橡胶环保增塑剂的发展及应用Word版

橡胶环保增塑剂的发展及应用

一．橡胶增塑剂的概念

增塑剂又称为软化剂，是指能够降低橡胶分子链间的作用力，改善加工工艺性能，并能调整胶料的物理机械性能，提高功能性、降低成本的一类较低分子量化合物。

过去习惯上根据应用范围不同分为软化剂和增塑剂、操作油。软化剂多来源于天然物质，常用于非极性橡胶；增塑剂多为合成类产品，多用于极性合成橡胶和塑料中。目前由于所起的作用相同，统称为增塑剂。

二．增塑剂的作用

1．改善橡胶的加工工艺性能：通过降低分子间作用力，使粉末状配合剂更好地与生胶浸润并分散均匀，改善混炼工艺；通过增加胶料的可塑性、流动性、粘着性改善压延、压出、成型工艺。

2．改善橡胶的某些物理机械性能与功能性：降低制品的硬度、定伸应力、提高硫化胶的弹性、耐寒性、降低生热等。3．降低成本：价格低、耗能省。

三．增塑剂的分类

1．根据作用机理分：

物理增塑剂：增塑分子进入橡胶分子内，增大分子间距、减弱分子间作用力，分子链易滑动。

化学增塑剂：又称塑解剂，通过力化学作用，使橡胶大分子断链，增加可塑性。

大部分为酯类、芳香族硫酚的衍生物如2-萘硫酚、二甲苯基硫酚、五氯硫酚，领苯、对苯等。

2．按来源分：

①石油系增塑剂

②煤焦油系增塑剂

③松油系增塑剂

④脂肪油系增塑剂

⑤合成增塑剂

四．对增塑剂的要求

增塑效果好，用量少，吸收速度快；

与橡胶的相容性好，环保好、挥发性小、不迁移、耐寒性好，耐水、耐油、溶剂；

电绝缘性好，耐燃性好，无色、无毒、无臭，价廉易得。

2．增塑剂与橡胶相容性的实验检测

研究发现，在不饱和橡胶中使用增塑剂时，增塑剂的不饱和性高低对增塑剂和不饱和橡胶的相容性有很大影响。增塑剂的不饱和性越高，增塑剂与不饱和橡胶的相容性越好。测定增塑剂不饱和性的方法是测其苯胺点。

苯胺点：同体积的苯胺与增塑剂混合时，混合液呈均匀透明时的温度。

苯胺点越高，说明增塑剂与苯胺的相容性越差，不饱和性低。

五．极性增塑剂的作用机理

极性增塑剂增塑极性橡胶时，极性的增塑剂低分子的极性部分定向地排列于橡胶大分子的极性部位，对大分子链段起包围阻隔作用，从而增加了大分子链段之间的距离，减小了大分子间相互作用力，增大了大分子链段的运动性，从而提高了橡胶的塑性，一般通过主链接枝的技术提高增塑剂的极性，更好的增加增塑等相关作用。

ΔTg=kn k—与增塑剂性质有关的常数；n—增塑剂的摩尔数。

六．常用增塑剂合成简介

1．邻苯二甲酸酯类邻苯二田酸酣类是目前最广泛使用的主增塑剂，品种多、产量高，井具有色泽浅、毒性低、电性能好、挥发件小、气味少、耐低温性一般等特点。目前邻苯二酸酯类的消耗量约占增塑剂总消耗量的80-85%，而其中最常用的是邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异辛酯两种。

(1)邻苯二甲酸二辛酯(（简称DOP）无色油状液体，有特殊气味。

(2)邻苯二甲酸二异辛酯(简称DIOP) 几乎是无色的粘稠液体，溶于大多数有机溶剂和烃类，

(3)邻苯二甲酸二异癸酯(简称DIDP) 粘稠液体，溶于大多数有机溶剂和烃类，不溶于或微溶于甘油、乙二醇和某些胺类。它的挥发性比DOP小。耐迁移，是一种低挥发性增塑剂，又耐老化，电性能好，但相溶性差些。

(4)邻苯二甲酸二异壬酯(简称DINP）透明油状液体，其高温下的挥发性只是DOP的一半。

(5)邻苯二甲酸二丁酯(简称DBP）无色透明液体，具有芳香族气味，溶于大多数有机溶剂和烃类。DBP对PVC的临界塑化温度为90—95℃。

(6)邻苯二甲酸二异丁酯(简称DIBP) 无色透明液体，DIBP在PVC农用薄膜中使用时曾发现由于它的析出致使水稻烂秧的问题。

(7)邻苯二甲酸丁苄酯(简称BBP) 透明油状液体，溶于有机溶剂和烃类，不溶于水。BBP对PVC的临界塑化温度为96-100℃。

(8)邻苯二甲酸二甲酯(简称DMP) 无色油状液体，微带芳香族气味，常温下不溶于水，和脂肪烃混溶，与大多数树脂相溶性良好.

(9)邻苯二甲酸二乙酯（简称DEP) 无色油状液体，无毒，微带芳香族气味，溶于大多数有机溶剂。

(10)邻苯二甲酸二环己酯(DCHP) 具有芳香族气味的白色结晶状粉末．溶于大多数有机溶剂，在热的汽油和矿物油中完全溶解，微溶于乙二醇类和某些胺类。

(11)对苯二甲酸二辛酯(DOTP) DOTP与DOP的物理性能相似，制品的机械性能也相似，但DOTP的挥发件比DOP 小得多。

2. 聚酯类和偏苯三酸酯类聚酯增塑剂一般塑化效率都很低、粘度大、加工性和低温性都不好，但挥发性低、迁移性小、耐油和耐肥皂水抽出，因此是很好的耐久性增塑剂。上海玄珞新材料此方面研究颇深，特别是Sanepar756 环保酯类接枝增塑剂产品也得到市场广泛应用。聚酯类多用于汽车、电线电缆、电冰箱等长期使用的制品中。土要品种有已二酸、癸二酸等脂肪族二元酸与一缩二乙二醇、丙二醇、丁二醇等二元醇缩聚而成的低分子量聚酯。偏苯三酸酯是一类性能十分优良的增塑剂，兼有单体型增塑剂和聚合型增塑剂两者的优点。挥发性低、迁移性小，耐抽出和耐久性类似于聚酯增塑剂；而相溶性、加上性和低温性又类似于邻苯二甲酸酯炎。

(1)Sanepar756是无色的酯类环保增塑剂，利用化学接枝技术，提高极性、相容性、耐热性，是此类增塑剂的佼佼者，替代传统邻苯、对苯盐类增塑剂（DOP、DOTP等）、脂肪酸酯类增塑剂(DOA、DOS 等)、烷基磺酸醋类等增塑剂。(2) 聚癸二酸丙二醇酯不同分子量的聚癸二酸丙二醇酯增塑剂都可以溶于丙酮、二氯乙烷、乙醚、苯、甲苯、二甲苯、氯仿，部分溶子乙醇、丁醇和脂肪烃。

(3)偏苯三酸三(正辛正癸酯)(简称NODTM) 无色至淡黄色油状液体。

(4) 偏苯三酸三辛酯(简称TOTM) 无色至淡黄色粘稠油状液体。

3．磷酸酯类磷酸酯与聚氯乙烯等树脂有良好的相溶性，透明性也好，但有毒性。它们既是增塑剂，又是阻燃剂。芳香族磷酸醋的低温性能很差，而脂肪族磷酸酯的低温性能较好，但热稳定性较差，耐久性不如芳香族磷酸酯。其主要品种有磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯。

(1)磷酸三甲苯酯(简称TCP)

(2)磷酸三苯酯(简称TPP) 微带芳香气味的白色针状结晶，微溶于乙醇，醚、苯、氯仿、丙酮。

(3)磷酸二笨—辛酯(简称DPOP）浅黄色透明油状液体。

(4)磷酸甲苯二苯酯(筒称CDPP) 清澈无嗅的油状液体。

4．环氧酯类环氧增塑剂是近年来应用很广的助剂，它既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯化氢，又能与聚氯乙烯树脂相溶，所以它既是增塑剂又是稳定剂。主要用作耐候性高的聚氯乙烯制品的副增塑刑。其于要品种有环氧大豆油、环氧脂肪酸辛酯等。

(1)环氧大豆油大豆油为一甘油的脂肪酸配混合物，环氧大双油是一种黄色油状液体，无毒，溶于大多数有机溶剂和烃类。环氧大豆油与聚酯类增塑剂并用，可以避免后者向外迁移。

(2)环氧脂肪酸丁酯因脂肪酸成份不一，环氧脂肪酸丁酯有环氧硬脂酸丁酯、环氧糠油酸丁酯、环氧大豆油酸丁酯、环氧棉子油酸丁酯．环氧菜油酸丁酯、环氧妥尔油酸丁酯、环氧苍耳油酸丁酯、环氧猪油酸丁酯等品种。

(3)环氧脂肪酸辛酯(简称ED3) 因脂肪酸不同，而有不同结构的品种，如环氧硬脂酸辛酯、环氧大豆油酸辛酯、环氧妥尔油酸辛酯等。

(4)环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯(简称EPS) 无色至浅黄色油状液体。

5．脂肪酸酯类脂肪酸酯类的低温性能很好，但与聚氯乙烯的相溶性较差故只能用作耐寒的副增塑剂与邻苯二甲酸酯类并用。最常用的品种是己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。

(1)己二酸二辛酯(简称DOA) 无色无嗅液体，无毒，溶于大多数有机溶剂，微溶于乙二醇类，不溶于水，DOA对PVC 的临界塑化温度为12l一125℃。

(2)已二酸二异癸酯(简称DIDA) 清澈易流动的油状液体。