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PVC(聚氯乙烯)增塑剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-12-25 10:35:52
本文介绍了PVC(聚氯乙烯)增塑剂的增塑机理。综合分析了PVC(聚氯乙烯)增塑剂选用方法。

增塑剂是一种加入到材料(通常是塑料、树脂或弹性体)中以改进它们的加工性、可塑性、柔韧性、拉伸性,但不会改变被增塑材料基本化学性质的物质。它主要应用于聚氯乙烯(PVC)树脂,在PVC中的用量可占整个增塑剂用量的98%以上,因此增塑剂的发展和PVC工业的发展息息相关。

PVC(聚氯乙烯)增塑剂的研制开发重点是,开发生产更多具有高性能、功能化、无毒性、专用化的增塑剂,并进一步完善生产工艺。

PVC(聚氯乙烯)增塑剂的增塑机理。增塑剂改性PVC主要作用有两点:一是降低PVC的熔融温度和熔体黏度,从而降低其加工温度;二是赋予PVC制品以柔软性、弹性和耐低温性能。

增塑剂按其作用原理和作用方式,可分为内增塑剂和外增塑剂两种。内增塑是通过化学方法改变PVC的结构从而达到增塑作用。内增塑作用的优点是软、硬链段具有稳定的化学结合,不存在迁移和挥发损失的弊端;缺点是内增塑对PVC树脂的化学改性,在技术或经济上都有其局限性。

外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PVC发生化学反应,其增塑作用是通过增塑剂对PVC树脂的偶合作用和屏蔽作用来实现的。

偶合作用是以增塑剂的极性基团与PVC树脂的极性基团相互作用来代替原来聚合物分子间的极性联结,一般前者作用力较后者弱,因此降低了聚合物的次价键。另外,极性增塑剂的非极性部分尚有屏蔽PVC极性基团的作用,能使相邻聚合物分子的极性基不发生作用,也有减小分子间力,增加塑性的功能。

增塑剂的选用。在配方中选用增塑剂时,其相容性、增塑效率等是PVC用增塑剂所应着重考虑的因素。

增塑剂的相容性也适应“相似则相容”原理,增塑剂树脂之间是由偶极力产生的物理结合,而不是化学力(化学键)结合。因此,增塑剂的溶解度参数与树脂的溶解度参数越接近,两者相容性越好。



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。



一般来说增塑剂的极性对相容性影响最大,同类中分子大的相容性差一些,如邻苯二甲酸酯类C4~C10醇酯相容性依次下降。多元醇酯比单醇酯相容性好,聚酯类因其分子量大,所以相容性不好。

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参数。根据对PVC的研究结果,增塑剂的溶解度参数一般选用8.4~11.4,介电常数为4~8,这时的相容性比较理想。

增塑剂的增塑效率是使树脂达到某一柔软程度的用量。通常分子量较低和具有线性烷链结构的增塑效率较高,而分子量较高,分子结构紧密和极性大,支链和环状结构含量多的增塑效率较低。例如,在烷基碳数和结构相同的情况下,已二酸酯>邻苯二甲酸酯>偏苯三酸酯。

增塑剂耐久性的因素包括加工和应用中的挥发、抽出和迁移。挥发性是指增塑剂受热时从制品表面向空气中的扩散。随着挥发的进行,可能导致雾化和老化现象的发生。

增塑剂的分子量对挥发性的影响较大,分子量提高有助于抑制挥发,反之则挥发性较大。增塑剂的抽出损失是指增塑剂从增塑树脂内扩散到液相介质中的损失,这与液相介质的性质很有关系。

迁移现象发生在增塑制品与其它固体聚合物接触的场合,由于增塑剂分子从浓度高的塑化物向另一种聚合物介质迁移,往往导致制品表面软化、发粘甚至碎裂,实际中耐迁移性往往表现为耐污染性。实践证明,与PVC相容性好、分子量大且具有支链或苯环结构的增塑剂较难迁移。


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