第五章 合成材料助剂.ppt

第四章第四章 合成材料助剂合成材料助剂4.1 4.1 概论概论 1.1.助剂的定义助剂的定义 助助剂剂又又称称添添加加剂剂，是是指指那那些些为为改改善善某某些些材材料料的的加加工工性性能能和和最最终终产产品品的的性性能能而而分分散散在在材材料料中中，对对材材料料结结构构无无明明显显影响的少量化学物质。影响的少量化学物质。静电事故4.1 4.1 绪论绪论 助助剂剂广广泛泛应应用用于于化化学学工工业业，特特别别是是塑塑料料、纤纤维维、橡橡胶胶等等三三大大合合成成材材料料的的制制造造加加工，是精细化工行业中的一大类产品。工，是精细化工行业中的一大类产品。助助剂剂能能赋赋予予制制品品以以特特殊殊性性能能，延延长长其其使使用用寿寿命命，扩扩大大其其应应用用范范围围，能能改改善善加加工工效率。效率。4.1 4.1 绪论绪论 以以塑塑料料为为例例，如如聚聚氯氯乙乙烯烯的的加加工工温温度度和和分分解解温温度度很很接接近近，如如果果不不用用热热稳稳定定剂剂，就就无无法法加加工工，从从而而丧丧失失实实用用价价值值，另另外外，聚聚氯氯乙乙烯烯是是极极性性聚聚合合物物，分分子子敛敛集集程程度度高高，为为一一脆脆硬硬物物，如如果果不不加加增增塑塑剂剂，就就不能制成软质聚氯乙烯。不能制成软质聚氯乙烯。聚聚乙乙烯烯和和聚聚丙丙烯烯在在室室外外使使用用时时非非常常容容易易老老化化。聚聚丙丙烯烯在在150150下下，只只需需0.5h0.5h左左右右就就严严重重老老化化，添添加加适适当当抗抗氧氧剂剂及及光光稳稳定定剂剂后后聚聚丙丙烯烯在在上上述述温温度度下下的老化寿命可以提高到的老化寿命可以提高到2000h2000h以上。以上。4.1 4.1 绪论绪论2.2.助剂的特点助剂的特点 小批量、多品种。小批量、多品种。添加量不一添加量不一。类型不一类型不一。助剂的协同作用。助剂的协同作用。众众多多的的助助剂剂产产品品都都是是小小批批量量生生产产。不不同同化化学学结结构构的的助助剂剂品品种种有有成成千千上上万万;而而同同一一化化学学结结构构的的助助剂剂品品种种,不不同同厂厂家家赋赋予予了了不不同同的的商商品品名名称称,故故助助剂剂品品种种繁繁多多,型型号号各各异异,难难以以准准确统计。确统计。添加量根据制品要求而定，悬添加量根据制品要求而定，悬殊很大。有的助剂如抗氧剂、殊很大。有的助剂如抗氧剂、偶联剂等添加量为千分之几到偶联剂等添加量为千分之几到百分之几，食品添加剂则以百分之几，食品添加剂则以ppm(10ppm(10-6-6)计；而有的助剂如补计；而有的助剂如补强剂和填充剂则高达强剂和填充剂则高达200200。助剂类型有液体状，也有粉助剂类型有液体状，也有粉末状；有小分子结构的，也末状；有小分子结构的，也有大分子高聚物的；有无机有大分子高聚物的；有无机的，也有有机的。因此选用的，也有有机的。因此选用助剂时，一定要有针对性，助剂时，一定要有针对性，否则事倍功半。否则事倍功半。一一种种材材料料往往往往需需加加多多种种功功能能助助剂剂，大大多多数数助助剂剂都都具具有有专专门门的的功功能能，有有些些助助剂剂兼兼具具几几种种作作用用，但但没没有有一一种种是是万万能能的的助助剂剂。为为了了达达到到良良好好的的效效果果，各各类类助助剂剂常常常常配配合合使使用用。如如果果配配合合得得当当，不不同同助助剂剂之之间间常常会会相相互互增增效效，达达到到“协协同同作作用用”。3.3.助剂的分类助剂的分类改善力学性能的助剂改善力学性能的助剂 稳定化助剂稳定化助剂 提高加工性能的助剂提高加工性能的助剂 改变色光的助剂改变色光的助剂 难燃化与抑烟助剂难燃化与抑烟助剂 其它助剂其它助剂 柔软化与轻质化的助剂柔软化与轻质化的助剂 改变表面性能的助剂改变表面性能的助剂 4.1 4.1 绪论绪论4.1 4.1 绪论绪论 塑塑料料、纤纤维维用用助助剂剂主主要要包包括括：增增塑塑剂剂、热热稳稳定定剂剂、光光稳稳定定剂剂、抗抗氧氧剂剂、交交联联剂剂和和助助交交联联剂剂、发发泡泡剂剂、阻阻燃燃剂剂、润润滑滑剂剂、抗抗静电剂、防雾剂、固化剂等；静电剂、防雾剂、固化剂等；橡橡胶胶用用助助剂剂主主要要有有:硫硫化化剂剂、硫硫化化促促进进剂剂、防防老老剂剂、抗抗臭臭氧氧剂剂、塑塑解解剂剂、防防焦焦剂剂、填充剂等。填充剂等。4.1 4.1 绪论绪论4.4.如何选用助剂如何选用助剂助剂与制品的配伍性助剂与制品的配伍性 聚合物助剂的选择与应聚合物助剂的选择与应用，必须兼顾应用对象用，必须兼顾应用对象种类、加工方式、制品种类、加工方式、制品特征及配合组分等多种特征及配合组分等多种因素。选择助剂时应考因素。选择助剂时应考虑以下几个问题。虑以下几个问题。助剂的耐久性助剂的耐久性 如如果果相相容容性性不不好好，助助剂剂就就容容易易析析出出.固固体体助助剂剂的的析析出出俗俗称称为为“喷喷霜霜”;液液体体助助剂剂的的析析出出则则称称作作“渗出渗出”或或“出汗出汗”。助助剂剂与与聚聚合合物物配配伍伍对对稳稳定定性性的的影影响响也也是是重重要要的的。例例如如聚聚氯氯乙乙烯烯的的分分解解产产物物是是HClHCl，会会使使碱碱性性助剂失效成盐。助剂失效成盐。保保持持耐耐久久性性就就是是防防止止助助剂剂的的损损失失。助助剂剂的的损损失失主主要要通通过过三三条条途途径径：挥挥发、抽出和迁移。发、抽出和迁移。助剂对加工条件的适应性助剂对加工条件的适应性加加工工条条件件对对助助剂剂的的要要求求，最最主主要要是是耐耐热热性性，即即要要求求助助剂剂在在加加工工温温度度下下不不分分解解、不不易易挥挥发发和和升升华华。对对加加工工设设备备和和模模具具不不产产生生腐腐蚀蚀作作用。用。助剂对制品用途的适应性助剂对制品用途的适应性 不不同同用用途途的的制制品品对对所所欲欲采采用用的的助助剂剂的的外外观观、气气味味、污污染染性性、耐耐久久性性、电电性性能能、热热性性能能、耐耐候候性性、毒毒性性等等都有一定要求。都有一定要求。助剂配合中的协同作用与对抗作用助剂配合中的协同作用与对抗作用4.1 4.1 绪论绪论 在在一一种种聚聚合合物物中中往往往往同同时时使使用用多多种种助助剂剂，这这些些助助剂剂彼彼此此间间的的影影响响大大体体可可分分为为三三类类，即即协同效应、加和效应、对抗效应等。协同效应、加和效应、对抗效应等。指两种或两种以上助剂并用时，指两种或两种以上助剂并用时，它们的总效应等于它们各自单独它们的总效应等于它们各自单独使用效能的加和使用效能的加和 。指两种或两种以上助剂并用指两种或两种以上助剂并用时，它们的总效应超过它们时，它们的总效应超过它们各自单独使用效能的加和。各自单独使用效能的加和。指指两两种种或或两两种种以以上上助助剂剂并并用用时时，它它们们的的总总效效应应小小于于它它们们各各自自单单独独使使用用的的效效能能或或加加和和。例例如如,当当受受阻阻酚酚与与炭炭黑黑在在聚聚乙乙烯烯中中配配合合使使用用时时，由由于于炭炭黑黑能能催催化化酚酚的的直直接接氧氧化化而而使使其其抗抗氧氧能能力力降降低低，所所以以它它们们的的配配合合不不但但没没有有提提高高其其抗抗氧氧效效能能，反反而使其降低，因此为对抗作用。而使其降低，因此为对抗作用。4.1 4.1 绪论绪论本章本章主要介绍：增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、主要介绍：增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、发泡剂、抗静电剂。热稳定剂、发泡剂、抗静电剂。学习要求：学习要求：1.掌握各类助剂的结构特点、作用机理、掌握各类助剂的结构特点、作用机理、应用及代表物的生产工艺；应用及代表物的生产工艺；2.了解各类助剂的生产现状及发展趋势。了解各类助剂的生产现状及发展趋势。4.2 4.2 增塑剂增塑剂概述概述 1.1.增塑剂的定义增塑剂的定义 定定义义：增增塑塑剂剂是是一一种种加加入入到到高高分分子子聚聚合合体体系系中中能能增增加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质。加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质。一一些些常常用用的的热热塑塑性性高高分分子子聚聚合合物物具具有有高高于于室室温温的的玻玻璃璃化化转转变变温温度度(T Tg g)，在在此此温温度度下下，聚聚合合物物处处于于玻玻璃璃样样的的脆脆性性状状态态。在在T Tg g温温度度以以上上，高高分分子子聚聚合合物物呈呈现现较较大大的的回回弹弹性性、柔柔韧韧性性和和冲冲击击强强度度。为为了了使使高高分分子子聚聚合合物物具具有有实实用用价价值值，必必须须使使其其T Tg g降降到到室室温温以以下下，增增塑塑剂的加入就起到了这种作用。剂的加入就起到了这种作用。4.2 4.2 增塑剂增塑剂概述概述 增增塑塑剂剂的的作作用用是是削削弱弱聚聚合合物物分分子子间间的的次次价价键键（即即范范德德华华力力），降降低低了了聚聚合合物物分分子子链链的的结结晶晶性性，增增加加了了聚聚合合物物分分子子链链的的移移动动性性（塑塑性性）。表表现现为为聚聚合合物物的的硬硬度度、模模量量、T Tg g下下降，以及伸长率、曲挠性和柔韧性的提高。降，以及伸长率、曲挠性和柔韧性的提高。4.2 4.2 增塑剂增塑剂概述概述 增塑效率增塑效率一般用改变定量柔性指标所需一般用改变定量柔性指标所需加入增塑剂量的多少来评定，即使树脂达到加入增塑剂量的多少来评定，即使树脂达到某一柔软程度的增塑剂用量称为增塑剂的塑某一柔软程度的增塑剂用量称为增塑剂的塑化效率。化效率。增塑剂通常是沸点高、较难挥发的液增塑剂通常是沸点高、较难挥发的液体，或低熔点的固体。体，或低熔点的固体。4.2 4.2 增塑剂增塑剂概述概述 在在所所有有有有机机助助剂剂中中，增增塑塑剂剂的的产产量量和和消消耗耗量量都都占占第第一一位位。而而用用于于聚聚氯氯乙乙烯烯(PVC)(PVC)的的增增塑塑剂剂又又占占增增塑塑剂剂总总产产量量的的80808585以以上上，其其余余则则主主要要用用于纤维素树脂，醋酸乙烯树脂、于纤维素树脂，醋酸乙烯树脂、ABSABS树脂以及橡胶。树脂以及橡胶。不不是是每每种种塑塑料料都都需需增增塑塑，如如聚聚酰酰胺胺、聚聚苯苯乙乙烯、聚乙烯和聚丙烯就不需增塑。烯、聚乙烯和聚丙烯就不需增塑。4.2 4.2 增塑剂增塑剂分类分类1 1按与被增塑物的相容性分类按与被增塑物的相容性分类主增塑剂主增塑剂 辅助增塑剂辅助增塑剂增量剂增量剂与与被被增增塑塑物物相相容容性性良良好好，重重量量相相容容比比几几乎乎可可达达1 1：1 1。可可单单独独使使用用。它它们们不不仅仅能能够够插插入入极极性性树树脂脂的的非非结结晶晶区区域域，而而且且可可以以插插入入有有规规的的结结晶晶区区域域，又又称称溶溶剂剂型型增增塑塑剂剂。如如邻邻苯苯二二甲甲酸酸酯酯类类，磷磷酸酸酯酯类类等。等。与与被被增增塑塑物物相相容容性性良良好好，重重量量相相容容比比可可达达l l：3 3。一一般般不不单单独独使使用用，需需与与适适当当的的主主增增塑塑剂剂配配合合使使用用。其其分分子子只只能能插插入入聚聚合合物物的的非非结结晶晶区区域域，也也叫叫非非溶溶剂剂型型增增塑塑剂剂。如如脂脂肪肪族族二二元元酸酸酯酯类类，多多元元醇醇酯酯类类，脂脂肪肪酸单酯类，环氧酯类等。酸单酯类，环氧酯类等。与与被被增增塑塑物物相相容容性性较较差差，重重量量相相容容比比低低于于l l：2020。但但与与主主增增塑塑剂剂或或辅辅助助增增塑塑剂剂有有一一定定相相容容性性，且且能能与与它它们们配配合合，用用以以降降低低成成本本和和改改善善某某些些性性能，如含氯化合物。能，如含氯化合物。4.2 4.2 增塑剂增塑剂分类分类2 2按应用性能分类按应用性能分类耐寒性增塑剂耐寒性增塑剂 耐热性增塑剂耐热性增塑剂 阻燃性增塑剂阻燃性增塑剂 防霉防霉(耐菌耐菌)性增塑剂性增塑剂 耐候性增塑剂耐候性增塑剂 无毒性增塑剂无毒性增塑剂 通用型增塑剂通用型增塑剂 能使被增塑物在低温下仍有能使被增塑物在低温下仍有良好的韧性。主要有癸二酸良好的韧性。主要有癸二酸二辛酯，己二酸二辛酯等。二辛酯，己二酸二辛酯等。能使被增塑物的耐热性有所提能使被增塑物的耐热性有所提高。主要是双季戊四醇酯，偏高。主要是双季戊四醇酯，偏苯三酸酯等。苯三酸酯等。能能改改善善被被增增塑塑物物的的易易燃燃性性。主主要要为为磷磷酸酸酯酯类类及及含含卤卤化化合合物物(如氯化石蜡如氯化石蜡)等。等。能能使使被被增增塑塑物物的的耐耐光光、耐耐射射线线等等作作用用的的能能力力有有所所提提高高。如如环环氧氧大大豆豆油油及及环环氧氧硬硬脂脂酸酸丁丁酯酯(或辛酯或辛酯)等。等。毒性很小或无毒的增塑剂。如毒性很小或无毒的增塑剂。如磷酸二苯一辛酯及环氧大豆油磷酸二苯一辛酯及环氧大豆油等。等。通常为综合性能好、应用范围通常为综合性能好、应用范围广、价格较便宜的增塑剂。如广、价格较便宜的增塑剂。如邻苯二甲酸酯类。邻苯二甲酸酯类。能赋予被增塑物抵抗能赋予被增塑物抵抗霉菌破坏的能力。主霉菌破坏的能力。主要有磷酸酯类等。要有磷酸酯类等。4.2 4.2 增塑剂增塑剂分类分类3 3按化学结构分类按化学结构分类 这这是是最最常常用用的的分分类类法法，一一般般可可分分为为：邻邻苯苯二二甲甲酸酸酯酯类类，脂脂肪肪族族二二元元酸酸酯酯类类，脂脂肪肪酸酸单单酯酯与与多多元元醇醇的的脂脂肪肪酸酸酯酯类类，磷磷酸酸酯酯类类，偏偏苯苯三三酸酸酯酯类类，烷烷基基磺磺酸酸酯酯类类，苯苯多多羧羧酸酸酯酯类类，聚聚酯酯类类，环氧酯类，柠檬酸酯类，含氯化合物类等环氧酯类，柠檬酸酯类，含氯化合物类等。4.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理 高高分分子子材材料料的的增增塑塑，是是由由于于材材料料中中高高聚聚物物分分子子链链间间聚聚集集作作用用的的削削弱弱而而造造成成的的。增增塑塑剂剂分分子子插插入入到到聚聚合合物物分分子子链链之之间间，削削弱弱了了聚聚合合物物分分子子链链间间的的引引力力，结结果果增增加加了了聚聚合合物物分分子子链链的的移移动动性性，降降低低了了聚聚合合物物分分子子链链的的结结晶晶度度，从从而而使使聚聚合合物塑性增加物塑性增加。4.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理在聚合物分子间存在着的几种作用力：在聚合物分子间存在着的几种作用力：（1）范德华力）范德华力色散色散力力 诱导诱导力力 取向取向力力一种永远存在于聚合物分一种永远存在于聚合物分子间或分子内非键合原子子间或分子内非键合原子间的较弱作用引力。具有间的较弱作用引力。具有加和性。范德华力包括三加和性。范德华力包括三种力。种力。存在于一切分子中，是由于微小存在于一切分子中，是由于微小的瞬间偶极的相互作用，使靠近的瞬间偶极的相互作用，使靠近的偶极处于异极相邻状态而产生的偶极处于异极相邻状态而产生的一种吸引力这种力在非极性的一种吸引力这种力在非极性分子体系中较为严重。分子体系中较为严重。存在于极性分子与非极性分子之存在于极性分子与非极性分子之间的一种力。当极性分子与非极间的一种力。当极性分子与非极性分子相互作用时，非极性分子性分子相互作用时，非极性分子被诱导产生了诱导偶极，这种诱被诱导产生了诱导偶极，这种诱导偶极与极性分子固有偶极间所导偶极与极性分子固有偶极间所产生的吸引力称为诱导力。产生的吸引力称为诱导力。存在于极性分子间的一种力。当存在于极性分子间的一种力。当极性分子相互靠拢，由于固有偶极性分子相互靠拢，由于固有偶极的取向而引起分子间的一种作极的取向而引起分子间的一种作用力叫取向力。用力叫取向力。4.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理（2 2）氢键）氢键 氢键是一种比较强的分子间作用力，它会妨碍增塑氢键是一种比较强的分子间作用力，它会妨碍增塑剂分子的插入；剂分子的插入；特别是氢键数目较多的聚合物分子很难特别是氢键数目较多的聚合物分子很难增塑增塑。聚聚合合物物分分子子具具有有强强极极性性的的基基团团，分分子子间间作作用用力力大大；而而具具有有非非极极性性的的基基团团，分分子子间间作作用用力力小小。聚聚合合物物的的极极性大小按下列顺序排列：性大小按下列顺序排列：聚乙烯醇聚乙烯醇 聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚丙烯聚丙烯 聚乙烯聚乙烯。4.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理（3 3）结晶）结晶 有些聚合物的分子链中虽无极性基团，分子不有些聚合物的分子链中虽无极性基团，分子不显极性，但这些显极性，但这些聚合物链状分子能从卷绕的、杂乱聚合物链状分子能从卷绕的、杂乱无章的状态变成紧密折迭成行的有规状态。这时结无章的状态变成紧密折迭成行的有规状态。这时结晶就会产生，分子链间的自由空间变得更小，距离晶就会产生，分子链间的自由空间变得更小，距离更短，作用力更大更短，作用力更大。此时增塑剂分子要进入聚合物。此时增塑剂分子要进入聚合物分子间就更为困难分子间就更为困难。4.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理 一一般般条条件件下下，工工业业生生产产的的聚聚合合物物不不可可能能是是完完全全结结晶晶的的，往往往往是是结结晶晶区区穿穿插插在在无无定定形形区区内内的的，如如图所示。图所示。图4-14.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理分分析析：当当聚聚合合物物中中加加入入增增塑塑剂剂时时，在在聚聚合合物物-增增塑塑体体系系中中，存在着如下几种作用力：存在着如下几种作用力：聚聚合合物物分分子子与与聚聚合合物物分分子子间的作用力间的作用力(I)(I)，增增塑塑剂剂本本身身分分子子间间的的作作用用力力(II)(II)，增增塑塑剂剂与与聚聚合合物物分分子子间间的的作用力作用力(III)(III)。通通常常，增增塑塑剂剂系系小小分分子子，故故(II)(II)很很小小，可可不不考考虑虑，关关键键在在于于(I)(I)的的大大小。小。增增塑塑剂剂分分子子插插入入聚聚合合物物大大分分子子之之间间，削削弱弱大大分分子子间间的的作作用用力力而而达达到增塑。到增塑。4.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理 若是若是非极性聚合物非极性聚合物，则，则(I)(I)小，增塑剂易插入小，增塑剂易插入其间，并能增大聚合物分子间距离，削弱分子间其间，并能增大聚合物分子间距离，削弱分子间作用力，起到作用力，起到很好的增塑很好的增塑作用；作用；反之，若是极性聚合物，则反之，若是极性聚合物，则(I)(I)大，增塑剂不大，增塑剂不易插入。需通过选用带极性基团的增塑剂，易插入。需通过选用带极性基团的增塑剂，让其让其极性基团与聚合物的极性基团作用，极性基团与聚合物的极性基团作用，代替聚合物代替聚合物极性分子间作用，使极性分子间作用，使(III)(III)增大，从而削弱大分子增大，从而削弱大分子间的作用力，达到增塑目的。间的作用力，达到增塑目的。4.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理4-24.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理4-34.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理 当增塑剂加入聚合物中增塑时，在正常的情况当增塑剂加入聚合物中增塑时，在正常的情况下，由于分子间的作用力降低，因此弹性模量、抗下，由于分子间的作用力降低，因此弹性模量、抗张强度等也相应降低，但伸长率和抗冲强度等却随张强度等也相应降低，但伸长率和抗冲强度等却随之增加。这种情况是之增加。这种情况是正增塑正增塑。然而有时也出现相反的情况，当增塑剂含量少然而有时也出现相反的情况，当增塑剂含量少时，很多增塑剂却对一些聚合物起时，很多增塑剂却对一些聚合物起反增塑作用反增塑作用。即。即聚合物的抗张强度、硬度增加，伸长率和抗冲击强聚合物的抗张强度、硬度增加，伸长率和抗冲击强度下降。度下降。4.2 4.2 增塑剂增塑剂增塑机理增塑机理正增塑作用正增塑作用反增塑作用反增塑作用图4-44.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸酯 R1R1、R2R2是是C C1 1C C1313的烷的烷基、环烷基、苯基、基、环烷基、苯基、苄基等。苄基等。是是目目前前最最广广泛泛应应用用的的一一类类主主增增塑塑剂剂。它它具具有有色色浅浅、低低毒毒、多多品品种种、电电性性能能好好、挥挥发发性性小小、耐耐低低温温等等特特点点，具具有有比比较较全全面面的的性性能能，其生产量约占增塑剂总产量的其生产量约占增塑剂总产量的8080左右。左右。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸酯 常见的邻苯二甲酸酯类增塑剂品种、特常见的邻苯二甲酸酯类增塑剂品种、特点和用途见教材点和用途见教材P92P92表表4-44-4。DOPDOP是我国目前最重要的增塑剂。除是我国目前最重要的增塑剂。除DOPDOP外，外，DBPDBP、DIOPDIOP、DIDPDIDP等也是常用品种。等也是常用品种。DBPDBP由由于于挥挥发发性性大大，耐耐久久性性差差，在在增增塑塑剂剂中中的的比比重重已已逐逐渐渐下下降降，美美国国已已淘淘汰汰，在在日日本本DBPDBP占占邻邻苯苯二二甲甲酸酸酯酯类类的的2.62.6，而而在在欧欧洲洲也仅占也仅占6.66.6。由由于于美美国国食食品品及及药药物物管管理理局局(FDA)(FDA)对对DOPDOP的的环环境境与与致致癌癌问问题题进进行行重重点点调调查查，导导致致了了DOPDOP用用户户用用量量减减少少，而而使使DIOPDIOP、DIDPDIDP比比较较走走俏俏，并并且且DIOPDIOP大大有有取取代代DOPDOP之之势势。DIOPDIOP和和DIDPDIDP由由于于挥挥发发性性低低，耐耐热热性性好好，近近十十年年来来有有较较大幅度的增长。大幅度的增长。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍脂肪族二元酸酯脂肪族二元酸酯 这这里里n n一一般般为为2 21111，R R1 1、R R2 2一一般般为为C C4 4C C1111的的烷烷基基，也也可可以以为为环环烷烷基基如如环环己己烷烷等等，R R1 1、R R2 2可以相同，也可以不同。可以相同，也可以不同。主主要要有有己己二二酸酸酯酯、壬壬二二酸酸酯酯和和癸癸二二酸酸酯酯等等。产量约为增塑剂总产量的产量约为增塑剂总产量的5%。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍脂肪族二元酸酯脂肪族二元酸酯 在在商商品品化化品品种种中中，耐耐寒寒性性最最佳佳的的应应属属DOA DOA(己己二二酸酸二二辛辛酯酯)，是是聚聚氯氯乙乙烯烯、聚聚苯苯乙乙烯烯、硝硝酸酸纤纤维维素素、乙乙基基纤纤维维素素的的典典型型耐耐寒寒增增塑塑剂剂。增增塑塑效效率率高高，受受热热不不易易变变色色，耐耐低低温温和和耐耐光光性性好好，在在挤挤压压和和压压延延加加工工中中，有有良良好好的的润润滑滑性性，使使制制品品有有一一定定手手感感性性，但但因因挥挥发发性性大大、迁迁移移性性大大、电电性性能能差差等等缺缺点点，使使它它只只能能作作辅辅助助增增塑塑剂剂与与DOPDOP、DBPDBP等等并并用用。在在美美国国己己二二酸酸酯酯广泛用于食品包装。广泛用于食品包装。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍脂肪族二元酸酯脂肪族二元酸酯 癸癸二二酸酸二二(2-(2-乙乙基基)己己酯酯(DOS)(DOS)，加加入入高高分分子子材材料料中中，可可以以使使材材料料或或制制品品的的脆脆化化温温度度达达到到-30-30-70-70，其其缺缺点点是是相相容容性性较较差差，因因此此一一般般作作为为辅辅助助增增塑塑剂剂使使用用。其其用用量量占占脂脂肪肪族二元酸酯增塑剂的族二元酸酯增塑剂的90%90%以上。以上。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍磷酸酯磷酸酯 磷磷酸酸酯酯可可作作主主增增塑塑剂剂使使用用，除除具具有有增增塑塑作作用用外外，尚有阻燃作用。尚有阻燃作用。R1R1、R2R2、R3R3可以相同或不可以相同或不同，为烷基、卤代烷基或同，为烷基、卤代烷基或芳基。芳基。主主要要有有四四种种类类型型：即即磷磷酸酸三三烷烷基基酯酯，磷磷酸酸三三芳芳基酯，磷酸烷基芳基酯和含卤磷酸酯。基酯，磷酸烷基芳基酯和含卤磷酸酯。最为重要的产品是最为重要的产品是TOPTOP、TCPTCP、DPOPDPOP。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍磷酸酯磷酸酯 磷磷酸酸三三辛辛酯酯(TOP)(TOP)不不溶溶于于水水，易易溶溶于于矿矿物物油油和和汽汽油油，能能与与聚聚氯氯乙乙烯烯、硝硝酸酸纤纤维维素素、乙乙基基纤纤维维素素相相容容。具具有有阻阻燃燃和和防防霉霉菌菌作作用用，耐耐低低温温性性能能好好，使使制制品品的的柔柔性性能能在在较较宽宽的的温温度度范范围围内内变变化化不不明明显显。通通常常迁迁移移性性、挥挥发发性性大大，可可作作辅辅助助增增塑塑剂剂与与邻邻苯苯二二甲甲酸酸酯酯类类并并用用。常常用用于于聚聚氯氯乙乙烯烯薄薄膜膜、聚聚氯氯乙乙烯烯电电缆缆料料、涂料以及合成橡胶和纤维素塑料。涂料以及合成橡胶和纤维素塑料。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍磷酸酯磷酸酯 磷磷酸酸三三甲甲苯苯酯酯(TCP)(TCP)不不溶溶于于水水，能能溶溶于于普普通通有有机机溶溶剂剂。一一般般用用于于聚聚氯氯乙乙烯烯人人造造革革、薄薄膜膜、板板材材、地地板板料料以以及及运运输输带带等等。它它的的特特点点是是阻阻燃燃，水水解解稳稳定定性性好好，耐耐油油和和耐耐霉霉菌菌性性高高，电电性性能能优优良良等等。但但有有毒毒，耐耐寒寒性性较较差差，可可与与耐耐寒寒增增塑剂配用。塑剂配用。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍磷酸酯磷酸酯 磷磷酸酸二二苯苯一一辛辛酯酯(DPOP)(DPOP)，几几乎乎能能与与所所有有的的主主要要工工业业用用树树脂脂和和橡橡胶胶相相容容。可可作作主主增增塑塑剂剂用用。具具有有阻阻燃燃性性、低低挥挥发发性性、耐耐寒寒，耐耐候候性性、耐耐光光、耐耐热热稳稳定定性性等等特特点点，无无毒毒，可可改改善善制制品品的的耐耐磨磨性性、耐耐水水性性和和电电气气性性能能，但但价价贵贵，常常用用于于聚聚氯氯乙乙烯烯薄薄膜膜、薄薄板板、挤挤出出和和模模型型制制品品以以及及塑塑溶溶胶胶、与与DOPDOP并并用用时时能能提提高高制制品品的的耐耐候性。候性。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍环氧化物环氧化物 环环氧氧增增塑塑剂剂是是含含有有三三元元环环氧氧基基的的化化合合物物，它它不不仅仅对对PVCPVC有有增增塑塑作作用用，而而且且可可使使PVCPVC链链上上的的活活泼泼氯氯原原子子得得到到稳稳定定，可可以以迅迅速速吸吸收收因因热热和和光光降解出来的降解出来的HClHCl。环环氧氧化化合合物物是是一一类类对对PVCPVC等等有有增增塑塑和和稳稳定定双双重重作作用用的的增增塑塑剂剂，它它耐耐候候性性好好，但但与与聚聚合合物物的的相相容容性性差差，通通常常只只作作辅辅助助增增塑塑剂剂。其其消消耗耗量量的的85859090用于用于PVCPVC制品。制品。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍环氧化物环氧化物 常用的环氧增塑剂分三类：常用的环氧增塑剂分三类：环氧脂肪酸单酯环氧脂肪酸单酯环氧四氢邻苯二甲酸酯环氧四氢邻苯二甲酸酯环氧化油环氧化油4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍环氧化油环氧化油 大豆油（产量最多，价格较低）为甘油的大豆油（产量最多，价格较低）为甘油的脂肪酸酯混合物。脂肪酸酯混合物。环环氧氧大大豆豆油油（ESOESO）与与聚聚氯氯乙乙烯烯相相容容性性好好，挥挥发发性性小小，迁迁移移性性小小，没没有有毒毒性性，耐耐光光、耐耐热热性性优优良良，耐耐水水，耐耐候候性性亦亦佳佳，与与热热稳稳定定剂剂配配合合使使用用，有有显显著著的的协协同同效效应应，常常用用于于聚聚氯氯乙乙烯烯无毒制品的配方中。无毒制品的配方中。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍环氧脂肪酸丁酯环氧脂肪酸丁酯以环氧硬脂酸丁酯为例，其分子式如下：以环氧硬脂酸丁酯为例，其分子式如下：可可作作为为聚聚氯氯乙乙烯烯的的耐耐寒寒和和耐耐热热增增塑塑剂剂、耐耐寒寒性性比比DOADOA好好，而而且且挥挥发发性性低低，耐耐热热、耐耐光光性性能能良良好好，耐耐油油类类和和烃烃类类抽抽出出性性好好。可可用用于于低低温温农农膜、人造革、软管、凉鞋等制品。膜、人造革、软管、凉鞋等制品。4.2.34.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯四氢邻苯二甲酸二辛酯（四氢邻苯二甲酸二辛酯（EPSEPS）：为为聚聚氯氯乙乙烯烯的的增增塑塑剂剂兼兼稳稳定定剂剂。其其机机械械性性能能和和增增塑塑效效率率与与DOPDOP相相似似，混混合合性性能能优优于于DOPDOP，可可作作主主增增塑塑剂剂。EPSEPS具具有有优优良良的的光光热热稳稳定定作作用用，耐耐菌菌性性较较强强，挥挥发发损损失失和和抽抽出出损损失失都都比比较较小小，可可用用于于薄薄膜膜、人人造造革革、薄薄板板、电电缆缆料料和和各各种成型品。种成型品。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍聚酯聚酯 聚酯增塑剂由二元酸与二元醇缩聚而得。聚酯增塑剂由二元酸与二元醇缩聚而得。式中，式中，R R和和RR分别代表原料分别代表原料二元醇和二元醇的烃基。二元醇和二元醇的烃基。这一结构是端基不封闭的聚酯，但大量商品聚酯增塑这一结构是端基不封闭的聚酯，但大量商品聚酯增塑剂均用一元醇或一元酸封闭端基。剂均用一元醇或一元酸封闭端基。4.2.3 4.2.3 增塑剂介绍增塑剂介绍氯化石蜡氯化石蜡 氯氯化化石石蜡蜡指指C C1010C C3030正正构构烷烷烃烃的的氯氯代代产产物物，在在石石蜡蜡中中通通入入氯氯气气来来制制取取。一一般般产产品品的的含含氯氯量量40407070，（如如氯氯烃烃-50-50，即即氯氯化化石石蜡蜡-50-50，含含氯氯量量50505454），随随着着含含氯氯量量的的不不同同，有有液液体体和和固固体体两两种种形形态态，通通式式为为C Cn nH H(2n+2-x)(2n+2-x)ClClx x。氯氯化化石石蜡蜡是是一一类类增增量量剂剂，与与PVCPVC的的相相容容性性较较差差，一一般般对对热热、光光、氧氧的的稳稳定定性性较较差差，但但有有良良好好的的电电绝绝缘缘性性，耐燃性好，成本低廉；因此常用在电线电缆配方中。耐燃性好，成本低廉；因此常用在电线电缆配方中。知识点回顾知识点回顾1、增塑剂的定义2、增塑剂的作用原理3、增塑剂的分类4、增塑剂种类介绍 邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯、磷酸酯、环氧增塑剂、聚酯、氯化石蜡。4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 1.1.结构与相容性的关系结构与相容性的关系 极极性性相相近近且且结结构构相相似似的的增增塑塑剂剂与与被被增增塑塑树树脂脂相相容容性性好好。PVCPVC属属极极性性聚聚合合物物，其其增增塑塑剂剂多多是酯型结构的极性化合物。是酯型结构的极性化合物。不同结构的烷基其相容性为：不同结构的烷基其相容性为：芳环芳环 脂环族脂环族 脂肪族脂肪族 4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 2.2.结构与增塑效率的关系结构与增塑效率的关系 低低分分子子量量的的增增塑塑剂剂较较高高分分子子量量的的增增塑塑剂剂对对PVCPVC的增塑效率高。的增塑效率高。增塑剂分子内极性的增加，支链烷基的增增塑剂分子内极性的增加，支链烷基的增加，环状结构的增加，都可能是造成其塑化效加，环状结构的增加，都可能是造成其塑化效率降低的原因。率降低的原因。4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 3.3.结构与耐寒性的关系结构与耐寒性的关系 相相容容性性良良好好的的增增塑塑剂剂耐耐寒寒性性都都较较差差，特特别别是是当当增增塑塑剂剂含含有有环环状状结结构构时时耐耐寒寒性性显显著著降降低低。原原因因在在于于低低温温下下环环状状结结构构或或支支链链结结构构在在聚聚合合物物分分子子链链中中的的运运动动困困难难。不不同同结结构构的的酯酯类类增增塑剂其耐寒性为：塑剂其耐寒性为：芳环芳环 脂环族脂环族 脂肪族脂肪族 目目前前作作为为耐耐寒寒性性增增塑塑剂剂使使用用的的主主要要是是脂脂肪肪族二元酸酯。族二元酸酯。4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 4.4.结构与耐老化性的关系结构与耐老化性的关系 塑塑化化物物在在200200左左右右的的加加工工温温度度下下，一一般般酯酯类类增增塑塑剂剂会会分分解解为为烯烯烃烃和和酸酸，烷烷基基支支链链多多的增塑剂，耐热性就相对差些。的增塑剂，耐热性就相对差些。在在增增塑塑剂剂如如DIDPDIDP、DOPDOP中中加加入入抗抗氧氧剂剂可可显显著改善热稳定性。著改善热稳定性。4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 5.5.结构及分子量大小与耐久性的关系结构及分子量大小与耐久性的关系 要得到良好的耐久性，增塑剂分子量在要得到良好的耐久性，增塑剂分子量在350350以上是必要的，分子量在以上是必要的，分子量在10001000以上的聚酯以上的聚酯类和苯多酸酯类类和苯多酸酯类(如偏苯三酸酯如偏苯三酸酯)增塑剂都有十增塑剂都有十分良好的耐久性。分良好的耐久性。4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 6.6.结构与电绝缘性的关系结构与电绝缘性的关系 极极性性较较弱弱的的耐耐寒寒增增塑塑剂剂(如如癸癸二二酸酸酯酯类类)，使使塑塑化化物物的的体体积积电电阻阻降降低低甚甚多多；相相反反，极极性性较较强强的的增增塑塑剂剂(如如磷磷酸酸酯酯类类)有有较较好好的的电电性性能能。另另一一方方面面，分分子子内内支支链链较较多多的的，塑塑化化效效率率差差的的增增塑塑剂剂却却有有较较好好的的电电性性能能。例例如如，DNPDNP和和DOPDOP相相比比，使使用用前前者者时时塑塑化化物物的的体体积积电电阻阻要要高高得得多多。支支链链多多的的DNPDNP、DTDPDTDP以以及及DIOPDIOP、DIDPDIDP是是电电绝绝缘缘性性良良好的增塑剂。好的增塑剂。氯化石蜡有优良的电性能，常用于电线电缆中。氯化石蜡有优良的电性能，常用于电线电缆中。4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 7.7.结构与难燃性的关系结构与难燃性的关系 具有阻燃性的增塑剂有磷酸酯类、氯化石蜡。具有阻燃性的增塑剂有磷酸酯类、氯化石蜡。磷磷酸酸酯酯类类增增塑塑剂剂的的最最大大特特点点是是阻阻燃燃性性强强，广广泛泛用用作作PVCPVC和纤维素的增塑剂。和纤维素的增塑剂。氯氯化化石石蜡蜡的的阻阻燃燃性性与与含含氯氯量量有有关关，含含氯氯量量愈愈大大，阻阻燃燃性性愈愈好好，但但耐耐寒寒性性会会变变差差。所所以以作作为为增增塑塑剂剂使使用用的氯化石蜡通常氯含量为的氯化石蜡通常氯含量为40405050。4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 8.8.结构与毒性的关系结构与毒性的关系 一一般般的的增增塑塑剂剂(除除少少数数品品种种外外)都都有有一一定定毒毒性性。例例如如，邻邻苯苯二二甲甲酸酸酯酯类类能能引引起起所所谓谓肺肺部部休休克克现现象象。脂脂肪肪族族二二元元酸酸酯酯是是毒毒性性很很低低的的一一类类增增塑塑剂剂。环环氧氧增增塑塑剂剂是是毒毒性较低的一类增塑剂。性较低的一类增塑剂。含含氯氯增增塑塑剂剂中中氯氯化化石石蜡蜡基基本本上上无无毒毒，但但氯氯化化芳芳香香烃烃比比氯氯化化脂脂肪肪烃烃的的毒毒性性要要强强得得多多，氯氯化化萘萘损损害害肝肝脏脏，氯氯化化联苯类毒性更强，中毒后引起肝脏严重病变。联苯类毒性更强，中毒后引起肝脏严重病变。磷磷酸酸酯酯是是毒毒性性较较强强的的增增塑塑剂剂，只只有有磷磷酸酸二二苯苯一一辛辛酯酯(DPOP)(DPOP)允许用于食品包装。允许用于食品包装。4.2.44.2.4 增塑剂的结构与增塑性能的关系增塑剂的结构与增塑性能的关系 9.9.结构与耐霉菌性的关系结构与耐霉菌性的关系 增增塑塑剂剂的的组组成成和和结结构构不不同同，受受霉霉菌菌侵侵害害的的程程度度也也不不相相同同。环环氧氧化化大大豆豆油油特特别别容容易易成成为为菌菌类类的的营营养养源源，所所以以也也容容易易受受到到侵侵害害。长长链链的的脂脂肪肪酸酸酯酯最最容容易易受受到到侵侵害害；邻邻苯苯