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PVC材料增塑剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-12-22 11:28:36
最广义地讲,增塑剂是一种材料,当其加入到另一种物质中时就产生了一种易于处理或有更广泛用途的混合物。用水软化粘土或用油塑化沥青用于船只防水就是早期增塑体系的两个实例。

用增塑剂改进聚合物始于1800年代,那时Hyatt Brothers把樟脑加到消化纤维中增加后者的成型性和减少脆性。在PVC中使用增塑剂于1920年代发明;第一个关于辛醇酯(DOP)作为增塑剂的专利于1933年发布。

1943年B.F.Goodrich获得DOP用于PVC的专利。有超过500种已确认的增塑剂,然而只有50到100种用于商业目的。所有增塑剂中约有80-90%用于PVC。增塑剂的其他终端用途包括合成橡胶类、纤维素类和丙烯酸类用途。

由于大量的增塑剂用于PVC,因此研究重点放在PVC材料增塑剂,特别是邻苯二甲酸酯类,其占据PVC材料增塑剂的大多数。

分子既含有极性基团也含有非极性基团时增塑剂的性能最佳。极性基团有助于增塑剂被约束在体系内,而非极性基团可以消除聚合物链之间的吸引力从而产生柔韧性。应该注意增塑剂是整个最终产品的一部分,因此提供长期的好处。

低分子极性材料在增加加工性方面还是有一定效果的,但增塑剂的挥发性是个问题。相反,高分子的增塑剂更好的保持了极端温度下的性能,但在加工性方面提供不了什么好处。

许多不同的材料可以用作PVC材料增塑剂。多数通用的材料是邻苯二甲酸酯。这种无色无味的液体可以通过醇和邻苯二甲酸酐简单的反应制取。

通过合适的醇与邻苯二甲酸酐或邻苯二甲酸反应生产的邻苯二甲酸酯增塑剂是世界上最广泛使用的增塑剂。尽管甲醇和高达C17的醇类可以用于生产邻苯二甲酸酯增塑剂,但用于增塑剂的主要是C4-C10 醇类。

线性醇类也可以用于生产增塑剂,但是与C9-C10增塑剂原料相比,由于高的乙烯(线性醇类原料)成本,它们的应用不断地丧失优越性。

邻苯二甲酸二(乙基己基)酯(DEHP;也叫做二辛基邻苯二甲酸酯即DOP)是通过2-乙基己醇(从丙烯衍生来)和邻苯二甲酸酐反应生产的邻苯二甲酸酯。尽管对健康的影响一直是个问题,但由于增塑性能和低成本,其仍然广泛用作增塑剂。



对苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOTP)物理化学性质

外 观:透明无色液体

沸 点:400℃

密 度:0.984

熔 点:30-34℃

闪 光 点:238℃

折 射 率:1.489-1.491

闪点 ℃ 210

水分 %  ≤ 0.03

酸值≤mgKOH/g  0.1

折光率 ≥(20℃) 1.4900

色度 ≤(铂-钴)号  30

酯含量%  ≥(色谱法) 99.5

密度(20℃)g/cm3 0.981-0.985

对苯二甲酸二辛酯(增塑剂DOTP)用途

1.DOTP 电、热性能好,在PVC塑料电用线护套中可替代DOP,也可用于人造革膜的生产。此外,具有优良的相容性,对苯二甲酸二辛酯是PVC塑料增塑剂、丙烯腈衍生物增塑剂,聚乙烯醇缩丁醛增塑剂、丁腈橡胶增塑剂、硝酸纤维素增塑剂。并起着提高制品硬度和变形性的作用,在丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶等制品中可用作软化剂。特别用在电缆料上具有较好的增塑 效果和低挥发性,广泛用于要求耐热、高绝缘的各种制品,是生产耐温70℃电缆料及其它要求耐挥发PVC制品的理想增塑剂。

2.DOTP用于轿车内的PVC制品,能解决玻璃车窗起雾问题。DOTP还用于高级家具和室内装饰的油漆、涂料及精密仪器的优质润滑剂或润滑添加剂,硝基清漆助剂,纸张软化剂,聚酯酰胺双向拉伸薄膜,膜塑工艺品,血浆储存袋等。

3.由于DOTP的线型分子结构和DOS、DOA相似,其耐寒性也较好。

4.DOTP的体积电阻率较DOP高10-20倍,而且乃迁移性优异。

5.由于DOTP不含邻苯二甲酸盐,不在欧盟及其他国家限制使用的16种含邻苯二甲酸增塑剂范围内,因此,是一种优良的环保型增塑剂。



C9(二异壬基邻苯二甲酸酯(DINP))和C10(二异癸基邻苯二甲酸酯(DPDP))的异构邻苯二甲酸酯增塑剂正在不断地与DEHP竞争,尤其是在各种日用品应用中。人们通常认为,与DEHP相比,C9和C10对苯二甲酸酯提供了适度的成本/性能优势。

通用邻苯二甲酸酯用于许多用途例如地板、壁纸、乙烯基皮革、电缆护套、涂敷织物和鞋。与相同分子量支化的邻苯二甲酸酯相比,线性邻苯二甲酸酯具有更低的挥发性。它们对低温弹性影响更好并且耐光退化。

因此它们用于PVC房顶、汽车内饰用防雾合成革和某些汽车电缆。  有许多其他专用邻苯二甲酸酯在生产,尽管数量比DEHP、DINP或DIDP要小得多。

从低碳醇生产的专用邻苯二甲酸酯可快速熔融。其他专用邻苯二甲酸酯包含苯基丁基邻苯二甲酸酯、二异十一烷基邻苯二甲酸酯(其挥发性低),和半线性和线性邻苯二甲酸酯(在需要低黏度增塑剂的用途中使用)。

邻苯二甲酸酯于1920年代首次生产,但那时它们的商业用途有限。然而,自从1950年代起,大量的邻苯二甲酸酯被消耗于增塑PVC。增塑的PVC用途很多例如医用管材、血袋、鞋类、文具、地板和壁纸、电缆绝缘、衣服和玩具。此外,邻苯二甲酸酯也用于其他非PVC用途例如橡胶制品、油漆、印刷油墨、粘结剂、润滑剂和某些化妆品。

最常用的邻苯二甲酸酯是邻苯二甲酸二乙基己基酯(DEHP,也称为二辛基邻苯二甲酸酯(DOP))、二异癸基邻苯二甲酸酯(DIDP)、二异十一烷基邻苯二甲酸酯(DINP)和二丁基邻苯二甲酸酯(DBP)。


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