第2章 增塑剂

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特殊型增塑剂——能提供某一 某些特殊性能的 能提供某一/某些特殊性能的 特殊型增塑剂 能提供某一 增塑剂，主要包括： 增塑剂，主要包括： 低扩散型(SP-LD)增塑剂：具有特别低的扩散 增塑剂： ① 低扩散型 增塑剂 性，也称耐久性增塑剂，常用的主要是聚酯类。 也称耐久性增塑剂，常用的主要是聚酯类。 热稳定型(SP-Stab)增塑剂 兼具PVC辅助热 增塑剂： ② 热稳定型(SP-Stab)增塑剂：兼具PVC辅助热 稳定剂功能，常用的主要是环氧化合物类。 稳定剂功能，常用的主要是环氧化合物类。 阻燃型(SP-FR)增塑剂：兼具阻燃剂功能，常 增塑剂： ③ 阻燃型 增塑剂 兼具阻燃剂功能， 用的主要是磷酸酯和和卤代烃类。 用的主要是磷酸酯和和卤代烃类。
H Cl C C H H 聚氯乙烯 (PVC)
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2.1 增塑剂的概念
1. 增塑剂的基本功能 2. 增塑剂的基本理化性质特点 3. 增塑剂的基本化学结构特点 4. 增塑剂的主要应用领域
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1. 增塑剂的基本功能 高分子材料，尤其像PVC这样的极性且分子结构规 高分子材料，尤其像PVC这样的极性且分子结构规 整性好的高分子材料，由于分子间力较强且结晶度较高， 整性好的高分子材料，由于分子间力较强且结晶度较高， 因此存在熔体粘度高、难加工、制品质地硬而脆因而用 因此存在熔体粘度高、难加工、 途受限的缺点。 途受限的缺点。 增塑剂是加入高分子材料时， 增塑剂是加入高分子材料时，可在不改变其基本化 加入高分子材料时 学特性的情况下，降低其熔体黏度、 学特性的情况下，降低其熔体黏度、玻璃化转变温度和 弹性摸量，从而可改进其加工性， 弹性摸量，从而可改进其加工性，并提高制品的柔软性 和拉伸性能的物质。 和拉伸性能的物质。
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3. 增塑剂的基本化学结构特点 由极性基团和非极性基团结合构成。 极性基团和非极性基团结合构成。 构成 例如： 例如：
O C O CH2 O O CH2 O 极性基团 C2 H 5 C C (CH2)3CH3 (CH2)3CH3
C2H5 非极性基团
邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 (DOP) ( 简称：邻 苯二甲酸 二辛酯)
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4. 增塑剂的主要应用领域 增塑剂绝大部分用于生产各种软质PVC制品，如薄 制品， 增塑剂绝大部分用于生产各种软质 制品 膜、凉拖鞋、软管、人造革、电缆料等。但也可用于几 凉拖鞋、软管、人造革、电缆料等。 种其它类型高分子材料，例如： 种其它类型高分子材料，例如： ① 聚偏二氯乙烯 ② 聚乙烯缩丁醛 ③聚乙酸乙烯 ④ 聚丙烯酸酯类 聚酰胺12和某些共聚聚酰胺 ⑤ 聚酰胺 和某些共聚聚酰胺 ⑥ 纤维素模塑混合物
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4. 按化学结构可分为： 按化学结构可分为： 苯二甲酸酯类：包括邻、 间苯二甲酸酯。 ① 苯二甲酸酯类：包括邻、对、间苯二甲酸酯。 脂肪族二元酸酯类：包括己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯等。 ② 脂肪族二元酸酯类：包括己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯等。 苯多酸酯类：包括偏苯三酸酯和均苯四酸酯。 ③ 苯多酸酯类：包括偏苯三酸酯和均苯四酸酯。 多元醇酯类：包括乙二醇等二元醇、 ④多元醇酯类：包括乙二醇等二元醇、丙三醇等三元醇及季戊四 醇等四元醇的低级脂肪酸酯和苯甲酸酯。 醇等四元醇的低级脂肪酸酯和苯甲酸酯。 柠檬酸酯类：包括柠檬酸脂肪醇酯和乙酰柠檬酸脂肪醇酯。 ⑤ 柠檬酸酯类：包括柠檬酸脂肪醇酯和乙酰柠檬酸脂肪醇酯。 磷酸酯类：包括磷酸脂肪醇酯、磷酸酚酯、 ⑥ 磷酸酯类：包括磷酸脂肪醇酯、磷酸酚酯、磷酸混合酯和含氯 磷酸酯。 磷酸酯。 聚酯类：二元酸与二元醇的缩聚物。 ⑦ 聚酯类：二元酸与二元醇的缩聚物。 环氧化合物：包括环氧化油、环氧脂肪酸酯等。 ⑧ 环氧化合物：包括环氧化油、环氧脂肪酸酯等。 其它：如氯代烃、苯甲酸单酯等。 ⑨其它：如氯代烃、苯甲酸单酯等。
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作 业
1. 试解释以下概念： 试解释以下概念： (1) 内增塑剂与外增塑剂； 内增塑剂与外增塑剂； (2) 主增塑剂与辅助增塑剂； 主增塑剂与辅助增塑剂； (3) 通用增塑剂、高性能增塑剂与特殊增塑剂 通用增塑剂、 (4) 增塑作用与反增塑作用 2. 增塑剂的基本功能是什么？具有怎样的基本分子结 增塑剂的基本功能是什么？ 构特征？主要用于那些高分子材料？ 构特征？主要用于那些高分子材料？
第二章 增塑剂
2.1 增塑剂的概念 2.2 增塑剂的增塑原理 2.3 增塑剂的分类 2.4 增塑剂的性能与选用
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增塑剂是高分子材料助剂中产销量最大的品类， 增塑剂是高分子材料助剂中产销量最大的品类，对促 进塑料工业特别是聚氯乙烯(PVC)工业的发展起着决定性 工业的发展起着决定性 进塑料工业特别是聚氯乙烯 作用。目前，增塑剂工业已发展成为以石油化工为基础， 作用。目前，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。 以邻苯二甲酸酯为核心的多品种，大生产的化工行业。
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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： 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 按引入方式可分为内增塑剂和 内增塑剂 内增塑剂——以共聚或接枝的方式引入高分子材料的 以共聚或接枝的方式引入高分子材料的 内增塑剂 增塑剂，也可称“键合型增塑剂” 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。 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， 以添加的方式引入高分子材料的增塑剂， 外增塑剂 的方式引入高分子材料的增塑剂 也可称“添加型增塑剂” 也可称“添加型增塑剂”，其突出优点是便于灵活调整添 加量而控制塑化程度，是常用的增塑剂， 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。 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 按相容性可分为主增塑剂和 主增塑剂 主增塑剂——与基础高分子材料 树脂、生胶 相容 与基础高分子材料(树脂 生胶) 主增塑剂 与基础高分子材料 树脂、 性较好，其分子不仅能进入高分子材料的不定型区， 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。 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 辅助增塑剂——与基础高分子材料(树脂、生胶)相 与基础高分子材料 树脂、 容性较差，其分子只能进入高分子材料的不定形区， 容性较差，其分子只能进入高分子材料的不定形区，而 不能插入结晶区，只能与主增塑剂配合使用， 不能插入结晶区，只能与主增塑剂配合使用，不能单独 使用。 使用。
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3. 按适用性可分为通用型、高性能型和特殊增塑剂 按适用性可分为通用型、高性能型和特殊增塑剂 通用型 通用型增塑剂(GP)——性价比合理、性能平衡性好因而适用性 性价比合理、 通用型增塑剂 性价比合理 强的增塑剂。邻苯二甲酸酯类增塑剂是典型的通用型增塑剂。 强的增塑剂。邻苯二甲酸酯类增塑剂是典型的通用型增塑剂。 高性能型增塑剂(PP)——能提供某一 某些特别优异性能的增塑 能提供某一/某些特别优异性能的增塑 高性能型增塑剂 能提供某一 主要包括： 剂，主要包括： 强溶剂型(PP-SS)增塑剂：能提供特别强的塑化性能，常用的 增塑剂： ① 强溶剂型 增塑剂 能提供特别强的塑化性能， 主要是极性较强的特殊邻苯二甲酸酯、 主要是极性较强的特殊邻苯二甲酸酯、高芳香环含量的非邻苯二甲 酸酯，如苯甲酸酯、磷酸三甲苯酯等。 酸酯，如苯甲酸酯、磷酸三甲苯酯等。 耐低温型(PP-LT)增塑剂：能提供特别好耐等温性能，也称耐 增塑剂： ② 耐低温型 增塑剂 能提供特别好耐等温性能， 寒增塑剂，常用的主要是脂肪族二元酸酯类。 寒增塑剂，常用的主要是脂肪族二元酸酯类。 低挥发型(PP-LV)增塑剂：具有特别低的挥发性，也称耐热 增塑剂： ③ 低挥发型 增塑剂 具有特别低的挥发性， 增塑剂，常用的主要是偏苯三酸酯和聚酯类。 增塑剂，常用的主要是偏苯三酸酯和聚酯类。
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2.2 增塑剂的增塑原理
1. 高分子材料中对抗塑化作用的因素 2. 增塑剂的增塑原理 3. 增塑剂的反增塑作用
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2.3 增塑剂的增塑原理
1. 高分子材料中对抗塑化作用的因素 (1) 分子间力 (2) 结晶性 由空间有规则的高分子链构成的高 分子材料在适当条件下可以发生局部结 晶，而结晶区比无定形区稳定，自由空 而结晶区比无定形区稳定， 间小，更难塑化。 间小，更难塑化。 也就是说，要使高分子材料塑化， 也就是说，要使高分子材料塑化， 必须削弱其分子间力，并破坏结晶区。 必须削弱其分子间力，并破坏结晶区。
－ ＋ － ＋ － ＋ + － + － ＋
－
+ －
DOP对PVC增塑模式 DOP对PVC增塑模式
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3. 增塑剂的反增塑作用 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 伸长率减小、 强度降低的现象。 强度降低的现象。 一般认为， 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。 向并结晶。
√代表“属于”， ○ 代表优，△代表“一般”。 代表“属于” 代表优， 代表“一般” 代表
由上表可对重要化学结构类型增塑剂的性能特点及适应性获得概 貌性了解。 貌性了解。
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2.4 增塑剂的性能与选用
1. 理想增塑剂的性能要求 2. 实际增塑剂的性能特点与选用19来自2.4 增塑剂的性能与选用
1. 理想增塑剂的性能要求 增塑效率高、相容性好、 自身 稳定性高、物挥发性低、 自身)稳定性高 增塑效率高、相容性好、(自身 稳定性高、物挥发性低、不 迁移、不析出、耐抽出、耐寒、耐微生物、阻燃、无毒、无味、 迁移、不析出、耐抽出、耐寒、耐微生物、阻燃、无毒、无味、 无臭、无色、无污染性、价格低廉，等等。 无臭、无色、无污染性、价格低廉，等等。 2. 实际增塑剂的性能特点与选用 实际增塑剂的性能均存在美中不足，因此， 实际增塑剂的性能均存在美中不足，因此，必须根据特定制 品的性能和成本要求进行选择应用。 品的性能和成本要求进行选择应用。 显然、要成为增塑剂选用高手，单凭本课程所学是不充分的， 显然、要成为增塑剂选用高手，单凭本课程所学是不充分的， 还要求对不同类型及品种增塑剂的性能作进一步的钻研。 还要求对不同类型及品种增塑剂的性能作进一步的钻研。