增塑剂概念分类和性质幻灯片.ppt

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1、增塑剂概念分类和性质增塑剂概念分类和性质资料由 整理第1页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理 提提 纲纲增塑剂概念增塑剂的发展历程增塑剂作用机理增塑剂的功能和选用增塑剂的分类国内外增塑剂生产与应用概况增塑剂的发展动态和趋势第2页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理 前前 言言增塑剂是现代塑料工业最大的助剂品种，对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发展起着决定性作用。目前，各种新型塑料已渗透到工农业，运输，交通，医药，食品，服装，建筑，国防等各个领域。现代的增塑剂工业已发展成为以石油化工为基础，以邻苯二甲酸酯为核心的多品种，大生产的化工行业。第3页，共44页，编辑于202

2、2年，星期五资料由 整理增塑剂的概念简单的说凡添加到聚合物体系中能使聚合物体系的塑性增加的物质都可以叫做增塑剂增塑剂通常是一种“类溶剂”的物质，加入到塑料树脂或弹性体等物质中能改进他们的加工性，增加可塑性，柔韧性，拉伸性或膨胀性的物质。第4页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理增塑剂的历史和发展增塑剂的历史和发展实际上，增塑技术早在原始社会就已被运用，增塑剂也起始于原始人类的发明。例如：陶器粘土加水第5页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理古时候用“油”溶于沥青来制防水材料用于防水、填补船缝等，这里“油”起增塑剂作用。还有皮革中用鲸油使之柔软，鲸油便是最持久的增塑剂。第

3、6页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理在随后的一个多世纪的过程中，伴随塑料、橡胶等工业的发展，到1943年文献上记载的增塑剂已达20000多种。能工业化生产的为150多种。应用范围遍及到我们身边各个领域第7页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理增塑剂的作用机理增塑剂的作用机理目前通常可用润滑性理论、凝胶理论和自由体积理论来解释。润滑性理论 树脂分子间有摩擦作用，因此树脂有刚性增塑剂在树脂中的作用就象油在两个物体间能起到润滑作用一样能耐形变。第8页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理凝胶理论 凝胶理论认为未增塑树脂的硬度(抗变形能力)是由于树脂内部的三维蜂窝

4、状结构或凝胶所致。凝胶则是沿聚合物链在一定间隔上的树脂大分子间有结合程度不一的连接点所形成。第9页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理自由体积理论 自由体积理论发展较早，不过用它来解释增塑作用则比凝胶理论和润滑理论进展的较慢。凝胶理论和润滑理论很容易由直观结构逐渐发展而成，而且简单相似。而自由体积理论则是由晶体、玻璃态和液体不大明显的性质发展而来。第10页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理增塑剂的功能和选用增塑剂的功能和选用增塑剂在改变聚合物的性质，在聚合物加工及产品的性能中起到如下作用即功能功能性：1.降低聚合物的玻璃化温度。2.改变聚合物的结构，使被增塑的物质柔软

5、3.增大聚合物的韧性，改善冲击性。4.增大聚合物的伸长率，降低拉伸强度。5.改善低温性能。6.降低聚合物的粘度，改善聚合物与其配料混合。第11页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理使用增塑剂加工制品时，必须考虑到增塑剂的选用选用，这关系到制品质量和成本等重大问题。成本 增塑聚合物的加工性和制品的性质明显受增塑剂添加量影响，任何其他增塑剂只有比DOP便宜或者具备特殊的功能，能起到比DOP更好的特殊作用，才能在经济上站得住脚第12页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理第13页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理效率增塑剂效率是指实现增塑的能力，或使树脂达到某一种

6、柔软程度所用增塑剂的量。增塑剂用量少，说明增塑剂的效率高。一般情况下，同系物中增塑剂分子含直链的比含侧链的增塑效率高；结构相同时，分子量小的比分子量大的效率高；通常将邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯的相对效率定为1，增塑效果如下表：第14页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理第15页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理相容性相容性是增塑剂和聚合物混溶性的能力或使衡量增塑剂加入聚合物中的量。它受增塑剂分子的大小、形状和含有特殊的化学基团的影响，也与聚合物的特性有关。相容性好的增塑剂室温时或温度稍高时能使树脂溶胀，因此这些增塑剂常用来增大制品的柔顺性。第16页，共44页，编辑于

7、2022年，星期五资料由 整理耐久性由于多数增塑剂与聚合物不是通过化学键结合，因此在其增塑的制品中随着时间的推移，增塑剂油从制品中通过挥发、迁移、抽出等发式而移出的倾向。挥发性挥发是增塑剂由增塑制品内部向周围大气中飞逸的倾向。第17页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理增塑剂增塑剂邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸酯挥发减量挥发减量增塑剂增塑剂脂肪族二元酸脂肪族二元酸酯酯挥发减量挥发减量1h后2h后1h后2h后二异丁酯17.923.5丁二酸二辛脂19.127.0二丁酯16.821.6己二酸二辛脂12.024.0二(2-乙基己)酯7.113.1丁二酸二异癸酯6.214.0二正辛酯3.56.9壬二

8、酸二辛脂3.510.5二壬酯4.59.1己二酸二异癸酯3.06.9二异癸酯2.35.0癸二酸二辛脂2.06.3二(十三醇)酯0.21.0第18页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理 迁移性 迁移是增塑剂由被增塑的制品向与之接触的物质移动的过程。增塑剂的迁移会导致制品的软化发黏甚至表面脆裂。增塑剂的迁移性与自身的结构有关。高分子量的增塑剂迁移的少。抽出性抽出性是指增塑剂由其它物质从聚合物中吸取的倾向。增塑剂能被许多液体抽出，尤其易被油类和汽油抽出。第19页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理绝缘性 纯PVC树脂和PVC硬制品体积电阻率很高，加入增塑剂会降低电阻率。不同的增

9、塑剂以及同一增塑剂但浓度不同时对降低电阻率有不同的影响。难燃性 增塑剂的难燃性与其挥发性，化学结构和分解产物有关，增塑剂的挥发性大和分解产物易燃的不能用作难燃剂。磷酸酯、含氯和含芳基结构的化合物阻燃性较好。第20页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理毒性 一般情况下，酯类增塑剂都有较低的毒性。增塑剂的毒性大小是通过动物试验来获得的。增塑剂毒性最显著的危害是PVC薄膜中的增塑剂与含油类食物接触时，增塑剂能被油抽出而进入食品中。人如果长期食用这些含有有毒的增塑剂便会积累中毒。耐霉菌性 塑料制品中包括增塑剂在内的许多添加剂，有些是霉菌的营养源，是塑料制品变质的主要原因。第21页，共44页

10、，编辑于2022年，星期五资料由 整理热和光稳定性 增塑剂的热稳定性是指被其增塑的物质受热时的稳定情况。增塑剂的光稳定性是指其抵抗光氧化的大多数塑料制品与光接触后因吸收光能导致制品的外观和物理性质变差。耐寒性某些具有低黏度和低黏度系数的增塑剂由于其玻璃化温度低，能降低聚合物的玻璃化温度，通常把这类增塑剂叫耐寒性增塑剂，脂肪族二元酸酯，二元醇的脂肪酸酯，直链苯二甲酸酯，环氧脂肪酸酯和脂肪族磷酸酯具有耐寒的功能。第22页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理增塑剂的分类增塑剂的分类增塑剂按其作用方式可以分为两大类型，即内增塑剂和外增塑剂。种类种类作用方式作用方式作用机理作用机理优点优点缺

11、点缺点内增塑剂与聚合物反应（共价键）降低链段的有归性，降低结晶度相容性好操作复杂外增塑剂跟聚合物混合（物理混合）降低聚合物间的摩擦力操作容易，价格低廉，品种广泛相容性比内增塑剂低第23页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理按功能分类可分为通用型增塑剂和特殊型增塑剂。通用型增塑剂具有广泛的适用性，而没有特殊的功能。例如：邻苯二甲酸酯类。特殊型增塑剂除具有一般增塑剂的作用外，还具有某些特殊功能，像耐寒性增塑剂、阻燃性增塑剂、环保性增塑剂、永久性增塑剂等。第24页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理除上述列举的化合物以外的一些具有增塑剂功能的各种化合物，如松香酸酯、烃类、含氯

12、化合物、天然产品、高能量增塑剂、硅氧烷等第25页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理苯二甲酸酯苯二甲酸酯主要分为邻苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯和对苯二甲酸酯。其中邻苯二甲酸酯具有最理想的工作特性，与聚氯乙烯的相容性好，增塑效率高，生产工艺简单，原料来源广泛第26页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理第27页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理含侧链醇的酯影响该增塑剂的效率。其中醇的主链越短，侧链越长或者越多，增塑剂的效率则越弱。侧链对增塑剂粘度的影响也呈这种变化第28页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理混合酯一般比纯酯的挥发度低，溶解力强，凝胶性能

13、好，可以吸收较大量的填充剂，在塑料制品挤出成型时能降低熔融黏度。混合酯的加工性能也好，其增塑糊广泛用于建筑用的发泡地板覆盖材料，人造革，注塑和挤出产品。第29页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理聚酯增塑剂聚酯增塑剂也称为聚合型增塑剂，树脂状增塑剂或永久性增塑剂。一般是由多官能团羧酸与多元醇经缩聚反应而成的线性高分子化合物。通常是利用饱和二元羧酸与饱和二元醇制得。聚酯增塑剂分子量较大。一般为1000-8000，它们在加工过程中挥发度低，在制成品中的增塑剂不易被水，油和溶剂抽出，而且迁移性小，耐高温，能使制成品长期保持较好的质量和使用寿命，较单体型增塑剂有许多优越性。因此被称作耐久性

14、增塑剂。第30页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理第31页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理聚酯增塑剂是由饱和二羟基醇与饱和二元羧酸构成的直链状骨架上有酯基的化合物。第32页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理第33页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理优点优点缺点缺点耐油、耐抽出性能好，迁移性小，电性能好，毒性较低用其增塑的制品长期高温使用仍能较好的保持原来的物理性质缺点是黏度大，不好加工，低温性能和使用范围受到一定限制，另外价格也比较贵。第34页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理其它增塑剂：脂肪族二元脂肪族二元羧酸酯羧酸酯多

15、元醇酯多元醇酯磷酸酯磷酸酯环氧增塑剂环氧增塑剂氯代烷烃氯代烷烃柠檬酸酯柠檬酸酯苯多羧酸酯苯多羧酸酯主要品种丁二酸酯、己二酸酯、癸二酸酯乙二醇、聚乙二醇、甘油、季戊四醇酯磷酸三（2-乙基己）酯、磷酸三甲酚酯双酚A二缩水甘油醚、环氧植物油氯代烷烃柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丁酯偏苯三酸酯产品简介耐寒性优异，相容性较差耐热、耐老化、耐污染性能较好，相容性较差阻燃性好，耐霉菌性好，耐候性差耐候性，低毒性优异，相容性较差对光热稳定性好，阻燃性好价廉无毒增塑剂，耐霉菌性好，价格较高电绝缘性、相容性，耐久性较好，价格较高第35页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理国内外增塑剂生产与应用概况国内外增

16、塑剂生产与应用概况当前，增塑剂是塑料助剂中产能和消费量最大的品种。全世界的生产能力约为900多万吨，年产量约为650万吨。北美、欧洲和日本的消费量占全球消费量的60%，其余40%消费量分布在亚洲、拉丁美洲、南非和中东地区。在全部增塑剂生产中，大约有80%90%用于PVC产品，其余则用于橡胶、润滑剂、黏合剂、油漆、印刷油墨以及冷凝液。第36页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理增塑剂使用分配情况第37页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理国国外外主主要要国国家家和和地地区区邻邻苯苯二二甲甲酸酸酯酯消消费费名称名称美国美国西欧西欧日本日本占增塑剂占邻苯二甲酸酯占增塑剂占邻苯

17、二甲酸酯占增塑剂占邻苯二甲酸酯DOP12.217.736.540.249.260.1DINP11.616.812.413.6DIDP12.217.718.520.516.119.7线型酯14.821.43.13.5142.8其他邻苯二甲酸酯18.526.420.222.216.620.2合计69.3100.090.7100.081.9100第38页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理2005年我国的工业增塑剂生产能力已达1100kt/a，现有增塑剂生产企业100多家，产品的产量、品级率近年来都有大幅度的提高，但能够正常生产的只有40家，年产量65万。无法完全满足我国每年115万t的

18、消费量市场需求，每年都需大量进口。年份年份国内生产量国内生产量（万吨）（万吨）进口量（万进口量（万吨）吨）200039.536.5200148.536.8200259.545.3200376.550.4200479.550.4200589.548.22006105.043.62007120.045.6第39页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理 目前，我国80%以上的塑胶企业通常使用的增塑剂是DOP(邻苯二甲酸二辛酯)、DBP(邻苯二甲酸二丁酯)和DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)等，仍被大量用在PVC软管、薄膜、人造革等软制品中，塑胶行业称其为“低毒”增塑剂第40页，共44页，编辑于

19、2022年，星期五资料由 整理增塑剂的发展动态与趋势增塑剂的发展动态与趋势现在，增塑剂工业伴随着聚氯乙烯工业的发展而稳步增长。其中邻苯二甲酸酯类产量仍雄居增塑剂首位。DEHP虽已有多年的毒性争论，但由于其综合性能好、实用性强、加工性能理想、价廉、原料易得等特点，市场需求增长较快，依然是PVC的主增塑剂。脂肪族二元酸酯、苯甲酸酯、聚酯、偏苯三酸酯、柠檬酸酯、环氧大豆油、磷酸酯等不同系列随着材料使用范围的扩大，应用应也得到发展。第41页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理增塑剂的环境污染和对人类健康的危害，是人们长期关注的课题。环境中的微量增塑剂是一种扰乱生态平衡和损害人体健康的污染物。欧盟WEEE、ROHS指令都规定增塑剂使用范围。美国FDA也早出台相关增塑剂使用标准规范，而我国在相关增塑剂领域的规定都比较少，标准不一，因此我们很有必要统一标准，针对现状与国际标准看齐。第42页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理多年来，我国在增塑剂领域内做了大量的工作，取得了显著的成绩，但同西方发达国家差距依然明显。扩大品种、提高品质是我们目前面临的一个艰巨而光荣的任务。第43页，共44页，编辑于2022年，星期五资料由 整理本文内容主要参考增塑剂实用手册-化学工业出版Thanks for attention!第44页，共44页，编辑于2022年，星期五