PVC用增塑剂知识汇总

增塑剂是指可提高聚合物理性的一类物质，增塑剂主要用于PVC树脂，其用量可占整个增塑剂用量的98%以上。增塑剂的加入，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。

增塑剂在10份以下时对机械强度的影响不明显，当加5份左右的增塑剂时，机械强度反而最高，是所谓反增塑现象。一般认为，反增塑现象是加入少量增塑剂后，大分子链活动能力增大，使分子有序化产生微晶的效应。加少量的增塑剂的硬制品，其冲击强度反而比没有加时小，但加大到一定剂量后，其冲击强度就随用量的增大而增大，满足普适规律了。此外，增加增塑剂，制品的耐热性和耐腐蚀性均有下降，每增加一份增塑剂，马丁耐热下降2~3。因此，一般硬制品不加增塑剂或少加增塑剂。有时为了提高加工流动性才加入几份增塑剂。而软制品则需要加入大量的增塑剂，增塑剂量越大，制品就越柔软。

增塑剂总量，应根据对制品的柔软程度要求及用途、工艺及使用环境不同而不同。一般压延工艺生产PVC薄膜，增塑剂总用量在50份左右。吹塑薄膜略低些，一般在45~50份。

增塑剂的主要作用如下：

1.降低聚合物熔融温度及熔体粘度，从而降低其成型加工温度；

2.使聚合物制品具有柔软性、弹性及耐低温性能。

增塑剂的作用机理：

增塑剂与树脂的极性不同，其作用机理也不相同。
 

1.体积效应  这种效应主要是对非极性增塑剂而言，它的作用方式为插入树脂的分子链中间，增大分子之间的距离，从而消弱分子之间的作用力，降低熔融粘度，增加分子链的柔顺性，此类增塑剂的加入量越多，其体积效应越大，而且长链形状结构增塑剂的体积效应比环状结构增塑剂大。

2.屏蔽效应  这种效应主要是针对极性增塑剂而言，其作用方式为用极性增塑剂与极性聚合物之间的相互作用代替了聚合物分子之间的极性引力，从而消弱了分子间的作用力，这种增塑作用称为屏蔽效应。

增塑剂的性能：

增塑剂的性能主要包括以下几项：增塑效率、相容性、耐寒性、耐久性、耐热性、绝缘性、阻燃性及卫生性等。

增塑效率  指增塑剂对聚合物的增塑能力大小或增塑效果好坏，不同增塑剂增塑效率大小是一个相对概念。增塑效率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，增塑剂加入量越少，其增塑效率越高。一般的分子量的增塑剂较高分子量增塑剂对PVC的增塑效率高，而随增塑剂分子极性增加，烷基支链化程度和芳环结构增多都使增塑效率下降。

常用增塑剂的增塑效率顺序为：

DBS>DBP>DOS>DOA>DOP>DIOP>M-50>TCP>PCl-50。

相容性  指增塑剂与聚合物的相容能力，同一增塑剂对不同极性聚合物的相容性不同。

常用增塑剂与PVC相容性顺序为：

DBS>DBP>DOP>DIOP>DNP>ED₃>DOA>DOS>氯化石蜡。

耐寒性  指增塑剂增塑制品的耐低温性能。增塑剂的耐寒性与其结构有关，以亚甲基（—CH₂—）为主体的脂肪族二元酸酯的耐寒性最好，是一类最常用的耐寒增塑剂，而含环状和支化结构的增塑剂因低温下在聚合物中运动困难而使其耐寒性极佳。

常用增塑剂的耐寒性顺序为：DOS>DOZ>DOA>ED₃>DBP>DOP>DIOP>DIDP>DNP>M-50>TCP。

耐久性  指增塑剂在增塑制品中的持久性存在的能力。主要包括耐迁移性、耐抽出性及耐挥发性等。

耐迁移性增塑剂的迁移性包括两个方面：

一是增塑剂由制品内部向外部表层渗出；

二是增塑剂向与其接触固体转移。

    增塑剂的迁移与其相容性有关，相容性越差则迁移性越大。   另外，分子量大、含有支链或环状结构增塑剂耐迁移性好。

耐抽出性  指增塑剂扩散到与之接触的液体介质中的倾向。介质主要有水、溶剂、洗涤剂及润滑油等。就耐油、耐溶剂性而言，非极性烷基所占比重较大的增塑剂耐抽出性差，苯基、酯基及支化程度高的增塑剂耐抽出性好；而耐水性则与上述正好相反，聚酯类是耐抽出性优良的增塑剂品种。

耐挥发性  指增塑剂受热时，从制品表面向空气中扩散的倾向。增塑剂的挥发性与其分子量有关，一般分子量越小，其挥发性越大。从分子结构来看，直链烷基结构较支链烷基结构增塑剂的耐挥发性好；分子内含有环状等大体积基团的增塑剂耐挥发性好。一般聚酯类、环氧类、DIOP、TCP及季戊四醇等增塑剂的耐挥发性好。

绝缘性  增塑剂的绝缘性不如PVC树脂，随着增塑剂加入量的增大，PVC电绝缘性下降。在PVC绝缘制品选用增塑剂时，要注意其绝缘性。

常用增塑剂的绝缘性顺序为：

TCP>DNP>DOP>M-50>ED₃>DOS>DBP>DOA。

   卫生性  指增塑剂的毒性，大部分增塑剂都无毒或低毒，环氧类和柠檬酸酯类为无毒增塑剂，苯二甲酸酯类和二元羧酸类为低毒增塑剂，但DOP、DOA有致癌嫌疑；磷酸酯类增塑剂大都有毒，只有磷酸二苯2-乙基己酯例外；氯化石蜡也属有毒类增塑剂。

阻燃性  磷酸酯类和氯化石蜡类属于阻燃增塑剂，其阻燃性顺序为：TCP>TPP>TOP>DPOP。

常用增塑剂品种：

增塑剂的品种很多，按其与聚合物的相容性可以分成主增塑剂和辅助增塑剂两类。主增塑剂有苯二甲酸酯类和磷酸酯类，辅助增塑剂有脂肪族二元酸酯类、环氧类等。按增塑剂的结构分类可以分成：苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、环氧化物类、聚酯类等。

邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DOP）具有较高的增塑效率和良好的耐挥发性、耐迁移性、耐水抽出性，耐候性等综合性能。生产软PVC压延农膜，以DOP为主增塑剂，并以己二酸二（2-乙基己）酯(DOA)为耐寒增塑剂。环氧脂肪酸酯类增塑剂具有较好的热稳定性和耐寒性，常用品种为环氧硬脂酸2-乙基己酯、环氧大豆油酸2-乙基己酯等。

食品包装用高阻隔性聚偏二氯乙烯(PVDC) 薄膜，需添加适量8~10phr无毒增塑剂。主要品种为乙酰柠檬酸三正丁酯、乙酰柠檬酸三（2-乙基己）酯、癸二酸二（2-乙基己）酯(DOS)等。这些增塑剂也是PVC常用的无毒增塑剂。

　　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。

　　增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。

　　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。

　　内增塑剂实际上是聚合物的一部分。一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第二单体。由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中，降低了聚合物分子链的有规度，即降低了聚合物分子链的结晶度。例如氯乙烯－酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。内增塑剂的使用温度范围比较窄，而且必须在聚合过程中加入，因此内增塑剂用的较少。

　　外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物，把增塑剂添加在需要增塑的聚合物内，可增加聚合物的塑性。外增塑剂一般是一种高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固体，而且绝大多数都是酯类有机化合物。通常外增塑剂不与聚合物起化学反应，外增塑剂和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用，与聚合物形成一种固体溶液。外增塑剂性能比较全面且生产和使用方便，应用很广。现在人们一般说的增塑剂都是指外增塑剂。邻苯二甲酸二辛酯(DOP）和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑剂。

　　增塑剂的品种繁多，在其研究发展阶段其品种曾多达1000种以上，作为商品生产的增塑剂不过200多种，而且以原料来源于石油化工的邻苯二甲酸酯为最多。

　　增塑剂的分类方法很多。根据分子量的大小可分为单体型增塑剂和聚合型增塑剂；根据物状可分为液体增塑剂和固体增塑剂；根据性能可分为通用增塑剂、耐寒增塑剂、耐热增塑剂、阻燃增塑剂等；根据增塑剂化学结构分类是常用的分类方法。

根据化学结构可分为：

(1)邻苯二甲酸酯（如: DBP、DOP、DIDP）

(2)脂肪族二元酸酯（如: 己二酸二辛酯DOA、 癸二酸二辛酯DOS）

(3)磷酸酯（如:磷酸三甲苯酯TCP、磷酸甲苯二苯酯CDP）

(4)环氧化合物（如:环氧化大豆油、环氧油酸丁酯）

(5)聚合型增塑剂（如：己二酸丙二醇聚酯）

(6)苯多酸酯（如: 1,2,4－偏苯三酸三异辛酯）

(7)含氯增塑剂（如: 氯化石蜡、五氯硬酯酸甲酯）

(8)烷基磺酸酯

(9)多元醇酯

(10)其它增塑剂

一种理想的增塑剂应具有如下性能：

(1)与树脂有良好的相溶性；

(2)塑化效率高；

(3)对热光稳定；

(4)挥发性低；

(5)迁移性小；

(6)耐水、油和有机溶剂的抽出；

(7)低温柔性良好；

(8)阻燃性好；

(9)电绝缘性好；

(10)无色、无味、无毒；

(11)耐霉菌性好；

(12)耐污染性好；

(13)增塑糊粘度稳定性好；

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