增塑剂类型
塑料添加剂的常用类型和作用_概述及解释说明
塑料添加剂的常用类型和作用概述及解释说明1. 引言1.1 概述塑料添加剂是指添加到塑料中的化学物质,其目的是改善塑料的性能、加工过程和最终产品的品质。
塑料添加剂广泛应用于各个行业,包括日常生活用品、建筑材料、农业、医疗等领域。
通过使用适当的添加剂,可以调整塑料的硬度、柔韧性、耐热性、阻燃性等特性。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对塑料添加剂进行详细介绍:概述塑料添加剂的概念和背景,以及它们在不同类型塑料中的分类;重点讨论常见类型的三种塑料添加剂:增塑剂(塑化剂)、阻燃剂以及抗氧化剂和紫外线吸收剂;同时还会给出这些添加剂在实际应用中的案例;最后总结常见的塑料添加剂类型和作用,并对未来发展趋势进行展望。
1.3 目的本文旨在帮助读者了解不同类型的塑料添加剂及其作用,在选择和使用塑料时能够根据需求对添加剂进行合理的投入。
通过对各种常用塑料添加剂的解释和说明,读者将能够更好地了解这些化学物质在塑料制品中的功能和应用范围,并为塑料产品开发提供参考依据。
此外,本文也将探讨未来塑料添加剂的发展趋势,为相关行业提供科技创新方向。
2. 塑料添加剂的概念:2.1 定义和背景:塑料添加剂是指在塑料加工过程中,为了改善塑料性能、提高加工工艺或满足特定应用需求而向塑料中添加的一类化学物质。
这些化学物质可以改变塑料的机械性能、耐热性、阻燃性、稳定性等特性,并且通过调整配比和合理使用可以实现不同的效果。
开始于20世纪初期,随着塑料行业的发展壮大,塑料添加剂也得到了广泛应用。
2.2 塑料添加剂的分类:根据功能和作用特点,塑料添加剂可以分为多种类型。
常见的包括增塑剂(又称塑化剂)、阻燃剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
2.3 塑料添加剂的重要性和应用领域:塑料添加剂在现代工业生产中具有非常重要的地位和作用。
通过选择合适的添加剂,可以改善塑料材料的可加工性、增强其机械强度、延长其使用寿命以及提升其防火安全性能等。
因此,塑料添加剂广泛应用于许多领域,包括建筑材料、汽车零部件、电子电器、包装材料等行业。
增塑剂
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4.水分 一般的增塑剂是不溶于水的,但因酯型增塑 剂等的极性较大,所以能吸收和溶解微量的 水。 这些微量水的存在会促进增塑剂的分解。
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5.重金属和无机物 在增塑剂中常含有极微量的重金属和无机物。 重金属是自动氧化的催化剂,会促进增塑剂 的分解。 离子性物质的存在是导致增塑剂体积电阻降 低的原因。
加量而控制塑化程度,是常用的增塑剂,通常所说的增塑
剂即指外增塑剂。
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2. 按相容性可分为主增塑剂和辅助增塑剂
主增塑剂——与基础高分子材料(树脂、生胶) 相容
性较好,其分子不仅能进入高分子材料的不定型区,而 且能插入结晶区,也称“溶剂型增塑剂”,可单独使用。 辅助增塑剂——与基础高分子材料(树脂、生胶)相 容性较差,其分子只能进入高分子材料的不定形区,而
必须削弱其分子间力,并破坏结晶区。
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2. 增塑剂的增塑原理 关于增塑剂的增塑原理,历史上曾提出多种理论观点,目前被普遍接 受的提法是: 高分子材料的增塑,是由
于材料中高聚物分子链间聚集
作用被削弱的结果。即增塑剂 分子插入到聚合物分子链之间,
+ -
+ -
+
-
+ -
削弱了聚合物分子链间的作用
力,结果增加了聚合物分子链 的移动性,降低了聚合物的结
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2.2 增塑剂的分类
1. 按引入方式分类 2. 按相容性分类 3. 按适用性分类 4. 按化学结构分类
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2.3 增塑剂的分类
可从不同角度进行分类:
1. 按引入方式可分为内增塑剂和外增塑剂 内增塑剂——以共聚或接枝的方式引入高分子材料的 增塑剂,也可称“键合型增塑剂”,其优点是物理持久性 高,但存在难实施、适用性小等缺点,故不常用。 外增塑剂——以添加的方式引入高分子材料的增塑剂, 也可称“添加型增塑剂”,其突出优点是便于灵活调整添
DOP及DINP的区别
PVC地板之增塑剂PVC是世界上产量最大的聚合物之一,也是全球用量最大的化学聚合物,其加工过程中,添加一定量的各种加工助剂,然后打粉混合,挤出造粒。
通过多种加工工艺,制出不同的PVC 制品,加工助剂中主要有热稳定剂(吸收PVC受热加工时分解出来的游离氯)、增塑剂(使制品具有一定的柔韧性)、润滑剂(在造粒时易于挤出)、色母料(使制品具有各种颜色)等等。
PVC制品又有软、硬制品之分,当其增塑剂用量小于10%时,称为硬质PVC制品;当增塑剂用量大于20%以上时,其制品就称为PVC软制品。
PVC儿童玩具、PVC手套等PVC制品都属于PVC软制品。
PVC地板属于半硬质PVC制品,其增塑剂储量在8%~20%左右。
使用PVC必然要用到增塑剂,在增塑剂品种中,邻笨二甲酯类是用量最大的品种,占到增塑剂总消耗的85%以上,其中DOP的性价比最好,所占比例也最大。
但随着DOP增塑剂在食品、医药工业上的应用越来越广泛,人们对它的毒性也越来越重视。
有人发现,当人们输入聚氯乙烯塑料袋内贮存的血液后,在人体内,特别在肺部内发现在DOP产品存在。
1982年权威的美国国家癌症研究所对DOP的致癌性进行了生物鉴定,其结果是:DOP是大鼠和小鼠的致癌物,能使啮类动物的肝脏致癌。
于是关于DOP的毒性引起了全球的注意。
尽管是否会使人致癌的说法到目前仍急论不休,但由于其存在潜在的致癌性,各国都采取了相应的措施。
但同时因为DOP优越的性价比,也是中国和韩国等国家一直使用的增塑剂。
国外在上世纪九十年代中期就开始对DOP等邻笨二甲酸酯类在医用材料、食品包装等方面进行限制,其主要原因是其对人体有危害,比如有致癌性、容易造成内分泌紊乱、对生殖毒性较大等。
2005年欧盟部长理事会通过法案,禁止在所有儿童玩具和儿童用品中使用三种增塑剂:邻笨二甲酸二丁酯(DBP)、邻笨二甲酸丁苄酯(BBP)、邻笨二甲酸二异辛酯(DEHP,国内简称DOP)。
与此同时,全球最大的增塑剂生产商埃克森美孚在中国大力推广称为“很安全的”邻笨二甲酸二异壬酯(DINP)。
增塑剂
目录增塑剂的分类及介绍 (2)(一) 按同PVC树脂的相容性来分类 (2)(二)根据溶解性来分类 (2)(三) 根据添加的方式来分类 (2)(四)根据应用性能来分类 (2)(五) 根据相对分子质量来分类 (3)(六) 根据化学结构来分类 (3)1. 邻苯二甲酸酯类 (3)2. 脂肪族二元酸酯类 (3)3. 磷酸酯类 (4)4. 脂肪族—元酸酯类增塑剂 (4)5.柠檬酸酯类增塑剂 (4)6. 环氧增塑剂类 (4)7. 石油磺酸苯酚酯类 (5)8. 聚酯增量增塑剂 (5)9. 反应型增塑剂 (5)(一) 邻苯二甲酸酯类 (6)(二) 磷酸酯类 (8)(三) 脂肪族二元羧酸酯 (12)(四) 多元醇酯 (17)(五) 环氧增塑剂 (21)(六) 氯代烷烃增塑剂 (22)(七) 柠檬酸酯增塑剂 (25)(八) 苯多羧酸酯类增塑剂 (29)(九) 聚酯增塑剂和聚合物型增塑剂 (32)(十) 反应型增塑剂 (35)增塑剂的分类及介绍(一) 按同PVC树脂的相容性来分类根据增塑剂同PVC树脂相容性的大小,可以把增塑剂分成主增塑剂、副增塑剂和增量增塑剂三类。
主增塑剂有良好的同PVC 树脂的相容性,质量相容比例可达到1:1,能在PVC中单独使用; 副增塑剂质量相容比例低于1:3 (增塑剂:树脂),一般不在PVC中单独使用,需在适当的主增塑剂下配合使用;增量增塑剂与树脂基本上无或极少有相容性,其质量相容比例低于1:20 (增塑剂:树脂),使用这类增塑剂得到的增塑效率是很有限的,但可以改善某些性能,降低价格。
(二)根据溶解性来分类根据增塑剂对聚合物的溶解性来分类,可以把增塑剂分为溶剂型增塑剂和非溶剂型增塑剂两类。
前者对聚合物有较强的溶剂化作用,可溶解一部分聚合物,而后者的溶剂化作用很小,不能溶解聚合物,只能起溶胀作用。
(三) 根据添加的方式来分类可以分为外增塑剂和内增塑剂,外增塑剂是在塑料配料时加入,而内增塑剂是在树脂合成过程中,作为共聚单体加入,以化学键结合到树脂上去,以提高树脂本身的塑性。
PVC常用的添加剂类型与功能
PVC塑料的合成PVC塑料是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯,再聚合而成。
在20世纪50年代前期是以乙炔电石法生产,50年代后期则转向了原料充足、成本低廉的乙烯氧化法;目前世界上80%以上的PVC树脂都是由此方法生产的。
但到2003年后,因石油价格暴涨,乙炔电石法成本反而比乙烯氧化法还要低10%左右,所以PVC的合成工艺又转向了乙炔电石法。
PVC塑料是由液态的氯乙烯单体(VCM)经悬浮、乳液、本体或溶液法工艺聚合而成,其中悬浮聚合工艺生产工艺成熟、操作简单、生产成本低、产品品种多、应用范围广,一直是生产PVC树脂的主要方法,在世界PVC生产装置中大约占90%的比例(在世界PVC总产量中均聚物也占大约90%的比例)。
其次是乳液法,用于生产PVC糊树脂。
其聚合反应由自由基引发,反应温度一般为40~70OC,反应温度和引发剂的浓度对聚合反应速率和PVC 树脂的分子量分布影响很大。
悬浮聚合悬浮聚合通过不断进行搅拌使单体液滴在水中保持悬浮状态,聚合反应在单体小液滴中进行。
通常悬浮聚合反应为间歇聚合。
近年来各公司对PVC树脂间歇悬浮聚合工艺的配方、聚合釜、产品品种和质量不断研究和改进,开发出各具特点的工艺技术,目前应用较多的是Geon公司(原B.F Goodrichg公司)技术、日本信越公司技术、欧洲EVC 公司技术, 这三大公司的技术在1990年以来世界新增的PVC树脂生产能力中各占大约21%的比例。
乳液聚合乳液聚合与悬浮聚合基本类似,只是要采用更为大量的乳化剂,并且不是溶于水中而是溶于单体中。
这种聚合体系可以有效防止聚合物粒子的凝聚,从而得到粒径很小的聚合物树脂,一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0.1—0.2mm,悬浮法为20―200mm。
引发剂体系与悬浮聚合也有所不同,通常是含有过硫酸盐的氧化还原体系。
干燥方法也设计成可以保持较小的粒径的方式, 常常采用一些喷雾干燥剂。
由于不可能将乳化剂完全除去,因此用乳液法生产的树脂不能用于生产需要高透明性的制品如包装薄膜或要求吸水性很低的制品如电线绝缘层。
PVC耐油、低温、低烟低卤、阻燃、耐酸碱之间的关系
浅谈PVC耐油、低温、低烟低卤、阻燃、耐酸碱之间的关系PVC材料是由基料PVC树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、填充剂等其他助剂按照一定的比例进行混合加工的挤塑成型的。
这其中的关键就在于增塑剂的使用。
增塑剂作为PVC软制品的重要配方组分,对软制品的性能影响很大,如要求制品在低温下使用,必须选择好增塑剂的类型。
目前作为耐寒性增塑剂使用的主要有脂肪酸二元酸酯、直链醇的邻苯二甲酸酯、二元醇的脂肪酸酯以及环氧脂肪酸单酯等。
提高PVC软制品的耐寒性,一般可通过增加耐寒增塑剂的用量来获得。
DOA(己二酸二辛酯)、DIDA(己二酸二异癸酯)、DOZ(壬二酸二辛酯)、DOS(癸二酸二辛酯)是作为耐寒增塑剂使用的代表性品种,由于一般耐寒增塑剂与PVC的相容性都不十分好,加多了会容易析出。
不同聚合物热分解生成的产物决定了聚合物燃烧的难易程度﹐因此不同的聚合物具有不同的燃烧性能。
同一聚合物由于加入不同的助剂其燃烧的难易程度也有变化。
为达到低温要求其增塑剂使用量会上升,当PVC中加入增塑剂后制品往往变得容易燃烧﹐此时需加入阻燃剂则使制品难以燃烧。
因此低温和阻燃是相矛盾的。
聚合物的发烟性是由于燃烧不完全或生成石墨状微粒而引起的﹐阻燃性能越好﹐聚合物的燃烧越不完全﹐生成的烟就越多﹐因此阻燃和抑烟本身就是一对矛盾。
一是聚合物燃烧时﹐本身就释放出大量的烟雾﹔二是由于加入卤—锑阻燃剂或者磷酸酯阻燃剂后﹐使发烟量增大。
PVC本身就是含卤素,要减少其产生卤酸气体需加入氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙等填充剂以减少卤酸气体和提高阻燃效果。
但其大量加入氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙等填充剂会影响低温效果。
低温脆性会随填充剂用量的增加而增大。
这是因为填充剂作为无机粒子被加入PVC中时,它会填入分子链间。
当用量少时,它填入一些分子链的缝隙中,起补强作用;或填入分子链间,起到增大分子间距离而使体系韧性增加的作用。
但当其用量增加时,随着分子间距离的增加,分子间的作用力被破坏,加上低温时,分子链段的活动性降低,材料抵抗外界冲击力的能力剧烈下降。
砂浆混凝土添加剂种类及用量
砂浆混凝土添加剂种类及用量一、引言砂浆混凝土添加剂是指添加在水泥、砂、石等原材料中,能够改善混凝土性能,提高混凝土强度、耐久性、减少收缩变形和裂缝等缺陷的化学品。
砂浆混凝土添加剂可以分为水泥添加剂、矿物掺合料、化学掺合料、增塑剂、防水剂、膨胀剂等多种类型。
本文将对砂浆混凝土添加剂的种类及用量进行详细介绍。
二、水泥添加剂1. 玻璃纤维玻璃纤维是一种新型的水泥添加剂,具有优异的抗拉强度和抗裂性能,可将混凝土的强度提高30%以上。
其用量为水泥重量的1%~2%。
2. 聚合物纤维聚合物纤维也是一种常用的水泥添加剂,具有很好的防裂性能和抗拉强度。
适用于各种混凝土结构的加强和改进。
其用量为水泥重量的0.1%~0.3%。
3. 膨胀剂膨胀剂是用于改善混凝土的耐久性和抗裂性能的一种水泥添加剂。
它可以减少混凝土中的水分含量,从而提高混凝土的强度和耐久性。
其用量为水泥重量的3%~5%。
4. 水泥减水剂水泥减水剂是一种可以使混凝土中的水量减少的化学添加剂,可以提高混凝土的强度和耐久性。
其用量为水泥重量的0.2%~0.4%。
三、矿物掺合料1. 粉煤灰粉煤灰是一种常用的矿物掺合料,可以改善混凝土的强度和耐久性。
其用量为水泥重量的20%~30%。
2. 矿渣矿渣也是一种常用的矿物掺合料,可以提高混凝土的强度和耐久性。
其用量为水泥重量的20%~30%。
3. 石灰石粉石灰石粉是一种常用的矿物掺合料,可以提高混凝土的强度和耐久性。
其用量为水泥重量的5%~10%。
4. 膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩是一种新型的矿物掺合料,可以提高混凝土的强度和耐久性。
其用量为水泥重量的10%~20%。
四、化学掺合料1. 硅灰硅灰是一种常用的化学掺合料,可以提高混凝土的强度和耐久性。
其用量为水泥重量的5%~10%。
2. 聚合物乳液聚合物乳液是一种常用的化学掺合料,可以提高混凝土的强度和耐久性。
其用量为水泥重量的3%~5%。
3. 水泥养护剂水泥养护剂是一种可以提高混凝土强度和耐久性的化学掺合料。
食品中塑化剂的种类、危害及检测技术
食品中塑化剂的种类、危害及检测技术目录1. 塑化剂概述 (2)1.1 定义及分类 (2)1.1.1 常见塑化剂种类 (3)1.1.2 塑化剂的物理及化学性质 (5)1.2 应用领域 (5)1.2.1 食品包装用塑化剂 (6)1.2.2 食品接触表面用塑化剂 (7)1.3 食品中塑化剂迁移 (9)1.3.1 迁移影响因素 (11)1.3.2 迁移途径 (12)2. 食品中塑化剂的危害 (13)2.1 毒性危害 (14)2.1.1 不同塑化剂的毒性效应 (16)2.1.2 短期和长期毒性 (17)2.1.3 对人体各器官的危害 (18)2.2 健康风险评估 (19)2.2.1 暴露途径及剂量估算 (20)2.2.2 风险评估模型及结果 (22)3. 食品中塑化剂的检测技术 (23)3.1 样品前处理 (24)3.1.1 样品提取方法 (25)3.1.2 净化及浓缩 (26)3.2 检测方法 (28)3.2.1 气相色谱质谱联用技术 (29)3.2.2 液相色谱质谱联用技术 (30)3.2.3 其他检测技术(如核磁共振等) (31)3.3 方法验证 (32)3.3.1 精密度、准确度及稳定性 (34)3.3.2 灵敏度及检测限 (35)4. 控制和防范措施 (36)4.1 法律法规及标准 (37)4.2 生产过程控制 (38)4.3 包装材料的选择 (39)4.4 消费者的健康知识普及 (41)1. 塑化剂概述也被称为增塑剂,是一种能改变聚合物材料物理性能的化学物质。
在日常生活中,我们经常会接触到各种塑料制品,如塑料袋、塑料瓶、塑料玩具等,这些产品中的很多都添加了塑化剂,以增加其柔韧性、延展性和耐用性。
塑化剂对人体的危害主要表现在以下几个方面:首先,某些塑化剂可能通过呼吸道或消化道进入人体,对肝脏、肾脏等器官造成损害;其次,长期接触或摄入含有塑化剂的食品可能导致内分泌干扰作用,影响人体的生殖系统和生长发育;此外,某些塑化剂还可能引起过敏反应或其他不良反应。
混凝土的外加剂种类及作用
混凝土的外加剂种类及作用混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施建设中的材料,主要由水泥、砂子、骨料和水混合而成。
然而,通过添加外加剂,可以改善混凝土的性能,以适应各种特殊的工程需求。
外加剂的种类繁多,下面将介绍几种常见的外加剂类型及其作用。
1.塑化剂(增塑剂):塑化剂可以改善混凝土的可流动性和可加工性。
它们可以降低混凝土的黏性,减少水泥颗粒之间的摩擦力,使混凝土更易于在模具中流动和填充。
塑化剂可以提高混凝土的流动度和可泵性,更好地填充细小的空隙和形状复杂的模具。
2.减水剂:减水剂在混凝土中添加后可以降低混凝土的水灰比。
它们通过吸附水泥颗粒表面的水分,减少粘附在水泥颗粒之间的水分,从而降低混凝土的相对含水量。
减水剂可以增加混凝土的强度、耐久性,减少收缩和开裂的风险。
3.加气剂:加气剂可以在混凝土中生成大量的气孔,使混凝土具有轻质的性质。
这些气孔可以降低混凝土的密度,减少重量,同时提高其隔热性能。
加气混凝土适用于轻质结构和需要减少混凝土重量的工程项目。
4.粉煤灰:粉煤灰是一种工业废弃物,可以作为混凝土的外加剂。
当粉煤灰与水泥一起使用时,它可以填充混凝土中的孔隙,增加混凝土的密实性。
此外,粉煤灰还可以提高混凝土的耐久性和抗裂性能。
5.高性能外加剂:高性能外加剂是一类多功能的混凝土外加剂,可以同时具有增塑、减水、缓凝和抗裂等多种作用。
它们可以提高混凝土的流动性、密实性、强度和耐久性,适用于高强度混凝土和特殊工程。
除了上述外加剂类型,还有其他一些常见的外加剂,如增强剂、早强剂、防水剂等。
增强剂用于提高混凝土的强度和耐久性,早强剂用于加速混凝土的硬化和强度发展,防水剂用于增加混凝土的防水性能。
总之,混凝土外加剂可以改善混凝土的工艺性能、物理性能和耐久性,以适应各种特殊的工程需求。
通过选择和添加合适的外加剂,可以获得满足特定工程要求的优质混凝土。
常用增塑剂.
4.其他类型增塑剂 (1)多元醇酯 主要是指二元醇、缩合二元醇、三元醇、四元醇与饱和脂肪 一元酸或苯甲酸生成的酯类。 特点:优异的耐寒性
(2)环氧化合物 指含有环氧基团的增塑剂。 增塑剂----辅助增塑剂
稳定剂
(3)含氯化合物 增量剂,主要为氯化石蜡、五氯硬脂酸甲酯等。 特点:热稳定性差,电绝缘和阻燃性能优良。
(4)聚酯 为聚合型增塑剂,相对分子质量在1500~4000之间。
(5)柠檬酸酯
常用增塑剂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.邻苯二甲酸酯(PAE)类
1
做主增塑剂使用
2
特点:色浅、低毒,品种多,电能好,挥发性小,耐低温等特点,具 有比较全面的综合性能,产量约占增塑剂总产量的80%。
DOP
2.磷酸酯类
主要品种:磷酸三烷基酯、磷酸三芳基酯、磷酸烷基芳基酯、含卤磷酸酯
作用
主增塑使用 阻燃剂使用
3.脂肪族二元酸酯类 R1+R2总炭原子数:18~26
聚氨酯型增塑剂
聚氨酯型增塑剂于鸣徐强王贵友(华东理工大学材料科学与工程学院上海200237)摘要:介绍了一类含氨基甲酸酯基的增塑剂,即聚氨酯型增塑剂,简称PU增塑剂。
并对该PU 增塑剂的类型、性质和特点及典型应用进行了简要陈述。
这种增塑剂与聚氨酯制品所用的普通增塑剂相比,与聚氨酯材料相容性更好,并且在使用中不易发生迁移现象。
关键词:聚氨酯型增塑剂;聚氨酯;应用增塑剂是一种常用的聚合物添加剂。
它能使聚合物体系的塑性增大,可改变某些聚合物的使用性能和加工性能。
增塑剂品种繁多,如邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、脂肪酸酯类、环氧类及聚酯类等[1]。
在某些聚氨酯制品制备过程中,为改善其理化特征或加工工艺性能,需要在配方中加入增塑剂。
但是由于传统的增塑剂,如邻苯二甲酸二辛酯(DOP), 在聚氨酯材料中的相容性较差,因此使含有增塑剂的聚氨酯材料在使用过程中,发生增塑剂迁移现象, 导致聚氨酯材料变硬(严重时发生脆化);如磷酸酯类增塑剂还会导致聚氨酯材料发生降解,使制品的抗老化性能降低。
PU增塑剂是一种液态聚氨酯齐聚物,由于与聚氨酯具有相同的结构单元(NHCOO), 可以与聚氨酯材料互溶,而不易发生迁移现象,从而克服了传统增塑剂的弊端。
PU增塑剂具有广泛的应用领域,可应用于浇注聚氨酯弹性体、聚氨酯密封剂等各种聚氨酯材料及火箭推进剂、聚碳酸酯等其它高分子材料中。
1 PU增塑剂的类型合成PU增塑剂的基本原料主要是醇类和异氰酸酯类化合物。
在使用2官能度的醇及2官能度的异氰酸酯合成PU增塑剂时,需要加入单官能度的醇或单官能度异氰酸酯进行封端,单官能度物质的加入保证了PU增塑剂具有适当的相对分子质量并保持液态。
这种单官能度物质也被称作封端剂,根据封端剂的种类及其使用方式的不同,PU增塑剂有如下几类:其一是以单羟基化合物作为封端剂的PU 增塑剂,首先是2能度醇和2官能度异氰酸酯反应 (后者过量),再加入单羟基醇封端;其二是以单异氰酸酯作为封端剂的PU增塑剂,先由2官能度醇和2官能度异氰酸酯反应(前者过量),再加入单异氰酸酯封端;其三是由单异氰酸酯与单羟基化合物反应直接合成的PU增塑剂[2]。
增塑剂
增塑前聚合物
增塑后聚合物
③遮蔽作用:非极性增塑剂加到极性聚合物中 增塑时,非极性增塑分子遮蔽了聚合物的极 性基团,使相邻聚合物分子极性基不发生或 很少发生“作用”,从而削弱聚合物分子间 的作用力,达到增塑目的。
增塑前聚合物
增塑后聚合物
事实上,上述3种作用在一种增塑过程中, 可能同时存在。 例如,以邻苯二甲酸二辛酯增塑聚氯乙烯为例:
7 含氯增塑剂 含氯增塑剂主要包括氯化石蜡,氯化多苯, 和含氯脂肪酸酯类。特点:与PVC树脂的相容 性一般较差,一般热稳定性不好,但有良好的 电绝缘性,因此常用在电线,电缆配方中作为 辅助增塑剂。另一方面,因含氯而具有阻燃性。
品种: (1)氯化石蜡:由液体石蜡氯化,故原料易得,价廉。 氯化石蜡性能与氯含量有关,当氯含量低于40%时, 与PVC相容性很差,随着氯含量增加,相容性也相应提 高,当氯含量为50%时,此时与树脂的相容性,塑化效 率和加工性等均好。但氯含量过高时,产品的粘度太大, 结果会严重影响塑化作用,高氯含量的产品(大于 70%),则主要作为阻燃剂使用。 (2)氯烃-50(含氯量50%的氯化石蜡) (3)五氯硬脂酸甲酯(MPCS) 浅黄色液体,有特殊气味,耐油,耐水性及电性能 较好,且具有阻燃性,但稳定性差(可加入环氧增塑剂 加以改善),耐寒性差,一般用于电线及软管制品中。
增塑的目的就是要削弱聚合物分子间的作用力, 可以选用带极性基团的增塑剂,让其极性基团与聚合 物极性基团作用,代替聚合物极性分子间的作用。
三种作用形式(增塑剂的作用机理): ① 隔离作用:当非极性增塑剂加入到非极性聚ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合物中时,非极性增塑剂的主要作用是通过 聚合物---增塑剂间的”溶化剂”作用来增大 分子间的距离,削弱它们之间的作用力。 非极性增塑剂对非极性聚合物的Tg的降 低与增塑剂的用量成正比:ΔTg=B*V(V:增 塑剂的体积分数;B:比例常数)
增塑剂增塑原理
内聚能密度(CED)即单位体积溶剂的蒸发能, 其平方根可以表示溶剂能力,定义为溶解度参数。
δ = CED= △Hv-RT V
式中: △Hv:25℃时每摩尔溶剂的蒸发热(J); △Hv=-12348.7+99.2Tb+0.837Tb2,Tb为溶剂的沸点(K); R:气体常数[R=8.3192J/(mol.K)]; V:溶剂在温度T时的摩尔体积(mL),V=M/d,M为分子 量,d为在T时的密度。
2、相互作用参数χ
Flory和Huggins研究了聚合物溶液的热力学性 质,提出了相互作用参数χ。Flory和Huggins的理 论是以聚合物溶液的点阵模型的统计力学处理为 基础的。按照这个理论,聚合物溶液的混合自由 能可以用下式表示:
△G RT (n1 ln v1 n2 ln v2 χ n1v2 )
一、对增塑剂性能的基本要求
理想的增塑剂,其性能应满足如下基本要求:
a与树脂要有良好的相容性; b增塑效率高;
c对热和光稳定;
d挥发性低;
e耐寒性好;
f迁移性小;
g耐水、耐油及耐溶剂抽出;
h电绝缘性良好;
i具有阻燃性;
j无毒、无色、无味;
k耐霉菌性好;
l耐污染性好;
m粘度稳定性好;
n价廉。
二、影响塑化主要因素分析
第二节 增塑剂的增塑原理
增塑剂按其作用原理和作用方式,可分为内增 塑和外增塑两种。
内增塑:以异种单体分子进行嵌段共聚或接枝 共聚,从而降低分子间的引力,如氯乙烯和醋酸 乙烯共聚。
外增塑:借助于某些具有溶剂化能力的低分子 物质,掺入到树脂分子间,增大分子间的距离, 以达到降低树脂分子间引力,增塑的结果是分子 间的引力降低,使被增塑的树脂变得柔软,同时 降低树脂加工温度。
增塑剂
PVC常用增塑剂概论1、定义增塑剂,又称塑化剂。
是工业上被广泛使用的高分子材料助剂,在塑料加工中添加这种2、分类对PVC的主要作用A、内增塑剂:既降低了聚合物分子链的结晶度。
例如氯乙烯-醋酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。
但是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,因此内增塑剂用的很少。
B、外增塑剂:外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物,把它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胀大的作用。
但所吸收液体仅限于能与之发生溶剂化的液体,故凝胶的溶胀对液体有严格的选择性。
一般可分为无限溶胀与有限溶胀两类。
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。
3、增塑剂的作用机理:4、增塑剂的选择PVC是一种强极性聚合物,分子间作用力很大,需加热到一定的温度才能显示出塑性。
增塑剂通常是难挥发的高沸点酯类,少数是低熔点固体,它们一般不与PVC发生化学反应。
增塑剂的使用条件是与树脂有良好的相容性,价格低廉,增塑效率高,增塑速度快,耐久性好(挥发性低、迁移性小、耐抽出性高),环境稳定性好(耐光、耐热、耐菌、耐化学药品和阻燃性好),卫生性好(对人、畜和农作物无毒、不污染、无味),电绝缘性好,粘度稳定性好。
但是没有一种增塑剂能满足所有条件。
在实际使用时,多数是由两种或多种并用以取长补短,获得最佳的增塑效果并达到完善的性能要求。
增塑剂的选用在一个配方中要使制品的所有性能都达到最佳值是不可能的,因此,选用增塑剂时首先要保证主要的性能要求。
介电5、常用增塑剂简介(1)DINP(邻苯二甲酸二异壬酯):邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)是由邻苯二甲酸酐与羰基合成得到的壬醇(主要是3,5,5-三甲基乙醇)酯化而得到的无色透明液体,分子419,酸度(以邻苯二甲酸计)<0.025%,酯含量>99%,相对密度0.965-0.972(25℃),粘度78-120cp(20℃),闪点219℃,折光率1.4812(25℃)。
增塑剂
2、凝胶理论:
增塑剂的作用是有选择地在这些“连接点”处使 聚合物溶剂化,拆散或隔断物理“连接点”,导致大 分子间的分开。这一理论更适用于增塑剂用量大的极 性聚合物的增塑。而对于非极性聚合物的增塑,由于 大分子间的作用力较小,增塑剂的加入,减少了聚合 物大分子缠结点的数目。
5、按化学结构分类(最常用的分类方法)
有机酸酯类 磷酸酯类 聚酯类 环氧酯类 含氯化合物类 其它类
四、增塑剂的结构与增塑性能的关系
增塑剂分子大多数具有极性和非极性两部分。
极性部分:极性基团(酯基、氯原子、环氧基)等。
非极性部分:一定长度烷基。
不同极性基团,化合物有不同特点。
1、结构与相容性的关系
(注意不要搞反了)。
几种常见增塑剂对PVC塑化次序的相对效率比值
增塑剂种类 邻苯二甲酸二(2-乙基己酯)(DOP) 粘度 ×10-3Pa.s 80.0 20.3 36.4(25oC) 10.0 20.8 15.3 120.0 20.1 35.3 35.3 29.5 34.6 26.5 32.5 塑化效率 (增塑剂量)/% 33.5 28.5 相对效率值 1.00 0.81 0.87 0.79 0.93 0.91 1.12 0.92 1.03 1.80~2.20
又称溶剂型增塑剂。
辅助增塑剂:与被增塑物相容性良好,重量相容比可 达1:3。一般不单独使用。须与适当的主增塑剂配合使
用。其分子只能插入聚合物的非结晶区域,也叫非溶
剂型增塑剂。
增量剂:它与被增塑物相容性较差,重量相容比可
达1:20。但与主增塑剂或辅助增塑剂有一定相容性,
丁腈橡胶的生态增塑剂
丁腈橡胶的生态增塑剂丁晴橡胶在使用中常常与油、燃料、溶剂等商品接触,这是由于它跟这些物质接触后其化学和物理性能保持稳定。
它的典型应用包括制作软管、垫圈、隔膜、密封件和传送带等。
在增塑剂的帮助下,丁腈橡胶化合物的粘度,粘着性,冷弯曲性能和挤压性能都得以优化以达到预期的性能。
邻苯二甲酸盐长久以来便被选作增塑剂。
然而在欧洲,新的环境和生态立法已经限制了一些类型的增塑剂在特定应用中的使用。
一些丁腈橡胶化合物中,增塑剂邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DEHP,以前常说的DOP)被广泛使用,尤其在增塑剂负荷水平要求更高的软制品制造中。
2008年8月,欧洲化学品管理局(ECHA)公布了一份值得高度关注(SVHC)的物质清单,其中包括增塑剂DEHP。
这份清单上所鉴定的物质对人体和环境有着较为严重的影响。
此清单上的物质可能随后将被欧洲委员列入须经批准才可使用的物质范围,此清单上所包括的物质将导致出台针对此类原材料供应商,以及混配厂家和最终的应用的相关法规。
因此,有着适当增塑剂性能的DEHP替代物将引起制造商的极大兴趣。
替代DEHP的一项主要挑战是其难以解决的橡胶硫化过程。
与日俱增的针对DEHP的立法压力成就了朗盛的Mesamoll增塑剂,其磺酸邻苯二甲酸酯有一个自由的烷烃,它不在SVHC名单之列并且具有很低的挥发性,是DEHP的理想替代品。
这种增塑剂在PVC行业有着良好的纪录。
由于它具有比标准增塑剂更快的凝胶特性,使生产率得以提高,从而提高工作效率,同时降低单位生产成本。
该产品的良好皂化特点使得最终产品的耐候性能得到进一步提高。
Mesamoll增塑剂与丁腈橡胶有较高的相容性并且能够与其聚合物混合后迅速相容。
我们进行了Mesamoll增塑剂和DEHP间的比对试验,该试验主要为了确定两者在丁腈橡胶混合物中的加工性能、橡胶的硫化以及机械性能。
具有低门尼粘度值(30至50)的材料,可用于喷射模塑或压延工艺,而高门尼产品(60至80),应用更广,它可以用于挤出和模压成型。
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三、增塑剂的要求
欧盟2005/84/EC指令与 REACH指令列出了六种邻 苯二甲酸盐物质DEHP、 DBP、BBP(邻苯二甲酸丁 苄酯)、DINP、DIDP(邻 苯二甲酸二异癸酯)、 DNOP(邻苯二甲酸二正辛 酯)进行限制,其中前三种 DEHP、DBP、BBP不得用 于儿童玩具和用品中,在塑 料中的含量每种不得超过 0.1%。后三种DINP、DIDP、 DNOP不得用于能入口的儿 童玩具及儿童类物品中,每 种含量不得超过0.1%。
某些树脂的加工条件较苛刻,如加工温度高,此时应考虑所选 助剂会否分解,助剂对模具、设备有否腐蚀作用。
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选用助剂注意事项
(4)制品用途对助剂的制约。 不同用途的制品对助剂的气味、毒性、电性能、耐候
性、热性能等均有一定的要求。 (5)助剂配合中的协同作用和对抗作用。
在同一树脂体系中,有时其中两种助剂会产生“协同 作用”,比单独使用一种助剂的加和发挥的效果功能大的 多。但是如配合不当,两种助剂间产生“对抗作用”,消 弱每种助剂的功能,甚至使某种助剂失去作用,这点应特 别注意,如炭黑与胺类或酚类抗氧剂并用就会产生对抗作 用。
一般认为,反增塑作用 的原因在于少量增塑剂使 高分子链易于移动,促进 了不定形区定向并结晶。
三、增塑剂的要求
作为一个理想的增塑剂,应该满足助剂基本要求外,尽量 无色、无味、无臭、透明、无毒、价格低廉和高效。
2011年5月24日,“起云剂”风波, 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 (DEHP)用于部分饮料产品。 DEHP也是一种普遍用于塑胶材 料的塑化剂。
分子)
非极性增塑剂主要作用是插入到高分子链之间,增大 分子链间的距离,从而消弱它们之间的范德华力,故用 量(体积)越多,则隔离增塑作用也越大,而且小分子 活动性大,易进入聚合物中,使高聚物熔融粘度降低。
2、机理二:屏蔽效二应、(极增性塑增塑机剂理-极性高分子)
增塑剂的极性基团与高聚物分子的极性基团相互作用, 替代了高分子链间的氢键与范德华力(取向力),从而 削弱了高聚物链间的作用力,因此增塑剂的效能与增塑 剂的摩尔数成正比,并且还与增塑剂替代高分子链间的 作用力的能力有关。
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2、塑料助剂分类
加工助剂 力学性能助剂
脱模剂 润滑剂 加工改性剂 交联剂
增塑剂 冲击改性 剂(增韧剂) 增强剂 填料 成核剂 偶联剂 相容剂
稳定性助剂
热稳定剂 光稳定剂 抗氧剂
功能助剂
阻燃剂 防雾剂 抗静电剂 发泡剂 着色剂 抗菌剂 防霉剂 光降解剂 生物降解剂
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3、选用助剂只有与树脂间有良好的相容性,才能使助剂长期、
稳定、均匀地存在于制品中,有效地发挥其功能,如果相容性 不好,则易发生“发汗”或“喷霜”现象。但有时相容性不好, 制品要求不高,仍然可以使用,如填充剂与树脂间相容性极差, 但只要填充剂的粒度小,仍然能基本满足制品性能要求,当然 最好用偶联剂处理,才能充分发挥其功能。 (2)助剂的耐久性。
助剂的损失主要通过三条途径:迁移、挥发和抽出。主要与助 剂的 分子量大小,在介质中的溶解度及在树脂中的溶解度有关。 (3)助剂对加工条件的适应性。
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五、增塑剂的分类
可从不同角度进行分类: 1.按加入方式可分为内增塑剂和外增塑剂
内增塑剂——以共聚或接枝的方式引入高分子材料的 增塑剂,也可称“键合型增塑剂”,其优点是物理持久性 高,但存在难实施、适用性小等缺点,故不常用。
常用增塑剂的增塑效率比值
增 塑剂
效率比值
癸二酸二丁酯(DBS)
0.78
邻苯二甲酸二丁酯(DBP)
0.85
环氧脂肪酸二丁酯
0.91
癸二酸二辛酯(DOS) 已二酸二辛酯(DOA)
0.93 0.94
邻苯二甲酸7.9醇酯(DAP)
0.97
邻苯二甲酸二辛酯(DOP)
1.00
邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP) 1.03
四、增塑剂等效用量、效率比值
(1)等效用量:加入PVC中,物理指标弹性模量(温度为 25℃,伸长率为100%)为6.89Mpa时,增塑剂的用量。 DOP为63.5,DBP为54.0。(换句话 :在其它配方相同 时,不同增塑剂达到相同效果所对应的用量称为等效用 量) (2)效率比值:以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为比 较标准( 设值为1 ),其他增塑剂与其相比,达到相同 效果时的比值称为效率比值,效率比值愈小,则表示该 增塑剂的效率愈高!
主要用于聚氯乙烯增塑,占总产量的80%以上,其他 有环氧树脂、醋酸纤维、硝酸纤维等也有少量使用。
二、增塑机理
1、聚合物/增塑剂体系中存在的几种作用力
(1)聚合物分子与聚合物分子间的作用力; (2)增塑剂本身分子间的作用力; (3)增塑剂与聚合物分子间的作用力。
2、机理一:体积效二应、(非增极塑性增机塑理剂-非极性高
2、机理三:偶合效二应、(双增性塑增塑机剂理-极性高分子)
增塑剂的极性基团与聚合物的极性基团作用(氢键),发 生耦合,破坏了原来大分子之间的氢键或范德华力作用, 使其聚合物分子链间作用力减小,从而增加分子链段的活 动能力。
同时,非极性部分把高分子极性基屏蔽起来。
3、反增塑作用 二、增塑机理
当增塑剂的用量减少到 一定程度后反而会引起高 分子材料硬度增大、伸长 率减小、冲击强度降低的 现象。
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第一章 增塑剂
( Plasticizer )
1. 增塑剂定义: 凡添加到一聚、合物概体述系中能使聚合物体系的塑性增
加的物质。
2. 增塑作用:
3. (1)降低聚合物熔体粘度,提高熔体流动性,易于成型加工;
4. (2)提高聚合物柔韧性、弹性和耐寒性等性能,刚性降低;
5.
降低聚合物玻璃化转变温度、熔融温度。
概述
1、前言
助剂是指塑料制品在成型加工过程所需要的各种辅助化学 药品,是塑料加工的三大要素之一,它可改善塑料原料的工艺性 能,影响加工条件,提高生产效率,改进制品性能,延长其寿 命,对塑料材料的加工和使用性能的改善有十分显著的作用。
塑料用的助剂品种很多,有十几类,从其化学结构看,有 无机物也有有机物,既有单一物,也有混合物,有低分子物, 也有高分子物,因此助剂的分类较复杂。比较常用的有以下几 大类:增塑剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂、偶联剂、抗 静电剂、阻燃剂、发泡剂等。