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ＰＶＣ(聚氯乙烯)增塑劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-12-25 10:35:52 |
本文介紹了ＰＶＣ(聚氯乙烯)增塑劑的增塑機理。綜合分析了ＰＶＣ(聚氯乙烯)增塑劑選用方法。
增塑劑是一種加入到材料(通常是塑料、樹脂或彈性體)中以改進它們的加工性、可塑性、柔韌性、拉伸性，但不會改變被增塑材料基本化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)。它主要應(yīng)用于聚氯乙烯(ＰＶＣ)樹脂，在ＰＶＣ中的用量可占整個增塑劑用量的９８%以上，因此增塑劑的發(fā)展和ＰＶＣ工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。
ＰＶＣ(聚氯乙烯)增塑劑的研制開發(fā)重點是，開發(fā)生產(chǎn)更多具有高性能、功能化、無毒性、專用化的增塑劑，并進一步完善生產(chǎn)工藝。
ＰＶＣ(聚氯乙烯)增塑劑的增塑機理。增塑劑改性ＰＶＣ主要作用有兩點：一是降低ＰＶＣ的熔融溫度和熔體黏度，從而降低其加工溫度；二是賦予ＰＶＣ制品以柔軟性、彈性和耐低溫性能。
增塑劑按其作用原理和作用方式，可分為內(nèi)增塑劑和外增塑劑兩種。內(nèi)增塑是通過化學(xué)方法改變ＰＶＣ的結(jié)構(gòu)從而達(dá)到增塑作用。內(nèi)增塑作用的優(yōu)點是軟、硬鏈段具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)合，不存在遷移和揮發(fā)損失的弊端;缺點是內(nèi)增塑對ＰＶＣ樹脂的化學(xué)改性，在技術(shù)或經(jīng)濟上都有其局限性。
外增塑劑通常是難揮發(fā)的高沸點酯類，少數(shù)是低熔點固體，它們一般不與ＰＶＣ發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其增塑作用是通過增塑劑對ＰＶＣ樹脂的偶合作用和屏蔽作用來實現(xiàn)的。
偶合作用是以增塑劑的極性基團與ＰＶＣ樹脂的極性基團相互作用來代替原來聚合物分子間的極性聯(lián)結(jié)，一般前者作用力較后者弱，因此降低了聚合物的次價鍵。另外，極性增塑劑的非極性部分尚有屏蔽ＰＶＣ極性基團的作用，能使相鄰聚合物分子的極性基不發(fā)生作用，也有減小分子間力，增加塑性的功能。
增塑劑的選用。在配方中選用增塑劑時，其相容性、增塑效率等是ＰＶＣ用增塑劑所應(yīng)著重考慮的因素。
增塑劑的相容性也適應(yīng)“相似則相容”原理，增塑劑樹脂之間是由偶極力產(chǎn)生的物理結(jié)合，而不是化學(xué)力（化學(xué)鍵）結(jié)合。因此，增塑劑的溶解度參數(shù)與樹脂的溶解度參數(shù)越接近，兩者相容性越好。
對苯二甲酸二辛酯(增塑劑DOTP)物理化學(xué)性質(zhì)
外 觀：透明無色液體
沸 點：400℃
密 度：0.984
熔 點：30-34℃
閃 光 點：238℃
折 射 率：1.489-1.491
閃點 ℃ 210
水分 % ≤ 0.03
酸值≤mgKOH/g 0.1
折光率 ≥(20℃) 1.4900
色度 ≤（鉑-鈷）號 30
酯含量% ≥（色譜法） 99.5
密度(20℃)g/cm3 0.981-0.985
對苯二甲酸二辛酯(增塑劑DOTP)用途
1.DOTP 電、熱性能好，在PVC塑料電用線護套中可替代DOP，也可用于人造革膜的生產(chǎn)。此外，具有優(yōu)良的相容性，對苯二甲酸二辛酯是PVC塑料增塑劑、丙烯腈衍生物增塑劑，聚乙烯醇縮丁醛增塑劑、丁腈橡膠增塑劑、硝酸纖維素增塑劑。并起著提高制品硬度和變形性的作用，在丁腈橡膠、氯丁橡膠、三元乙丙橡膠等制品中可用作軟化劑。特別用在電纜料上具有較好的增塑 效果和低揮發(fā)性，廣泛用于要求耐熱、高絕緣的各種制品，是生產(chǎn)耐溫70℃電纜料及其它要求耐揮發(fā)PVC制品的理想增塑劑。
2.DOTP用于轎車內(nèi)的PVC制品，能解決玻璃車窗起霧問題。DOTP還用于高級家具和室內(nèi)裝飾的油漆、涂料及精密儀器的優(yōu)質(zhì)潤滑劑或潤滑添加劑，硝基清漆助劑，紙張軟化劑，聚酯酰胺雙向拉伸薄膜，膜塑工藝品，血漿儲存袋等。
3.由于DOTP的線型分子結(jié)構(gòu)和DOS、DOA相似，其耐寒性也較好。
4.DOTP的體積電阻率較DOP高10-20倍，而且乃遷移性優(yōu)異。
5.由于DOTP不含鄰苯二甲酸鹽，不在歐盟及其他國家限制使用的16種含鄰苯二甲酸增塑劑范圍內(nèi)，因此，是一種優(yōu)良的環(huán)保型增塑劑。
一般來說增塑劑的極性對相容性影響最大，同類中分子大的相容性差一些，如鄰苯二甲酸酯類Ｃ４～Ｃ１０醇酯相容性依次下降。多元醇酯比單醇酯相容性好，聚酯類因其分子量大，所以相容性不好。
介電常數(shù)是分子極性的函數(shù)，它受偶極矩和氫鍵的影響很大，介電常數(shù)可作為判斷增塑劑相容性的參數(shù)。根據(jù)對ＰＶＣ的研究結(jié)果，增塑劑的溶解度參數(shù)一般選用８．４～１１．４，介電常數(shù)為４～８，這時的相容性比較理想。
增塑劑的增塑效率是使樹脂達(dá)到某一柔軟程度的用量。通常分子量較低和具有線性烷鏈結(jié)構(gòu)的增塑效率較高，而分子量較高，分子結(jié)構(gòu)緊密和極性大，支鏈和環(huán)狀結(jié)構(gòu)含量多的增塑效率較低。例如，在烷基碳數(shù)和結(jié)構(gòu)相同的情況下，已二酸酯＞鄰苯二甲酸酯＞偏苯三酸酯。
增塑劑耐久性的因素包括加工和應(yīng)用中的揮發(fā)、抽出和遷移。揮發(fā)性是指增塑劑受熱時從制品表面向空氣中的擴散。隨著揮發(fā)的進行，可能導(dǎo)致霧化和老化現(xiàn)象的發(fā)生。
增塑劑的分子量對揮發(fā)性的影響較大，分子量提高有助于抑制揮發(fā)，反之則揮發(fā)性較大。增塑劑的抽出損失是指增塑劑從增塑樹脂內(nèi)擴散到液相介質(zhì)中的損失，這與液相介質(zhì)的性質(zhì)很有關(guān)系。
遷移現(xiàn)象發(fā)生在增塑制品與其它固體聚合物接觸的場合，由于增塑劑分子從濃度高的塑化物向另一種聚合物介質(zhì)遷移，往往導(dǎo)致制品表面軟化、發(fā)粘甚至碎裂，實際中耐遷移性往往表現(xiàn)為耐污染性。實踐證明，與ＰＶＣ相容性好、分子量大且具有支鏈或苯環(huán)結(jié)構(gòu)的增塑劑較難遷移。
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