳定性好;耐光性和环境性好。但没有一种塑化剂能满足所有条件。在实际应用中,大多数是与两种或两种以上的混合使用,以获得最佳的塑化效果,达到理想的性能要求。在配方中选择增塑剂,使产品的各项性能达到最佳值是不可能的,因此在选择增塑剂时,必须首先保证主要性能要求。例如,儿童玩具和食品包装材料的主要要求是无毒、美观的外观质量;农用薄膜要求对农作物无害、耐光、耐热;电线电缆材料的主要要求是良好的电气绝缘等,增塑剂的选择还应考虑以下五个因素,即增塑剂本身的性能;PVC树脂的性能;PVC树脂的性能;产品要求的性能;增塑剂的加工适应性;成本。考虑到增塑剂的性质,相溶解度是影响增塑剂性能的最重要因素。如果增塑剂与树脂相容性好,塑化效率高,塑化剂不离析、不渗出,产品柔韧性好,使用寿命长。相容性是指两种或两种以上物质混合时的相互相容性,即分子水平上的相容性。在生产实践中,增塑剂在聚合物中的相容性主要取决于组合试验和经验。评价相容性的简单方法是将增塑剂、树脂和适当的溶剂按一定比例混合,制备均匀的溶液,并缓慢流动成薄膜。观察它的透明度来判断。薄膜均匀透明,相容性好,模糊性差。另一种方法是将增塑剂与PVC树脂按一定比例混合均匀,加热使其塑化冷却至室温,观察表面有无渗出物,无增塑剂渗出物,说明相溶解度良好。塑化剂渗出越多,相容性就越差。根据一般规律,极性越近,就越容易相互溶解。因此,增塑剂与树脂的溶解度参数越接近,它们之间的相容性越好。介电常数是分子极性的函数,它受偶极矩和氢键的影响很大。介电常数可作为判断增塑剂相容性的一个参数。根据PVC的研究结果,增塑剂的溶解度参数为8.4~11.4。介电常数为4~8时,相容性较好。
我国常用的3种增塑剂简介如下。{hottag}
3.1dop邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯简称DOP。它是由邻苯二甲酸酐与2-乙基己醇酯复配而成的无色或淡黄色油性透明液体。它有一种特殊的二辛酯气味。分子量391,酸值(mgKOH/g)≤0.10,酯含量99%~100%,相对密度0.980~0.986(25℃),粘度80 CP(20℃),折射率1.4830~1.4859(20℃),体积电阻率1×10〃Ω·cm。它是塑料加工中使用最广泛的增塑剂之一。它具有优良的耐低温性、流动性、耐低温性、耐低温性、耐低温性。它是一种理想的主要增塑剂,也是中国最大的增塑剂,在香港、台湾等先进地区,辛醇由于辛醇的生产和价格以及DOP癌变的争论而逐渐被其他增塑剂所取代。
3.2邻苯二甲酸二丁酯。它是一种无色油性液体,由苯酐和正丁醇酯化而成。它有轻微的香味。分子量278,酸值小于0.1mg KOH/g,酯含量99%~100%,相对密度1.042~1.049(25℃),粘度17~22cp(20℃)。它既便宜又容易买到。它具有优良的溶解性、分散性和附着力。与颜料相容性好。用于薄膜塑料制品着色时,可加入蓖麻油。主要缺点是波动性大,耐久性差,使用时应注意。
3.3 DIDP邻苯二甲酸二异癸酯DIDP。它是由邻苯二甲酸酐和异癸醇(主要由羰基化得到的二甲基辛醇和三甲基庚烷醇混合物)酯化而成的粘稠的油状液体。微臭,分子量446,酸度(以乙酸计)≤0.01%,酯含量>99%,相对密度(25℃)0.961~0.969,粘度83~125cp(20℃),燃点271℃。可作为PVC的主要增塑剂。它具有挥发性低、耐水浸性好、电绝缘性好等优点,但分子量较大,相容性、塑化效率和耐寒性均不如DOP。含本品的产品柔软度随温度变化不大。适用于电线电缆护套、农膜等应用温度较宽的产品。本品受热易变色。可通过与酚类抗氧剂(如双酚A)混合来改善。
3.4邻苯二甲酸二异辛酯。它是一种无色透明液体,由壬醇(主要是3,5,5-三甲基乙醇)和邻苯二甲酸酐酯化而成。其分子量为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℃)。本产品主要用作乙烯基树脂的通用增塑剂。它具有低波动性和低流动性。使产品具有良好的耐光性、耐热性、耐老化性和电绝缘性。该产品的水萃取性能优于DOP,但增塑效率比DOP低10%左右,耐寒性差。它不适合低温应用。由于DOP的价格、质量等原因,它比DOP优越,目前在香港、台湾和国外先进国家和地区被用于替代DOP作为主要增塑剂。
3.5 txib2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯,英文名称:2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二丁酸酯。本品为分子量286,颜色(APhA)<;30,酸度(以异丁酸计)≤0.05%,酯含量≥98%,相对密度0.942~0.948(20℃),闪点(开杯法)143℃,折射率1.43(25℃),体积电阻率1.5×10〃Ω·cm。它具有良好的相容性,使产品具有良好的耐寒性和耐水性,可作为PVC和氯乙烯共聚物的增塑剂,使用本产品可增加填料的填充量。由美国伊斯曼公司生产,商品名为txib。
3.6-二辛酯。其分子量为371,酯含量大于99%,酸值小于0.2mgkoh/g,相对密度为0.921~0.927(25℃),粘度为12-15cp(25℃),体积电阻为2×10〃Ω·cm(30℃)。它是一种典型的PVC耐寒增塑剂。塑化效率高,受热变色小。使产品具有良好的低柔软性和耐光性。加工过程中润滑性好,手感好。主要用于dop.dinp公司而其他主要的增塑剂和用于抗寒农膜、冷冻食品包装膜、电线电缆涂料等方面,但本产品易挥发,耐水性、位移、电绝缘等方面也存在不足,使用时应注意。类似的癸二酸二辛酯DOS在价格和性能上都优于DOA。
3.7磷酸三甲酚酯。它是由混合甲酚和三氯氧磷反应,或由混合甲酚和三氯化磷与氯气酯化后水解而成。一种清澈粘稠的丝质液体,有轻微的气味。分子量368,酸值≤0.15mgkoh/g,游离甲酚含量≤0.15%,相对密度1.160~1.180(20℃),粘度78-185cp(20℃),本品为阻燃增塑剂。具有良好的水解稳定性,良好的耐油性和电绝缘性,抗真菌性强,无定植性。用于PVC薄膜、片材、地板材料、电线电缆材料等,可提高产品的加工性能、耐污染性、阻燃性、防霉性和耐磨性。本品耐寒性差,可与耐寒增塑剂配合使用改善。本品为有毒物质,对动物和人的中枢神经系统有毒性作用。使用时要注意。
3.8-偏苯三甲酸三辛酯。它是由1,2,4-偏苯三酸酐和2-乙基己醇酯化得到的透明粘胶类丝液体。具有轻微气味,分子量547,颜色(APhA)<;250,酸值lt;0.3mgkoh/g,相对密度0.981~0.997(20℃),粘度100-300cp(20℃),其增塑效率和加工性能与邻苯二甲酸酯类增塑剂相似。其耐久性与聚合增塑剂相当。它具有低挥发性、优异的抗水萃取性、驱替性、低温性能和电气性能。可用于耐热电线电缆材料、极片材料、密封垫等要求耐热耐用的产品。但该产品的耐油性不如聚酯增塑剂,揉捏不如DOP。此外,日本华旺卤石有限公司生产的四正辛基均苯四甲酸各项性能均优于totm。
3.9环氧化大豆油环氧化大豆油的英文名称是环氧大豆油。它是以精制大豆油为原料,在酸存在下与过氧化氢环氧化制得的淡黄色油状液体。平均分子量950,相对密度0.985~1.000(25℃),燃点310℃,环氧值≥6%,加热后环氧值≥5%(177℃×3H)。与PVC相容性好。是PVC的增塑剂和热稳定剂。它具有低挥发性,低流动性,优良的热稳定性和光稳定性,良好的耐水性和耐油性。使产品具有良好的机械强度、耐候性和电气绝缘性能。本产品适用于各种PVC制品。可与聚酯热稳定剂一起使用。具有显著的增效作用。配方中使用1~3份可获得最佳质量。瑞士Ciba geigy生产的产品名为1239,质量最好。
3.10其它烷基苯磺酸盐,石油酯,T-50,m-50,英文名苯烷基磺酸盐。以C12-C18重质液体石蜡为原料,经磺酰氯反应(转化率达50%),再与苯酚酯化反应,制成淡黄色透明油状液体。其平均分子量为390,酸值为<;0.1mg KOH/g,相对密度为1.03~1.07(25℃),粘度为100-130cp(20℃),溶于大多数有机溶剂,不溶于水。挥发性低,可赋予产品优异的耐候性、物理机械性能和电绝缘性。适用于人造革、薄膜、电线电缆制品。但本品在强光下有轻微发黄的趋势,耐寒性不如DOP。因此,与邻苯二甲酸酯类配合使用,一般用量为10-30份。氯化石蜡是一种增塑剂,是由石蜡氯化而成。其结构与PVC相似。它是一种增塑剂。它具有良好的挥发性、阻燃性、优异的电绝缘性,能赋予产品一定的光泽和抗拉强度。可代替某些主要增塑剂作为PVC树脂的辅助增塑剂,降低成本。氯化石蜡在加工过程中容易分解,氯化氢会释放出来。氯化氢能加速PVC树脂的降解和分解。因此,应使用适当的热稳定剂来防止氯化石蜡的分解。此外,氯化石蜡与PVC相容性差,产品的延伸率和耐寒性较差。沈阳永新化工厂生产的氯磺化氯和氯含量为50%的增塑剂质量较好。聚α-甲基苯乙烯树脂是聚α-甲基苯乙烯树脂的一种。由α-甲基苯乙烯聚合而成,具有优良的光热稳定性、耐化学性和电学性能。适用于一般用量为10%~20%的各种PVC制品。它能提高产品的电绝缘性,改善产品的外观特性,手感光滑。由上海东方化工厂生产。对苯二甲酸二辛酯(DOTP)又称对苯二甲酸二辛酯。它是一种无色的低粘度液体,由对苯二甲酸和2-乙基己醇在催化剂存在下反应得到。结果表明:酸度(以邻苯二甲酸计)<;0.01%,相对密度0.9835(20℃),粘度63cp(25℃),体积电阻3.9×1012Ω·cm,挥发损失12%(重量177℃×24h)。与DOP相比,它具有良好的电性能和耐寒性,低挥发性和更高的塑化效率。可作为PVC树脂的增塑剂,可与DOP按任意比例混合,适用于绝缘性、耐萃取性、耐热性、耐寒性、柔韧性好的产品。由于结构原因,其耐热性和耐久性明显优于DIDP。
4结论上述增塑剂是不同的具有代表性的增塑剂。增塑剂是一种填充量大、投资最多的PVC塑料(软)制品添加剂。它不仅能显著提高塑料的加工性能和使用性能,而且通过选择合适、匹配得当,可以降低成本,节约能源消耗,提高生产效率,保证产品质量。目前,两种或两种以上增塑剂混合使用的主要原因是为了获得均衡的综合性能,而单用一种增塑剂是无法实现的。混合增塑剂的使用可以改善混合物的电性能、冷感和耐溶剂性。聚氯乙烯树脂是我国最大的合成树脂之一。未来需要更多质优价廉的塑化剂。目前,我国增塑剂的开发和应用与国外先进国家和地区存在较大差距,如产品品种少、非系列化、原料路线和合成工艺不成熟、产品质量差、成本高,导致价格居高不下,这些问题影响了PVC制品的综合开发和规模化生产。今后要重点解决配套塑化剂的开发生产问题,提高现有品种质量,努力降低成本。同时,要加强新型塑化剂的开发利用,合理利用自然资源,努力赶上和超越世界塑料工业水平。