第一節(jié) 概述 一:概念 一些常用的熱塑性聚合物具有高于室溫的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),,在此溫度以下,。聚合物表現(xiàn)為類似玻璃的脆化狀態(tài),。在此溫度以上,則呈現(xiàn)較大的回彈性、柔韌性和沖擊強(qiáng)度,。要使聚合物具有實(shí)用價(jià)值,,就必須使其玻璃轉(zhuǎn)變溫度降到使用溫度以上。增塑劑就是為了解決這個(gè)問(wèn)題而引入聚合物的一類助劑。增塑劑為揮發(fā)性較小之物質(zhì),將之添加于塑料時(shí),,能使塑料之彈性率﹑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)下降,而于常溫時(shí)賦予適當(dāng)之柔軟性,。于高溫時(shí)減低其熔融黏度使其易于加工,。廣義地講,凡能與樹(shù)脂均勻混合,不與樹(shù)脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng),,在成型加工期間保持不變,。或者與樹(shù)脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng),,但能長(zhǎng)期保留在聚合物制品中,,并能夠改變聚合物某些物理性質(zhì)的物質(zhì),,都可以稱為增塑劑,。 聚合物與增塑劑間的作用,可簡(jiǎn)單地看做以下兩種方式:
(1) 樹(shù)脂分子間偶極--偶極相互作用的抵消而減弱了樹(shù)脂間的引力﹔ (2) 通過(guò)簡(jiǎn)單的稀釋作用﹐縮小樹(shù)脂分子間的距離(自由體積)而形成一定的空間,。結(jié)果增加了塑料片材的柔軟性﹐增強(qiáng)了模塑制品的韌性的沖擊強(qiáng)度,。 因此可以說(shuō),增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子間的次價(jià)鍵,,即范德華力,。從而增加聚合物分子鏈的移動(dòng)性,亦即增加聚合物塑性,。表現(xiàn)為聚合物的硬度﹑模量﹑伸長(zhǎng)率﹑曲撓性和柔韌性的提高,。
軟質(zhì)配合物的硬度與可塑劑量(參考) | DOP配合量(Phr) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | Shore 硬度(Duro, 25oC) | 96C | 86C | 95A | 88A | 81A | 75A | 69A | 63A | 57A | 使用樹(shù)脂P=1450 |
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我廠規(guī)定的P數(shù)與硬度對(duì)照表 P數(shù) | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 | Shore A | 100 | 98 | 96 | 94 | 89 | 87 | 85 | 83 | 80 | 77 | 75 | 73 | 70 | 67 | 64 | 62 | 56 |
二 ﹑增塑劑應(yīng)具備的條件
(1) 塑化效率(plasticizing efficiency)高,以較少的加入量獲得較高的塑化效果. (2) 與樹(shù)脂相溶性行(compatibility)佳.相溶性不足時(shí),增塑劑會(huì)從樹(shù)脂中分離出來(lái),表現(xiàn)為滲出發(fā)汗等情況. (3) 揮發(fā)性(volatility)低 減少成型加工以及制品存放過(guò)程中揮發(fā)損失對(duì)制品性能的影響. (4) 耐久性好 耐水﹑耐油﹑耐有機(jī)溶劑的抽出,。抽出性是指增塑劑向液體介質(zhì)中的移動(dòng)現(xiàn)象,塑料制品和與溶劑或洗滌液接觸時(shí),,易抽出的增塑劑就會(huì)被抽取出來(lái). (5) 耐遷移性好 耐遷移(Non migration) 指增塑劑由增塑制品中向著與其接觸的另一種塑料制品(包括增塑劑種類和用量不同的一種塑料制品)遷移的現(xiàn)象 (6) 耐寒性好 低溫下仍有良好的柔軟性 (7) 耐熱性好 在加工溫度和使用溫度在較高的溫度下保持穩(wěn)定. (8) 無(wú)毒﹑無(wú)味﹑無(wú)臭﹑無(wú)色,。 (9) 耐霉菌性好 (10)具有阻燃性。 (11)電氣絕緣性良好,。 (12)耐污染﹑耐化學(xué)藥品侵蝕,。 (13)價(jià)格低。 沒(méi)有一種增塑劑能完全符合上述條件,。使用時(shí)只能根據(jù)制品的需求﹑增塑劑的性能和市場(chǎng)情況﹐選擇綜合性能較優(yōu)秀的產(chǎn)品,。性價(jià)比經(jīng)常作為選擇助劑的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)﹐性價(jià)比越高﹐產(chǎn)品越有優(yōu)勢(shì)。
第二節(jié) 作用機(jī)理
一:影響塑化的主要因素 1.聚合物的分子間力 增塑劑加入到聚合物中時(shí)﹐增塑劑分子之間﹑增塑劑與聚合物分子之間的相互作用力對(duì)增塑作用影響很大,。這種相互作用主要是范德華力和氫鍵力﹐范德華力又包括色散力﹑誘導(dǎo)力和取向力3種,。 (1)范德華力 色散力存在于所有極性或者非極性的分子之間﹐系同微小的瞬間偶極的相互作用﹐使靠近的偶極處于異極相鄰狀態(tài)而產(chǎn)生的吸力﹐但只有在非極性的體系中﹐其色散力才占主要地位。 當(dāng)一個(gè)具有偶極的分子在相鄰的一個(gè)非極性分子中﹐誘導(dǎo)出一個(gè)誘導(dǎo)偶極時(shí)﹐誘導(dǎo)偶極和固有偶極之間的分子吸引力稱作誘導(dǎo)力,。對(duì)于芳族化合物﹐誘導(dǎo)力特別強(qiáng),。 聚苯乙烯與低分子量的酯的增塑作用主要是誘導(dǎo)力. 當(dāng)極性分子相互靠近時(shí),由于固有偶極取向,引起分子間產(chǎn)生一種作用力,通常稱為取向力.酯類增塑劑與PVC的相互作用就是一個(gè)代表例子. (2) 氫鍵 含有-OH基或-NH-基團(tuán)的分子,如聚XIAN胺,聚乙烯醇等在分子間能夠形成氫鍵. 氫鍵是一種比較強(qiáng)的相互作用鍵,它的存在會(huì)妨礙增塑劑分子插入到聚合物分子間.氫鍵沿著聚合物分子鏈分布越密,相應(yīng)的增塑劑分子插入越困難,因此要求增塑劑與聚合物分子產(chǎn)生類似的強(qiáng)的作用.當(dāng)溫度升高時(shí),由于分子的熱運(yùn)動(dòng)妨礙了聚合物分子的取向,氫鍵的作用會(huì)相應(yīng)減弱. 2.聚合物的結(jié)晶度± 空間有規(guī)結(jié)構(gòu)聚合物的分子鏈在適當(dāng)?shù)臈l件下可以結(jié)晶, 增塑劑的分子插入結(jié)晶區(qū)域要比插入無(wú)定形區(qū)域要困難的多。因?yàn)樵诮Y(jié)晶區(qū)聚合物鏈之間的自由空間最小,。如果增塑劑的分子僅僅能插入部分結(jié)晶聚合物的無(wú)定形區(qū)域﹐則此增塑劑便是非溶劑型增塑劑,。如果增塑劑的分子即能插入聚合物的無(wú)定形區(qū)域﹐又能插入結(jié)晶區(qū)域﹐則此增塑劑便是溶劑型增塑劑﹐所謂主增塑劑。 二 ﹑ 增塑劑的作用機(jī)理
1. 潤(rùn)滑理論 潤(rùn)滑理論認(rèn)為﹐樹(shù)脂能夠抵抗形變(剛性)是因?yàn)榉肿娱g有磨擦力,。增塑劑能起潤(rùn)滑劑作用﹐促進(jìn)大分子間或者分子鏈間的運(yùn)動(dòng),。增塑劑僅僅降低分子間的作用力﹐因此只能引起部分增塑。 2. 凝膠理論 凝膠理論認(rèn)為﹐聚合物抗形變由于內(nèi)部存在著三維蜂窩狀結(jié)構(gòu)或者凝膠所致,。這種凝膠是由于在聚合物分子鏈間或多或少發(fā)生粘著而形成的,。由于分子吸咐點(diǎn)常集中在一塊﹐因此軟質(zhì)塑料或者硬質(zhì)塑料中的蜂窩是很小的。這種蜂窩彈性極小﹐很難通過(guò)物體內(nèi)部的移動(dòng)使其變形,。增塑劑進(jìn)入樹(shù)脂中﹐沿高分子鏈產(chǎn)生許多吸咐點(diǎn)﹐通過(guò)新的吸咐而松弛破壞原來(lái)的吸引力﹐并替代了聚合物分子內(nèi)的引力中心﹐使分子容易移動(dòng),。 3. 溶劑化理論 基于膠體化學(xué)。增塑劑的溶劑化和溶脹能力取決于3種分子間作用力,。增塑劑/增塑劑﹐增塑劑 /聚合物﹐聚合物/聚合物之間的力,。增塑劑應(yīng)該是小分子﹐對(duì)聚合物分子應(yīng)該有一定的吸引力﹐而該力要小于聚合物/聚合物之間的作用力。增塑劑/增塑劑間的力越低﹐越能發(fā)揮增塑劑的效能,。增塑劑也不應(yīng)該太小﹐否則容易揮發(fā),。 4. 極性理論 極性理論認(rèn)為﹐在增塑劑分子﹑聚合物分子和增塑劑/聚合物分子之間必須很好的平衡﹐以確保凝膠是穩(wěn)定的。因此增塑劑必須是含有一個(gè)或者多個(gè)與特定聚合物極性相匹配的極性或者非極性基團(tuán),。即以上提出的聚合物的結(jié)晶度,。
三﹕增塑過(guò)程
一般認(rèn)為﹐增塑過(guò)程分為以下幾步﹕ 1. 潤(rùn)濕﹑表面吸咐 增塑劑分子進(jìn)入樹(shù)脂樹(shù)脂孔隙并填充其孔隙。 2. 表面溶解 增塑劑滲入到樹(shù)脂粒子中的速度很慢﹐特別在低溫時(shí)更是如此,。一般認(rèn)為增塑劑先溶解溶脹聚合物表面的分子﹐當(dāng)聚合物表面有懸浮聚合殘留的膠體時(shí)﹐能延長(zhǎng)誘發(fā)階段,。 3. 吸咐作用 樹(shù)脂顆粒由外部慢慢地向內(nèi)部溶脹﹐產(chǎn)生了很強(qiáng)的內(nèi)應(yīng)力﹐表現(xiàn)為樹(shù)脂和增塑劑的總體積減少。 4. 極性基的游離 增塑劑摻入到樹(shù)脂內(nèi)﹐并局部改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)﹐溶解了許多特殊的官能團(tuán)﹐反應(yīng)為增塑劑被吸咐之后﹐介電常數(shù)比起始混合物高,。這一過(guò)程受溫度和活化能大小的影響,。 5. 結(jié)構(gòu)破壞 干混料中的增塑劑是以分子束的形式存在于高分子或者鏈段之間。當(dāng)體系受到較高能量如加熱至160----180oC,或者將其輥煉,。聚合物的結(jié)構(gòu)將會(huì)破壞﹐增塑劑便會(huì)滲入到該聚合物的分子束中,。 6. 結(jié)構(gòu)重建 增塑劑與聚合物的混合物加熱到流動(dòng)態(tài)而發(fā)生塑化后﹐再放冷﹐會(huì)形成一種有別于原聚合物的結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較高的韌性﹐但結(jié)構(gòu)形成往往需要一段時(shí)間,。比如使用DOP作增塑劑時(shí)﹐經(jīng)過(guò)一天才能達(dá)到最大的硬度﹐而使用中等分子量的聚酯﹐則需要一周的時(shí)間,。
第三節(jié) 增塑劑的性能及評(píng)價(jià)
一 ﹑塑化效率 增塑劑的主要作用是降低聚合物分子間的相互作用力﹐增加聚合物分子鏈的移動(dòng)性﹐即降低聚合物的軟化溫度﹐這是增塑劑最基本的性能。不同的增塑劑塑化效能不同﹐其性能優(yōu)劣通常用塑化效率來(lái)表示,。塑化效率可理解為使樹(shù)脂達(dá)到某一柔軟程度的增塑劑用量﹐它是一個(gè)相對(duì)值﹐可以用來(lái)比較增塑劑的塑化效果,。 在實(shí)際應(yīng)用中﹐聚合物塑化的結(jié)果表現(xiàn)為玻璃化溫度和模量的下降。為此經(jīng)常為玻璃化溫度和模量來(lái)表示增塑劑的塑化效率,。 1. 玻璃化溫度 增塑劑作用導(dǎo)致聚合物分子鏈間的移動(dòng)﹐其移動(dòng)性通常用玻璃化溫度來(lái)度量,。在玻璃化溫度以上聚合物是柔軟的﹐在玻璃化溫度以下是堅(jiān)硬的??梢?jiàn)不同的增塑劑在相同添加量的情況下﹐玻璃化溫度越低﹐則塑化效果越好,。 一般情況下﹐PVC的玻璃化溫度為80oC左右﹐但每加入10PHR的DOP,其玻璃化溫度為下降20---25oC﹐若加入50PHR的DOP﹐則PVC的玻璃化溫度下降到-60oC. 2. 模量 塑化效率不僅可用玻璃化溫度的降低來(lái)表示﹐而且可用與溫度有關(guān)的力學(xué)性能如模量和阻尼來(lái)表示。模量表示比較復(fù)雜﹐但比較客觀﹐此處不多講述,。 3. 影響塑化效率的因素 增塑劑的塑化效率與本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及自身的物理性能有關(guān)﹐主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面﹕ (1) 增塑劑的分子量影響增塑劑的塑化效率,。分子量小的增塑劑顯示出良好的塑化效率。 (2) 分子量相同的情況下﹐分子內(nèi)極性基團(tuán)多的或者環(huán)狀結(jié)構(gòu)多的增塑劑﹐塑化效率較差,。 (3) 支鏈烷基結(jié)構(gòu)的增塑劑塑化效率不及相應(yīng)的直鏈烷基的增塑劑,。 (4) 酯類增塑劑中﹐烷基鏈長(zhǎng)增加﹐塑化效率降低。 (5) 在酯類增塑劑中﹐烷基部分由芳基取代﹐塑化效率降低,。 (6) 在酯類增塑劑中﹐烷基碳鏈中引入醚鏈﹐能提高塑化效率,。 (7) 在烷基或者芳基中引入氯取代基﹐塑化效率降低。 (8) 增塑劑的塑化效率與自身黏度有關(guān),。增塑劑的等效用量是隨其黏度上升而增加的,。 二.兼容性 作為增塑劑﹐首先要與樹(shù)脂兼容﹐這是增塑劑最基本的性質(zhì)之一。如果增塑劑與樹(shù)脂不兼容﹐塑化效率就無(wú)從談起,。增塑劑可能溶解一部分樹(shù)脂﹐但大部分是滲入高分子鏈間起溶脹作用﹐因此可以簡(jiǎn)單的把增塑劑視為溶劑,。增塑劑的兼容性可以用溶解度參數(shù)﹑相互作用參數(shù)﹑特性黏度﹑介電常數(shù)等表征。 聚合物和增塑劑的結(jié)構(gòu)對(duì)兼容性有很大的影響,。結(jié)構(gòu)基本上類似的樹(shù)脂和增塑劑兼容性良好,。作為主增塑劑使用的烷基碳原子數(shù)為4----10的鄰苯二甲酸酯﹐與PVC的兼容性是良好的﹐但是隨著烷基碳原子數(shù)進(jìn)一步增加﹐其兼容性急速下降。因此使用的鄰苯二甲酸酯類增塑劑的烷基碳原子數(shù)通常不超過(guò)13個(gè),。酯類增塑劑中烷基為戊基時(shí)兼容性最好,。 環(huán)氧酯 類增塑劑中﹐多元醇酯比單酯兼容性好﹔聚脂增塑劑分子量較大﹐故兼容性較差﹐需用較高的溫度的強(qiáng)烈機(jī)械混煉來(lái)補(bǔ)嘗,。氯化石蠟雖然有較強(qiáng)的極性﹐但單獨(dú)使用時(shí)﹐仍有析出現(xiàn)象﹐只能作為輔增塑劑使用。此外環(huán)狀結(jié)構(gòu)比脂肪族鏈烴的增塑劑兼容性好﹔分支結(jié)構(gòu)比直鏈接構(gòu)的增塑劑兼容性好,。 三﹑ 加工性 選用不同的增塑劑將顯著地影響榪脂的加工性能,。因此選擇增塑劑時(shí)必須考慮基加工性。增塑劑的加工性與兼容性密切相關(guān)﹐一般來(lái)說(shuō)兼容性好的增塑劑加工性也好,。當(dāng)然也要考慮增塑劑的其它性能參數(shù)﹐如黏度﹑閃點(diǎn)等,。 加工性柯以通過(guò)凝膠化速度﹑凝膠化溫度﹑魚(yú)眼狀斑點(diǎn)消失速率等參數(shù)反映出來(lái)。分子量大﹐兼容性差的鄰苯二甲酸酯的凝膠化速度較慢﹐反映出這些增塑劑加工差,。配合物的加工性同時(shí)受穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑的影響,。使用了兼容性差的潤(rùn)滑劑和較大用量的穩(wěn)定劑的情況下﹐需要充分考慮混合料的加工性﹐防止增塑劑的滲出。 四﹑耐寒性 所謂增塑劑的耐寒性是指用增塑劑增塑的聚合物制品的耐低溫性能﹐反映在低溫脆化溫度﹑低溫柔軟性等指標(biāo),。通常將PVC樹(shù)脂中加入1%摩爾分?jǐn)?shù)增塑劑報(bào)引起的玻璃化溫度的下降值﹐稱為增塑劑的低溫效率值,。增塑劑的耐低溫性能一方面取決于增塑劑的結(jié)構(gòu)﹐包括鏈長(zhǎng)短﹑分支情況﹑官司能團(tuán)和種類和多少等﹔另一方面﹐取決于增塑劑進(jìn)入聚合物鏈間的極性影響和隔離作用﹐還與增塑劑本身的活化能有關(guān)﹐增塑劑黏度越大﹐流動(dòng)活化能越大﹐則耐寒性越差。 增塑劑的耐寒性與兼容性有相反的關(guān)系,。以直鏈亞甲基為主體的二元脂類有良好的耐寒性﹔含有較長(zhǎng)的直鏈的鄰苯二甲酸酯類一般耐寒性良好發(fā)﹐但隨著烷基支鏈的增加﹐分子鏈的柔性降低﹐相應(yīng)的增塑劑耐寒性下降,。因此作為主增塑劑的直鏈醇的鄰苯二甲酸酯都具有良好的耐寒性。當(dāng)增塑劑分子中含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)時(shí)﹐耐寒性會(huì)顯著,。目前作為耐寒性增塑劑使用的主要是脂肪族二元酸酯(DOA﹑DOS﹑DOZ等),。 五﹑穩(wěn)定性 增塑劑本身有很好的化學(xué)穩(wěn)定性﹐在貯存期間幾乎不用考慮熱和光造成的影響﹐但增塑劑的類型的濃度對(duì)聚合物配合物的興﹑熱穩(wěn)定性影響較大。 1. 貯存穩(wěn)定性 貯存穩(wěn)定性顯示的是增塑劑本身的性能,。有雜質(zhì)會(huì)使其降低,。 2 . 熱穩(wěn)定性 熱穩(wěn)定性是指制品加工和使用過(guò)程中受熱時(shí)的穩(wěn)定性。增塑劑熱穩(wěn)定性與增塑劑的結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系,。除了增塑劑的結(jié)構(gòu)外﹐以下因素也會(huì)影響熱穩(wěn)定性﹕ (1) 增塑劑的純度對(duì)熱穩(wěn)定性有顯著的影響,。純度越高﹐熱穩(wěn)定性越好。 (2) 增塑劑的潤(rùn)滑性影響其熱穩(wěn)定性﹐潤(rùn)滑性強(qiáng)的增塑劑能明顯地改善動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性,。 (3) 增塑劑的揮發(fā)性影響動(dòng)態(tài)其熱穩(wěn)定性﹐揮發(fā)性高的增塑劑會(huì)使熱穩(wěn)定性顯著降低,。 (4) PVC的分解產(chǎn)物HCL對(duì)羥酸酯的熱分解具有催化作用﹐造成增塑劑本身的熱穩(wěn)定性下降。 3. 抗氧穩(wěn)定性 增塑劑的抗氧穩(wěn)定性與其本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)﹐增塑劑氧化之后﹐反映為酸值增加,。 4. 光穩(wěn)定性 增塑劑的光穩(wěn)定性是指其抵抗光氧老化的性能﹐也可稱為耐候性,。一般耐寒性優(yōu)良的增塑劑是不耐候的。環(huán)氧化合物可以一很大程度上提高PVC的耐候性,。 六﹑耐久性 多數(shù)增塑劑與聚合物不能形成化學(xué)鍵合﹐增塑的樹(shù)脂組成物處于動(dòng)態(tài)﹐其中的聚合物分子不斷地結(jié)合﹐又不斷的分離,。因此增塑劑有從增塑組成中移出的傾向。特別是在PVC軟制品中﹐或是說(shuō)增塑劑用量較多的情況下﹐增塑劑移出現(xiàn)象往往比較嚴(yán)重,。 增塑制品在使用過(guò)程中﹐增塑劑從制品中移出的主要通過(guò)以下三個(gè)途徑﹕ ● 揮發(fā)--------增塑劑從制品表面揮發(fā)出來(lái)﹐散失在空氣中’ ● 抽出--------增塑劑從制品表面轉(zhuǎn)移至與之接觸的液體中,。 ● 遷移--------增塑劑從制品表面轉(zhuǎn)移至與之接觸的固體中。 故增塑劑的耐久性即包括耐揮發(fā)性﹑耐抽出性和耐遷移性。增塑劑的耐久性與分子量用分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān),。要得到良好的耐久性﹐增塑劑的相對(duì)分子量一般要求大于350,。 1. 揮發(fā)性 增塑劑的揮發(fā)性是很增塑劑從塑化物內(nèi)部向周?chē)諝庵刑右莸膬A向。揮發(fā)過(guò)程首先從制品內(nèi)部向表面遷移﹐然后從表面蒸發(fā)逸入空氣中,。增塑劑的揮發(fā)性與分子量用分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)﹐一般分子量小的揮發(fā)性大,。同時(shí)兼容性好增塑劑揮發(fā)性大。分子內(nèi)具有龐大的基團(tuán)的增塑劑﹐由于它們?cè)谒芑飪?nèi)擴(kuò)散比較困難﹐所以揮發(fā)性小,。在常用的鄰苯二甲酸酯中DOP揮發(fā)性較大﹐故使用此增塑劑時(shí)應(yīng)該考慮其揮發(fā)性對(duì)生產(chǎn)操作造成的影響。 2. 抽出性 抽出性是指增塑的聚合物制品與液體介質(zhì)接觸時(shí)﹐增塑劑從聚合物內(nèi)部向液體介質(zhì)中遷移的傾向,。增塑劑能被多種液體抽出﹐因此在增塑制品與液體接觸時(shí)﹐應(yīng)該設(shè)法使增塑劑保留在制品中,。抽出性大小一方面取決于增塑劑的結(jié)構(gòu)﹑極性﹑分子量等因素﹔另一方面取決于同塑化物接觸的液體介質(zhì)的性質(zhì)。增塑劑的耐水性和耐肥皂水性同耐油性恰好相反﹐分子中烷基比例大的耐水性和耐肥皂水性更好,。聚酯增塑劑是耐久性優(yōu)良的增塑劑﹐其性質(zhì)隨原材料的不同以及端基的不同有一定差別﹐但對(duì)其影響最大的還是分子量,。高分子量的聚酯增塑劑耐揮發(fā)性﹑耐抽出性和耐遷移性良好﹐但耐寒性和塑化效率較差。 3. 遷移性 增塑劑的遷移是指增塑劑向固體介質(zhì)擴(kuò)散的過(guò)程,。在此過(guò)程上﹐增塑劑從濃度高的塑化物通過(guò)一些接觸點(diǎn)擴(kuò)散到另一個(gè)與之接觸的塑料或者橡膠等聚合物中,。增塑劑的遷移性是相對(duì)于所接觸的固體而言的﹐遷移現(xiàn)象的發(fā)生往往導(dǎo)致塑化物出現(xiàn)軟化﹑發(fā)黏甚至表面脆裂等現(xiàn)象﹐同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致制品污染。 增塑劑的遷移性與增塑劑本身的結(jié)構(gòu)和與塑化物接觸的聚合物介質(zhì)密切相關(guān),。鄰苯二甲酸酯類的遷移性隨脂肪鏈的長(zhǎng)度增加而急劇,。增塑劑對(duì)硝酸纖維素﹑ABS的遷移性較大﹐而對(duì)PP﹑PE和聚苯乙烯遷移性較小。 七﹑絕緣性 純凈的PVC樹(shù)脂有良好的電氣性能﹐硬質(zhì)PVC制品的體積電阻率是很大的﹐但會(huì)隨著增塑劑的入而逐漸降低,。PVC塑 化物的絕緣性通過(guò)電阻率﹑介電常數(shù)﹑功率因素﹑耐電壓擊穿強(qiáng)度等參數(shù)反映出來(lái)﹐其中使用較多的是體積電阻,。一般體積電阻隨增塑劑的種類不同有明顯差異﹐隨著增塑劑用量的增加﹐絕緣性逐漸降低。 耐寒性與電性能是成反比的﹐一般耐寒性能好的電性能差,。這是因?yàn)闃O性較低的增塑 劑允許聚合物鏈上的偶極有更大的自由度﹐從而使導(dǎo)電率增加電絕緣性降低,。另一方面分子內(nèi)支鏈較多的﹑塑化效率差的增塑劑卻有較好的電性能。DOA會(huì)使塑化物體積電阻降低最甚,。而氯化石蠟是絕緣增塑劑的典型代表,。 增塑劑的純潔度與塑化物的電性能有密切的關(guān)系﹐因?yàn)閹щ姷碾x子性物質(zhì)容易在塑化物中移動(dòng)﹐增塑劑含有離子性雜質(zhì)時(shí)﹐電絕緣性會(huì)顯著下降。 八﹑難燃性 PVC為含氯量56%的聚合物﹐本身具體有阻燃性和自熄性﹐如配合使用阻燃性能好的可塑劑﹐阻燃性更優(yōu),。但如果配合普通的可燃性增塑劑﹐PVC塑化物就不再阻燃,。阻燃性通常可能延燃時(shí)間或者氧指數(shù)來(lái)表示,。延燃時(shí)間長(zhǎng)者難燃性好﹐氧指數(shù)高者難燃性能好,。一般說(shuō)來(lái)﹐增塑劑的難燃性受以下幾個(gè)方面影響﹕ (1) 增塑劑對(duì)于聚合物的揮發(fā)性。揮發(fā)性越大﹐難燃性越差,。 (2) 燃燒時(shí)產(chǎn)生的分解物,。分解物最好不是助燃物﹐如是將使難燃性降低。 (3) 增塑劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)。增塑劑中含有磷﹑氯和芳基結(jié)構(gòu)時(shí)﹐難燃性比較好,。 目前廣泛使用的難燃性增塑劑有磷酸酯類﹑氯化石蠟類和氯化脂肪酸類,。磷酸酯類增塑劑的最大特點(diǎn)是阻燃性強(qiáng)﹐廣泛使用于PVC的增塑劑﹐單獨(dú)作為阻燃劑時(shí)﹐也能產(chǎn)生較好的阻燃作用。氯化石蠟類價(jià)廉﹐大量作為輔助增塑劑使用﹐氯化石蠟的性能與含氯量密切相關(guān)﹐隨著氯含量的增加﹐阻燃性和兼容性都得到改善﹐但耐寒性卻顯著變差,。氯化脂肪酸類與PVC的兼容性比氯化石蠟好,。 九﹑黏度穩(wěn)定性 黏度穩(wěn)定性針對(duì)增塑糊而言。 十﹑毒性 大多數(shù)增塑劑或多或少有一定毒性,。DOP用普通包裝是安全的﹐但接觸高脂肪食品時(shí)有被油類抽出的可能﹐應(yīng)予避免,。DOA具有良好的衛(wèi)生性。磷酸酯類屬于毒性較高的增塑劑,。
第四節(jié) 增塑劑各論 一﹑苯二甲酸脂 1.概況 大多數(shù)增塑劑在化學(xué)上都可歸為兩類﹐一類是高沸點(diǎn)的脂﹐另一類是某些分子結(jié)構(gòu)﹑形狀和大小與增塑聚合物十分相似的物質(zhì),。不言而喻﹐苯二甲酸脂屬于前一類。苯二甲酸脂類是增塑劑中最重要的類別,。與PVC有極好的的兼容性﹐是苯二甲酸脂的一大特性,。苯二甲酸脂一般都有適度的極性﹐其溶解度和介最常數(shù)與PVC都較相近。聚合物和溶劑的溶解度參數(shù)相同或者相近時(shí)﹐聚合物才能溶入到此溶劑,。 2.主要類別及性能特點(diǎn) 苯二甲酸脂類包括鄰苯二甲酸脂﹑間苯二甲酸脂和對(duì)苯二甲酸脂,。鄰苯二甲酸脂又有低碳醇酯﹑高碳醇酯﹑側(cè)鏈醇酯﹑直鏈醇酯﹑單一醇酯﹑混合醇酯﹐烷基脂﹑芳基脂等等。 (1) 鄰苯二甲酸脂 鄰苯二甲酸脂是性能全面的無(wú)毒或者低毒的主增塑劑,。其中鄰苯二甲酸二甲脂(DMP)和鄰苯二甲酸二乙脂(DEP)因揮發(fā)性大,且具有刺激性﹐不宜在PVC中使用,。鄰苯二甲酸二丁脂(DBP)雖然揮發(fā)性大耐久性差,但兼容性好,塑化效率高,因此有部分使用. 鄰苯二甲酸脂中應(yīng)用最多的還是C6—13的,高碳醇酯.其中常用的有鄰苯二甲酸二辛脂(DOP), 鄰苯二甲酸二庚脂(DHP), 鄰苯二甲酸二異辛脂(DIOP), 鄰苯二甲酸二異壬脂(DINP), 鄰苯二甲酸二異癸脂(DIDP)等. (2) 對(duì)苯二甲酸脂 對(duì)苯二甲酸脂為結(jié)晶固體,與PVC兼容性差,但具有一定支鏈度的C8---9醇酯是液體,與PVC有較好的兼容性. 對(duì)苯二甲酸脂的揮發(fā)性﹑低溫性及電性能均優(yōu)于相應(yīng)的鄰苯二甲酸脂﹐為耐遷移的增塑劑。代表性品種為對(duì)苯二甲酸二(2-乙基已)脂(DOTP),。 (3) 間苯二甲酸脂 間苯二甲酸脂的溶劑化能力﹑揮發(fā)性和耐抽出性均優(yōu)于對(duì)苯二甲酸脂,。代表品種為間苯二甲酸二辛脂(DOIP). 3. 代表性產(chǎn)品 (1)鄰苯二甲酸二丁脂(DBP) 低碳醇酯的代表。良好的加工性﹑耐低溫性﹑耐老化性,。但因其揮發(fā)性大﹐耐水抽出性差﹐因而不常用,。 (2)鄰苯二甲酸二(2-乙基已)脂 俗稱鄰苯二甲酸二辛脂﹐常溫下為無(wú)色或淡色油狀透明液體。凝固點(diǎn)-53oC,沸點(diǎn)386oC. DOP與樹(shù)脂兼容性好,揮發(fā)性小,光,、熱穩(wěn)定性好,電性能好,耐低溫,相當(dāng)?shù)偷亩拘?能滿足大多數(shù)通用制品的要求,可單獨(dú)便用在許多配方中,是性能全面,、應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)增塑劑 ; 缺點(diǎn) : 不耐油。 (3)鄰苯二甲酸二異辛脂(DIOP)DIOP的溶點(diǎn)較低,塑化效率與DOP相當(dāng),在軟質(zhì)PVC中可與DOP互用.但揮發(fā)性﹑低溫柔軟性﹑電性能比DOP差. (4)鄰苯二甲酸二異壬脂(DINP)一般特性都與DOP相當(dāng),但揮發(fā)性較低,這不僅僅有利于改善加工環(huán)境,且能提高制品的耐久性.特別是耐熱老化性能較好. (5)鄰苯二甲酸二異癸脂(DIDP)有較好的揮發(fā)性,、絕緣性﹐抗霧性佳,,移行、耐水,、耐油,、耐熱及電氣特性比DOP好,須與耐低溫增塑劑(如DOA)同用,,否則制品較硬;常用于耐高溫或耐低溫的制品中,。 二﹑脂肪類二元酸脂 1. 概況 脂肪類二元酸脂是一類典型的耐寒性增塑劑。常用的脂肪類二元酸脂為已二酸脂﹑壬二酸脂和癸二酸脂。主要產(chǎn)品有已二酸二(2-乙基已)脂(DOA)﹑癸二酸二(2-乙基已)脂(DOS)﹑壬二酸二(2-乙基已)脂(DOZ)等,。 2.主要性能特點(diǎn) 同鄰苯二甲酸脂類相比﹐脂肪類二元酸脂主要表現(xiàn)出以下特點(diǎn)不,。 (1) 低溫性能優(yōu)于DOP﹐其中耐寒性最佳的是DOS。 (2) 塑化效率優(yōu)于DOP,。 (3) 本身黏度低﹐配制塑 料糊的穩(wěn)定性好,。 (4) 兼容性差。通常只用作輔助增塑劑,。 (5) 耐久性差,。DOP本身耐久性不好, 脂肪類二元酸脂模擬DOP更差. (6) 電絕緣性能差。 這是因?yàn)榇祟愒鏊軇O性低﹐允許聚合物鏈節(jié)上的偶極有更大的自由度﹐所以會(huì)使PVC的導(dǎo)電率增大﹐電絕緣性降低,。 (7) 耐旋光性差﹑耐候性差,。 3. 脂肪類二元酸脂結(jié)構(gòu)對(duì)耐寒性的影響 脂肪類二元酸脂的分子結(jié)構(gòu)對(duì)其作為增塑劑的低溫性能影響很大。通常分子中脂肪鏈 碳原子數(shù)與酯基數(shù)的比值(Ap/Po)越大﹐耐寒性越好,。 4.代表性品種 (1) 已二酸二(2-乙基已)脂(DOA)DOA系耐寒性良好的增塑劑﹐與PVC有良好的兼容性﹐有一定耐熱耐光和耐水性且無(wú)毒。在押出過(guò)程中顯示出良好的潤(rùn)滑性﹐制品手感好,??褂托圆瞟o通常與DOP﹑DIDP共享于耐寒配方。 (2) 壬二酸二(2-乙基已)脂(DOZ)近乎白色的透明液體﹐乙烯基樹(shù)脂優(yōu)良的耐寒增塑劑,。黏度低﹐沸點(diǎn)高﹐增塑效率高﹐揮發(fā)性和遷移性小﹐且具有優(yōu)良的耐光熱性﹑電絕緣性﹐耐寒性也優(yōu)于DOA,。 (3) 癸二酸二(2-乙基已)脂(DOS)淡黃色或者無(wú)色透明油狀液體。能在高溫下安全加工﹐耐水性優(yōu)于DOA﹐但耐氧化性﹑耐候性﹑耐抽出性差,。使用時(shí)與主增塑劑配合﹐用量不得大于主增塑劑的1/3,。
三﹑偏苯三酸脂 1.概況 偏苯三酸脂屬于苯多酸脂的范疇。這種酯的特點(diǎn)是揮發(fā)性低﹑耐抽出﹑耐遷移﹐具有類似聚酯增塑劑的優(yōu)點(diǎn)﹐同時(shí)兼容性﹑加工性﹑低溫性能又類似于單體型鄰苯二甲酸酯﹐所以兼具有單體增塑劑的聚合增塑劑兩者的優(yōu)點(diǎn),。通常作為耐熱﹑耐久性增塑劑使用,。 2.主要品種及性能 常用的偏苯三酸脂主要有偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)﹑偏苯三酸三異辛脂(TIOTM)﹑偏苯三酸三異癸脂(TIDTM)等。 (1) 偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)偏苯三酸脂的代表性產(chǎn)品,。偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)屬于耐熱性和耐久性增塑劑﹐增塑效率與鄰苯二甲酸酯相近﹐耐近性可與聚酯媲美﹐但耐油性不如聚酯可塑劑,。 (2) 偏苯三酸三異辛脂(TIOTM) 主要作耐熱性增塑劑﹐性能與用途與偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)相似。 (3) 偏苯三酸三異癸脂(TIDTM)性能與偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)類似﹐揮發(fā)性更小﹐耐久性優(yōu)良﹐加工性能也比較好,。 偏苯三酸脂的結(jié)構(gòu)與鄰苯二甲酸酯相近﹐與PVC的兼容性也很好﹐也可作為主增塑劑,。偏苯三酸脂價(jià)格較高﹐多采用鄰苯二甲酸的高碳醇酯與之配合。即使在建筑用電線絕緣材料這樣對(duì)耐熱性要求嚴(yán)格的場(chǎng)合﹐目前也多采用偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)或者偏苯三酸三異辛脂(TIOTM)與鄰苯二甲酸二異癸脂(DIDP)配合使用的做法,。 與聚酯可塑劑相比﹐偏苯三酸脂的缺陷是不耐油和溶劑的抽出﹐遷移性也較差﹐因此有些要求耐油耐熱的 電線料﹐不得不選用聚酯可塑劑,。偏苯三酸脂主要用于低揮發(fā)性﹑低水抽出性﹑低遷移性﹑耐熱性以及良好的電絕緣性能的場(chǎng)合﹐可以作主增塑劑使用。
四﹑磷酸酯 1. 概況 磷酸酯是廣泛使用的阻燃性增塑劑品種,??勺鳛橹髟鏊軇┦褂茅o屬于多功能新產(chǎn)品﹐通常使用的有4種類型。磷酸三烷基酯﹑磷酸三芳基酯﹑磷酸烷基芳基酯和含氯磷酸酯。有應(yīng)用的有磷酸三(2-乙基已)酯(TOP)﹑磷酸二苯一辛酯(ODP)﹑磷酸甲苯二苯酯(CDP)﹑磷酸三甲苯酯(TCP)等. 2. 性能特點(diǎn) (1) 兼容性好 磷酸三烷基酯的兼容性優(yōu)于磷酸三烷基酯,。 (2) 優(yōu)良的阻燃性 所有的磷酸酯都表現(xiàn)出良好的阻燃性﹐單獨(dú)使用時(shí)更為明顯,。其阻燃性隨磷含 量的增加而提高﹐并逐步由自熄轉(zhuǎn)變?yōu)殡y燃性。分子中烷基越少﹐耐燃性越好﹐在磷酸酯引入鹵素原子更能提高阻燃性 (3) 耐久性好 揮發(fā)性﹑抽出性較DOP好. (4) 大部分磷酸酯具有耐菌性和耐候性,。 (5) 耐寒性差 磷酸三芳基酯耐寒性差﹐但揮發(fā)性小﹔磷酸三烷基酯耐寒性稍好﹐但揮發(fā)性大,。 (6) 有毒 磷酸酯大多有毒﹐僅僅有磷酸二苯一辛酯(ODP)低毒。 (7) 價(jià)格高 常與氯代烴配合使用,。 磷酸酯和常用的阻燃劑(例如Sb2O3等)有對(duì)抗作用﹐二者不能配合使用,。 3. 代表產(chǎn)品 (1) 磷酸三甲苯酯(TCP) 微具氣味的淺色液體。水解穩(wěn)定性好﹐耐油性和電絕緣性﹑耐菌性優(yōu)良,。耐寒性差﹐配合DOA使用可以改善,。 (2) 磷酸甲苯二苯酯(CDP)無(wú)色無(wú)臭的清亮液體。與樹(shù)脂兼容性好,。與磷酸三甲苯酯(TCP)相比﹐耐久性﹑阻燃性的電性能相似﹐但增塑效率高﹐低溫特性和制品的耐磨性好,。光穩(wěn)定性差。揮發(fā)性大,。 (3) 磷酸二苯一辛酯(ODP) 無(wú)毒,。磷酸二苯一辛酯(ODP)揮發(fā)性低﹐耐寒性和耐候性較好。與DOP或者DIDP配合使用,可提高制品的韌性和耐候性,。
五﹑聚酯增塑劑 1. 概況 聚酯增塑劑主要用于耐久性要求特別高的制品﹐可用作主增塑劑﹐也可與其它增塑劑配合使用,。 2. 聚酯增塑劑的品種和性能 制備聚酯增塑劑常用的二元酸有已二酸﹑癸二酸﹑壬二酸﹑鄰苯二甲酸酐等﹐常用的二元醇主要有1﹐2-丙二醇﹑1﹐3-丁二醇﹑一縮二乙二醇等。封端用的一元醇包括2-乙基已醇﹑丁醇等﹐封端用的一元酸包括月桂酸﹑辛酸等,??紤]到上述原材料的不同組合和分子量之間的差異﹐聚酯增塑劑的品種很多﹐性能差別也較大。 同傳統(tǒng)增塑劑相比﹐聚酯增塑劑主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)﹕ (1) 兼容性較差 ,。一般已二酸聚酯增塑劑兼容性較差﹐而癸二酸和鄰苯二甲酸聚酯增塑劑的兼容性稍好一些,。 (2) 塑 化效果不如DOP. (3) 揮發(fā)性小﹐揮發(fā)損失少。 (4) 聚酯增塑劑在PVC中擴(kuò)散速度小﹐因此遷移性小于DOP. (5) 耐各種溶劑的抽提,。 (6) 電性能略低于鄰苯二甲酸酯,。 (7) 聚酯增塑劑毒性低。 3. 化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響 (1) 化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)兼容性的影響 低碳二元酸制成的聚酯增塑劑兼容性差﹐容易產(chǎn)生滲出﹔高碳二元酸無(wú)此現(xiàn)象,。當(dāng)二元酸固定時(shí)﹐具有側(cè)鏈的二元醇可得到較好的兼容性,。 (2) 化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)械性能的影響 當(dāng)二元醇固定時(shí)﹐PVC制品的拉伸強(qiáng)度隨二元酸中碳原子數(shù)的增加而提高﹔當(dāng)二元酸固定時(shí)﹐拉伸強(qiáng)度與二元醇中碳原子數(shù)的增加而降低。 (3) 化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)抽出性的影響 二元醇中碳原子數(shù)增加﹐則聚酯增塑劑在PVC中被汽油抽出增加,。使用有側(cè)鏈的二元醇時(shí)﹐汽油抽出較少,。肥皂水的抽出與之相反。 (4) 分子量的影響 聚酯增塑劑分子量增加﹐產(chǎn)品黏度增大﹐塑 公效率降低﹐兼容性和加工性變差﹐抽出性和揮發(fā)性則降低,。
六﹑環(huán)氧增塑劑 1.概況 環(huán)氧增塑劑是含有三元環(huán)氧環(huán)的增塑劑,。大多環(huán)氧增塑劑可以作為PVC的輔助穩(wěn)定劑使用,。少量加入就可改善制品對(duì)光熱穩(wěn)定性。 2.主要性能 (1) 環(huán)氧增塑劑用量過(guò)高時(shí)﹐會(huì)產(chǎn)生兼容性差的問(wèn)題,。 (2) 光熱穩(wěn)定性能優(yōu)良,。 (3) 耐久性好 在常用的環(huán)氧增塑劑﹐環(huán)氧大豆油揮發(fā)性最小。環(huán)氧增塑劑的耐抽出性優(yōu)于DOP,。環(huán)氧大豆油耐遷移性非常好,。 (4) 毒性低。 3.代表產(chǎn)品 目前所用的環(huán)氧增塑劑主要有3類﹐即環(huán)氧化油﹑環(huán)氧脂肪酸單酯和環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯,。 (1) 環(huán)氧化油 環(huán)氧化 油有化學(xué)結(jié)構(gòu)為環(huán)氧甘油三羥酸酯,。這是使用最多的一類環(huán)氧增塑劑﹐主要品種有環(huán)氧大豆油和環(huán)氧亞麻仁油。環(huán)氧大豆油主要成分為十八碳的不餉脂肪酸﹐來(lái)源不同組成差異很大,。環(huán)氧大豆油揮發(fā)性低﹐遷移性小﹐具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性﹐耐水油性和耐油性也較好﹐并可賦予制品良好的機(jī)械強(qiáng)度﹑耐候性和電性能,。與聚酯類增塑劑并用﹐可減少聚酯的遷移﹐與熱穩(wěn)定劑并用﹐顯示良好的協(xié)效應(yīng)。 (2) 環(huán)氧脂肪酸單酯 環(huán)氧脂肪酸單酯也是由天然油脂制成的,。其性能比較全面﹐增塑效率好﹐兼容性和耐抽出性都很出色,。 (3) 環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯 環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯是一類合成環(huán)氧增塑劑。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)﹐這類增塑劑即具有苯二甲酸酯的性能﹐又有環(huán)氧酯的性能﹐是一類較理想的多功能增塑劑,。
七﹑其它增塑劑 (1) 多元醇酯 多元醇酯主要包括乙二酯﹑丙三酯﹑一縮二乙二酯﹑甘油和苯甲酸酯等,。 與傳統(tǒng)增塑劑相比﹐多元醇酯在以下幾個(gè)方面表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。 1. 優(yōu)良的低溫性能 與DOA相似了﹐與PVC兼容性差﹐僅用輔助增塑劑,。 2. 優(yōu)良的耐熱﹑耐老化及耐抽出性 其電性能也很好﹐可作為耐熱增塑劑和高溫絕緣材料的增塑劑。 3. 良好的耐污染性及無(wú)毒 (2) 檸檬酸酯 檸檬酸化學(xué)名稱為2-羥基-1﹐2﹐3-丙烷三羥酸﹐與適當(dāng)?shù)奶荚拥拇歼M(jìn)行酯化,。真正的無(wú)毒增塑劑,。 (3) 氯代烴 與非氯代烴相比﹐氯代烴的熱穩(wěn)定性﹑光穩(wěn)定性略差﹐但其兼容性較好﹐揮發(fā)性較低。常用的氯化石蠟根據(jù)含氯量不同可分為氯化石蠟-42﹑氯化石蠟-50﹑氯化石蠟-52和氯化石蠟-70,。氯化石蠟-42在PVC中配用限度為25-40PHR﹐而氯化石蠟-52可配用35-60PHR,。氯化石蠟可用105oC電線配方。氯化石蠟對(duì)制品熱光穩(wěn)定性和阻燃性都取決于其氯含量﹐而無(wú)分子鏈長(zhǎng)短無(wú)關(guān),。
八﹑各種增塑劑的性能概括 本廠使用的增塑劑主要使用于PVC電線電纜料﹐其性能要求都應(yīng)符合電線電纜料的要求,。 下表中列出本廠所用的增塑劑及主要性能﹕ 可塑劑名稱 中 / 英 | 縮 寫(xiě) | 耐溫或其它 | 可 塑 劑 性 能 | 鄰苯二甲酸二辛酯 Dioctyl phthalate | DOP | 600C | 與樹(shù)脂兼容性好,揮發(fā)性小,光、熱穩(wěn)定性好,電性能好,耐低溫,低毒;能滿足大多數(shù)通用制品的要求,可單獨(dú)便用在許多配方中,是性能全面,、應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)增塑劑 ; 缺點(diǎn) : 不耐油,、 | 聚酯可塑劑 Polyester plasticizer | PN-1030 W-2050 | 1050C 耐遷移 | 非移行性、耐油性,、耐溶劑,、耐熱性、揮發(fā)性等良好,但最大的缺點(diǎn)是粘度高,不易溶混,、塑化,、耐低溫性差 . | 偏苯三酸三辛酯 Trioctyl trimellitate | TOTM | 1050C | 耐熱性,、電氣絕緣性、耐油性佳,,揮發(fā)性,、耐寒性亦良好,是耐高溫型可塑劑 | 鄰苯二甲酸二異癸酯 Diisodecyl phthalate | DIDP | 900C | 揮發(fā)性,、絕緣性,、抗霧性佳,移行,、耐水,、耐油、耐熱及電氣特性比DOP好,,須與耐低溫增塑劑(如DOA)同用,,否則制品較硬;常用于耐高溫或耐低溫的制品中 | 鄰苯二甲酸二異壬酯 Diisononyl phthalate | DINP | 900C | 揮發(fā)性比DOP小,耐寒性及可塑化效率略差,,其余與DOP相當(dāng) | 己二酸二辛酯 Dioctyl adipate | DOA | 耐寒 | 優(yōu)良的耐寒增塑,,但與PVC兼容性較差,揮發(fā)性較大,,只能作輔助增塑劑 | 三苯六甲酸異癸酯 Tri isodecyl trimellitate | TIDTM | 耐低溫 耐遷移 | 耐低溫,、耐熱性、耐遷移性佳 | Chlorinated paraffin 氯化石蠟 | CERECLOR S52 | 耐燃 可塑劑 | 電性能和阻燃性優(yōu)良,價(jià)格適宜,但兼容性很差,用量稍多時(shí)就會(huì)滲析出來(lái).光熱定性和耐寒性都差,只能作輔助增塑劑 | Epoxidized soya bean oil 環(huán)氧化大豆油 | B-22 O-130 ESBO | 耐熱 穩(wěn)定劑 | 兼具穩(wěn)定劑作用,揮發(fā)性低,耐熱,、耐光,不易抽出,電性能好,但耐寒性低,兼容性差,不能單獨(dú)使用 |
第五節(jié) 增塑劑的選用 為了使PVC制品具有良好的綜合性能,一般選用增塑劑應(yīng)考慮以下幾點(diǎn): 1.與PVC樹(shù)脂有良好的兼容性,這樣有利于獲得質(zhì)量穩(wěn)定的PVC制品.DOA與大豆油等增塑劑與樹(shù)脂兼容性不好,只能做輔助增塑劑. 2.對(duì)PVC樹(shù)脂有高的塑化效率,能以少的增塑劑獲得最合理的塑化加工條件和最佳的柔軟制品. 3.在PVC制品中有良好的耐久性和保留性,包括低的揮發(fā)性,、對(duì)油劑 、有機(jī)溶劑的水等的抽出性,、對(duì)性質(zhì)相似固體物質(zhì)(例PS&ABS等)的低的遷移性,。 4. 耐熱性好 在加工溫度和使用溫度在較高的溫度下保持穩(wěn)定. 5.能滿足確定用途所需要提供的特效性,如電絕緣性、阻燃性,、難燃性和耐寒性等,。 6.良好的耐候性和環(huán)境作用的穩(wěn)定性,包括熱穩(wěn)定性、耐霉菌性和對(duì)輻射的化學(xué)穩(wěn)定性等,。 7.無(wú)味,、無(wú)嗅、無(wú)色,、無(wú)毒和無(wú)污染性,。 8.容易獲得,價(jià)格低廉. 除以上因素外,由于使用環(huán)境、使用條件以及價(jià)格因素等方面的差異,,在選用增塑劑時(shí)還應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境適應(yīng)性,、使用功能性、衛(wèi)生與安全性,以及經(jīng)濟(jì)合理性等方面的要求.在環(huán)境與氣候因素方面,通常應(yīng)考慮增塑劑的耐寒性和耐候性,如與PVC混合后的脆化溫度(脆點(diǎn)),、光熱穩(wěn)定性,、防霉性等,;在使用功能因素方面,對(duì)特定要求的增塑制品,,應(yīng)考慮增塑劑的電絕緣性,、抗電弧性和阻燃性等;對(duì)于醫(yī)療品及或食品級(jí)的制品,應(yīng)考慮增塑劑的毒性及相關(guān)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn). 電線被覆用PVC配合物可分為絕緣用與保護(hù)被覆用。絕緣用者以電氣特性最為重要﹐另外機(jī)械性能及耐劣化性能亦應(yīng)列入考慮﹐保護(hù)用被覆以機(jī)械特性為主﹐對(duì)各種劣化之抵抗及某種程度之電氣特性仍為必要,。任何情況下﹐電氣特性受樹(shù)脂﹑安定劑﹑填充劑等左右﹐增塑劑之量及種類也有很大的影響,。一般以鄰苯二甲酸酯系為主﹐與其它增塑劑配合使用。現(xiàn)日本及歐洲的一些公司要求電線用PVC無(wú)鄰苯二甲酸酯系增塑劑,則可以TOTM為主增塑劑,其它增塑劑為輔增塑劑.
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