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行業(yè)新聞

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PVC增塑

作者:   發(fā)布時(shí)間:2018/1/16 9:44:46   瀏覽次數(shù):4003

前言

聚氯乙烯(pvc)是國(guó)內(nèi)經(jīng)營(yíng)加工最多的塑料品種。加工PVC時(shí)使用的各種助劑中,增塑劑用量最大.所以.它的投資遠(yuǎn)高于其它助劑.甚至在一些較軟材料配方中超過(guò)主要原料聚氯乙烯樹(shù)脂的投資。在目前抓經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量的形勢(shì)下,研究探討增塑荊的使用有其巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

2 增塑劑的選用

聚氯乙烯是一種強(qiáng)極性聚合物.分子間有很大的作用力.需加熱列一定的溫度方能顯示塑性。它對(duì)熱敏感.當(dāng)加熱到130140"C時(shí)就開(kāi)始發(fā)生嚴(yán)重的分解.變成棕色或黑色。由于分子問(wèn)的強(qiáng)作用力使制品變得堅(jiān)硬而缺乏彈性和柔韌性。增塑劑的作用就在于削弱PVC分子間的作用力,從而降低軟化溫度,減小溶體的粘度,增加其流動(dòng)性.改善PVC的加工性能和制品的柔韌性。增塑荊通常是難揮發(fā)的高沸點(diǎn)酯類(lèi).少數(shù)是低熔點(diǎn)固.它們一般不與聚合物(PVC)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

增塑荊的分類(lèi)方法不一,常用的分類(lèi)法是根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用性能、分子量、添加方式、溶解性、相容性和毒性等來(lái)分類(lèi)。增塑劑的使用條件是與樹(shù)脂有良好的相溶性;價(jià)格低廉;增塑效率高;增塑速度快;耐久性好(揮發(fā)性低、逸移性?。统槌鲂愿?/span>);環(huán)境穩(wěn)定性好(耐光、耐熱、耐菌、耐化學(xué)藥品和阻燃性好);衛(wèi)生性好(對(duì)人、畜和農(nóng)作物無(wú)毒、不污染、無(wú)味);電絕緣性好;粘度穩(wěn)定性好。但是沒(méi)有一種增塑劑能滿足所有條件.實(shí)際使用時(shí),多數(shù)是由兩種或多種并用,以取長(zhǎng)補(bǔ)短.獲得最佳的增塑效果并達(dá)到完善的性能要求。 增塑劑的選用在一個(gè)配方中.要使制品的所有性能都達(dá)到最佳值是不可能的.因此,選用增塑荊時(shí)首先要保證主要的性能要求。比如兒童玩具及食品包裝物等的要求主要性能無(wú)毒,外觀質(zhì)量?jī)?yōu)美;農(nóng)膜要求對(duì)農(nóng)作物無(wú)害、耐光、耐熱;而電線電纜料的主要要求是電絕緣性好等等,除這些要求外,增塑荊的選用還應(yīng)著重考慮以下5個(gè)方面的因素.即增塑荊本身的性能;PVC樹(shù)脂的性能;制品所要求的性能;增塑劑的加工適應(yīng)性:成本。而就增塑荊本身的性能考慮.相溶性對(duì)增塑荊最為重要,它是選擇增塑荊時(shí)必須首先考慮的基本因素。增塑劑與樹(shù)脂的相容性好,則增塑效率高.增塑劑不離析、不滲出,制品的柔韌性好.使用壽命長(zhǎng)。相容性是指兩種或多種物質(zhì)混合時(shí)的相互親和性,即分子級(jí)的可混性,相容性好能夠形成均質(zhì)餛合體系。在生產(chǎn)實(shí)踐中,增塑劑在聚合物中的相容性好壞主要根據(jù)配合試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)斷定。評(píng)價(jià)相容性的簡(jiǎn)單方法是將增塑荊、樹(shù)脂和適當(dāng)?shù)娜軇┌匆欢ū壤旌希{(diào)制成均勻的溶液緩流延成薄膜,觀察它的透明狀況來(lái)判斷.薄膜均質(zhì)透明表示相容性好.模糊的意味著相容性差.另一個(gè)方法將增塑劑與PVC樹(shù)脂按一定比例混合均勻.加熱使其塑化后冷卻至室溫.觀察表面有無(wú)滲出物.無(wú)增塑荊滲出說(shuō)明相溶性好,滲出增塑荊越多說(shuō)明相容性越差。根據(jù)一般規(guī)律.極性越相近者越容易互溶.因此,增塑荊的溶解度參數(shù)與樹(shù)脂的溶解度參數(shù)越接近.兩者相容性越好。介電常數(shù)是分子極性的函數(shù),它受偶極矩和氫鍵的影響很大。介電常數(shù)可用來(lái)作為判斷增塑荊相容性的參數(shù)。根據(jù)對(duì)聚氯乙烯的研究結(jié)果.增塑荊的溶解度參數(shù)一般選用84114。介電常數(shù)為48.這時(shí)的相容性比較理想。

國(guó)內(nèi)常用增塑劑

下面簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)常使用的增塑劑。

31DOP

鄰苯二甲酸二(2一乙基己)酯簡(jiǎn)稱(chēng)DOP,英文名Di(2ethyl hexy1)phthalate。它是鄰苯二甲酸酐和2一乙基己醇酯化臺(tái)而得的無(wú)色或淡黃色油狀透明液體。有二辛酯的特殊氣味。分子量391,酸值(mgKohg)010,酯含量99 100 ,相對(duì)密度0 980-0986(25).粘度80cp(20).折光率1483014859(20).它是塑料加工中使用最廣泛的增塑荊之一.具有優(yōu)良的綜合性能.增塑效率高,揮發(fā)性小.耐紫外光.耐永抽出.逸移性?。夷秃?、柔軟性和電氣性能等都很好.是一類(lèi)比較理想的主增塑劑,也是國(guó)內(nèi)用量最大的增塑劑,在港、臺(tái)以及國(guó)外先進(jìn)地區(qū)由于辛醇的產(chǎn)量及價(jià)格問(wèn)題以及DOP致癌問(wèn)題的爭(zhēng)論.它已逐步被其它的增塑荊取代。

32 DBP

鄰苯二甲酸二正丁酯DBP,英文名Dinbutyl phthalate。是由鄰苯二甲酸酐和正丁醇酯化而得的無(wú)色油狀液體.它微具芳香味。分子量278.酸值01mgKOHg,酯含量99 100%,相對(duì)密度1 0421 049(25 ),粘度1722cp(20).也是廣泛應(yīng)用的增塑劑之一。價(jià)廉易得.具有優(yōu)良的溶解性、分散性和粘著性.此品與顏料的相容性好.用于著色薄膜塑料制品耐與蓖麻油一起加入。主要缺點(diǎn)是揮發(fā)性較大,故耐久性差.使用時(shí)應(yīng)注意。

33 DIDP

鄰苯二甲酸二異癸酯DIDP英文名Diisodecyl phthatate。它是由鄰苯二甲酸酐和異癸醇(由羰基合成得到的主要成分為二甲基辛醇和三甲基庚醇混合物)酯化而得的粘稠油狀液體.微具氣味.分子量446.酸度(以醋酸計(jì))0O1%.酯含量>99%,相對(duì)密度(25 )09610969,粘度83-125ep(20),著火點(diǎn)271 。它可作為PVC的主增塑荊,其揮發(fā)性小.耐逸移性、耐水抽出性.電絕緣性出色,坦分子量較大.相容性、增塑效率和耐寒性不及DOP。含有本品的制品柔軟性隨溫度的變化較小.適用于使用溫度廣泛的制品.如電線電纜護(hù)套、農(nóng)膜,本品受熱易變色,通過(guò)與酚類(lèi)抗氧荊(如雙酚A)并用可以改善此性能。

34 DINP

鄰苯二甲酸二異壬酯DINP,英文名Dinonylphthalate。它是由鄰苯二甲酸酐與羰基合成得到的壬醇(主要是3,55一三甲基乙醇)酯化而得的無(wú)色透明液體.分子量419,酸度(以鄰苯二甲酸計(jì))<0 025%.酯含量>99,相對(duì)密度0 9650972(25).粘度78120cp(20).閃點(diǎn)2i9"C.折光率14812(25 )。本品主要用做乙烯基樹(shù)脂的通用型增塑荊.揮發(fā)性低,逸移性小,能賦予制品良好的耐光性、耐熱性、耐老化性和電絕緣性,本品的水抽出性比DOP好,但增塑效率不及DOP,約低10%,耐寒性也較差.不適用于低溫應(yīng)用的制品,由于價(jià)格及質(zhì)量和其它原因優(yōu)于DOP現(xiàn)港臺(tái)及國(guó)外先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)用于取代DOP作為主增塑劑使用。

3 5 TXIB

2,24一三甲基一1,3一戊二醇二異丁酸酯.英文名2,2,4Trimethyl13pentaned_d dii~butyrato~o 本品為液體,分子量286,色澤(APHA)<3O.酸度(以異丁酸計(jì))O 05%,酯含量>98%,相對(duì)密度09420948(20),閃點(diǎn)(開(kāi)杯法)143 ,折光率143(25),體積電阻率15×10"n·CIT1.相窖性好.可賦予制品良好的耐寒性和耐水性,本品可作為PVC和氯乙烯共聚物的增塑荊,使用此品可提高填充荊的填充量。美國(guó)Eastman生產(chǎn),商品名稱(chēng)TXIB。

3 6 DOA

己二酸二辛酯DOA.英文名Dioctyladipate。它是由己二酸酐和辛醇酯化而得的無(wú)包透明油狀液體.分子量371,酯含量 99%,酸值 02mgKOHg.相對(duì)密度09210 927(25).牯度12 15ep(25).體積電阻2 x 1n·cm

(3O)。它是PVC典型耐寒增塑荊,增塑效率高,受熱變色性小,可賦予制品良好的低溫柔軟性和耐光性.在加工時(shí)顯示良好的潤(rùn)滑性,制品的手感性好,多與I)()PDINP等主增塑劑并用于耐寒性農(nóng)膜.冷凍食品包裝膜、電線電纜包覆層等。但本品的揮發(fā)性較大,耐水性、逸移性、電絕緣性等方面也都有一定不足,使用時(shí)應(yīng)于注意。類(lèi)似的癸二酸二辛酯DOS價(jià)格和各方面性能皆好于DOA

37 TCP

磷酸三甲酚酯TCP英文名Trier~y[phosphate。它是由混合甲酚與三氯氧礴反應(yīng)而成.或混合甲酚與三氯化礴通氯氣酯化后承解而成。是徽具氣味的清亮粘綢液體。分子量368.酸值015mgKOHg.游離甲酚含量015%.相對(duì)密度1160-1180(20"C).粘廢78185ep(2012)本品為阻燃性增塑劑。水解穩(wěn)定性好.耐油性和電絕緣性優(yōu)良.耐真菌性高.不殖菌。用于PVC薄膜、片材、地板料、電線電纜料時(shí),可改善制品的加工性、抗污染性、阻燃性、防霉性和耐磨性。本品耐寒性較差,可通過(guò)與耐寒性增塑劑并用加以改善。本品系有毒物質(zhì).對(duì)動(dòng)物和人的中摳神經(jīng)有毒害作用,使用時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。

3 8 TOTM

偏苯三酸三辛酯 TOTM,英文名Trloetytrimellitate.它是由1,24一偏苯三酸酐與2一乙基己醇酯化而得的透明粘綢狀液體,徽具氣味,分子量547,色澤(APHA)< 250,酸值< 03mgKOHg.相對(duì)密度0 9810 997(2012),粘度100300ep(20)本品為耐熱和耐久性增塑劑.它的增塑效率和加工性能與鄰苯二甲酸酯類(lèi)增塑荊相近,耐久性可與聚合型增塑荊媲美,揮發(fā)性低,耐水抽出性、耐逸移性、低溫性能和電性能皆優(yōu).可用于耐熱電線電纜料、報(bào)片材、密封墊等要求耐熱和耐久性的制品。但本品的耐油性不及聚酯增塑荊,捏合性不及DOP。另日本花王石鹵僉株式會(huì)社生產(chǎn)的均苯四酸四正辛酯較TOTM為好.各項(xiàng)性能與之類(lèi)似。

3環(huán)氧大豆油

環(huán)氧大豆油英文名Epoxidi~d soybean oil。它是精制的豆油在酸存在下用雙氧水環(huán)氧化制得的筏黃色油狀談體,平均分子量950,相對(duì)密度09851ooo(25),著火點(diǎn)310 .環(huán)氧值6%.加熱后環(huán)氧值t>5(177 x 3h),與PVC相容性好,是聚氯乙烯的增塑荊兼熱穩(wěn)定荊。揮發(fā)性低,逸移性小,具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性.耐水性和耐油性亦佳,可賦予制品良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐

候性及電絕緣性能。本品適用于各種PVC制品,可與聚酯類(lèi)增塑劑并用,與熱穩(wěn)定劑并用有顯著的協(xié)同效應(yīng)。在配方中使用1-3phr就可達(dá)判極佳的要求.瑞士ciba Geigy生產(chǎn)的商品名稱(chēng)為1239的質(zhì)量最佳。

310 其它

烷基磺酸苯酯,石油酯,T5Om5O,英文名phenyl alkylsulfonate。是由Cj2C1I重液體石蠟經(jīng)磺酰氯化反應(yīng)(轉(zhuǎn)化率達(dá)50)后.再與苯酚酶化而成的淺黃色透明油狀液體。平均分子量390,酸值<0ImgKO} 相對(duì)密度103lO7

(25),粘度100130ep(20),溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,不溶于水。揮發(fā)性低.能賦予制品優(yōu)良的耐侯性、物理力學(xué)性能和電絕緣性。適用作人造革、薄膜、電線和電纜等制品。但本品受強(qiáng)光照射有輕徽變黃的傾向,耐寒性不及DOP.因此多與鄰苯二甲酸酯類(lèi)并用,一般用量為1030phf。

氯化石蠟英文名chlorinated parafin是由石蠟烴氯化而得的.具有與PVC類(lèi)似的結(jié)構(gòu),是一類(lèi)增量增塑荊,揮發(fā)性、阻燃性電絕緣性優(yōu)良.能賦予制品一定的光澤和抗張強(qiáng)度??勺鳛?/span>PVC樹(shù)脂的輔助增塑荊.取代一部分主增塑劑。蹦降低成本。氯化石蠟在加工時(shí)易受熱分解.放出氯化氫 該氯化氫可催化加速PVC樹(shù)脂的劣化分解.因此在使用氯化石蠟時(shí).應(yīng)配合適當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定劑以防止其分解。此外、氯化石蠟與Ivc的相容性較低.制品的忡長(zhǎng)率和耐寒性較差 沈陽(yáng)永新化工廠生產(chǎn)的含氯量50%的s50 及臺(tái)灣產(chǎn)的cP152用作增塑劑質(zhì)量較佳。

a一甲基苯乙烯樹(shù)脂,英文名poly methy styrome resin。是由a一甲基苯乙烯聚合而成,具有優(yōu)良的光熱穩(wěn)定.耐化學(xué)藥品性和電性能。遣移性小,適用于聚氯乙烯的各種制品.一般甩量為lO 20 0,6,可提高制品的電絕緣性.改善制品的外觀特征.且手感滑爽,上海東方化工廠有該產(chǎn)品生產(chǎn)。

對(duì)苯二甲酸二辛酯DOTP英文名T)ioetylterphthalate。是由對(duì)苯二甲酸與2一乙基己醇在催化劑存在下反應(yīng)而得的近乎無(wú)色的低粘度濃體。酸度鄰葦二甲酸計(jì))<001 0,6.相對(duì)密度09835(20 ),粘度63ep(25"C),體積電阻3 9×1O n·cm.揮發(fā)損失l2(重量177 x 24h),它具有良好的電性能和耐寒性,揮發(fā)性?。鏊苄时?/span>IX)p高,適用作為PVC樹(shù)脂的增塑荊,用于要求高絕緣、耐抽出、耐熱、耐寒及柔軟性好的制品.可與DOP以任何比例摻合。由于結(jié)構(gòu)原因。耐熱性、耐久性明顯好于DIDP。

結(jié)語(yǔ)

上述幾種增塑劑是備具特色、有代表性的增塑荊。增塑劑是PVC塑料(軟質(zhì))l品中填充量較大,投資量最多的助劑.它不僅能顯著地改善塑料的加工性能和使用性轉(zhuǎn),而且選擇合適.配合恰當(dāng)可以降低成本,節(jié)約能耗,提高生產(chǎn)效率并保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前采用兩種以至二種 上增塑劑混合應(yīng)用.其主要原因是要得一仲平衡的綜合性能.而單一增塑荊不可能達(dá)到,使用混合增塑劑可改善混合物前電性能、裘感、耐溶劑性能等。PVC樹(shù)脂是我國(guó)產(chǎn)量最大的合成樹(shù)脂之一,今后還需要更多更好的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的增塑劑。目前國(guó)內(nèi)在增塑劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面同國(guó)外先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)還有較大差距,如產(chǎn)品品種少且不系列化.原料路線與合成工藝不夠成熟,產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量不甚好,成本較高,造成價(jià)格居高不下等等。這些

問(wèn)題影響PVC制品的全面開(kāi)發(fā)與大規(guī)模生產(chǎn)。今后應(yīng)著重解決配套的增塑劑的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)問(wèn)題.對(duì)現(xiàn)有品種應(yīng)改善質(zhì)量井努力降低成本.同時(shí)加強(qiáng)新型增塑劑的開(kāi)發(fā)和利用.合理的使用自然


文章標(biāo)題:PVC增塑

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