ATBC增塑剂——概念、分类和性质

江苏立成化学有限公司 Mail: eric.jiang@lichengchem.com位于江 苏省沿海化工园区内，化学原料较为丰富。工厂距离连云港机场和 港口为100KM左右，离上海500KM左右。为了可持续性发展，公司 经过规划，于2006年在滨海沿海化工园区投资新办工厂，主要生产 纤维素醚系列，产量达12，000吨，工厂占地160亩，2011年公司 新上6000吨增塑剂。
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⑧ •
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⑨ 热和光稳定性
• 增塑剂的热稳定性是指被其增塑的物质受热时的稳
⑩ 耐寒性
定情况。增塑剂的光稳定性是指其抵抗光氧化的大 多数塑料制品与光接触后因吸收光能导致制品的外 观和物理性质变差。
• 某些具有低黏度和低黏度系数的增塑剂由于其玻璃
• 混合酯一般比纯酯的挥发度低，溶解力强，凝胶性能好，
可以吸收较大量的填充剂，在塑料制品挤出成型时能降低 熔融黏度。混合酯的加工性能也好，其增塑糊广泛用于建 筑用的发泡地板覆盖材料，人造革，注塑和挤出产品。
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色度
• 色度是增塑剂的指标之一
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增塑剂的概念
简单的说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
增塑剂通常是一种“类溶剂”的物质，加入到塑料树
脂或弹性体等物质中能改进他们的加工性，增加可塑 性，柔韧性，拉伸性或膨胀性的物质。
粘度
• 粘度是物质的物性常数之一增塑剂的粘度一般用动力粘度(单位 :mPa〃S或Pa〃S)来表示 • 酸值指中和1g增塑剂所需KOH的毫克数，酸值的测定是增塑剂分析的 一项重要内容。
色度 加热减 量 粘度
酸值
皂化值
• 皂化值指皂化1g增塑剂所需氢氧化钾的毫克数
羟值
• 羟值指供试品1g中含有的羟基，经乙酰化后，所需氢氧化钾的毫克数
增塑剂
外增塑剂
内增塑剂
苯二甲酸 酯
脂肪族二 元羧酸酯
多元醇酯
磷酸酯环 氧增塑剂
氯代烷烃
柠檬酸酯
苯多羧酸 酯
聚酯增塑 剂
其他增塑 剂
反应性增 塑剂
•
除上述列举的化合物以外的一些具有增塑剂功能的各种化合物，如松香酸酯、 烃类、含氯化合物、天然产品、高能量增塑剂、硅氧烷等
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和外增塑剂。
种类 内增塑剂 外增塑剂 作用方式 作用机理 优点 相容性好 操作容易， 价格低廉， 品种广泛 缺点 操作复杂 相容性比内 增塑剂低
降低链段的 与聚合物反 有归性，降 应（共价键） 低结晶度 跟聚合物混 合（物理混 合） 降低聚合物 间的摩擦力
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③ 相容性 • 相容性是增塑剂和聚合物混溶性的能力或使衡量增
塑剂加入聚合物中的量。它受增塑剂分子的大小、 形状和含有特殊的化学基团的影响，也与聚合物的 特性有关。
•
相容性好的增塑剂室温时或温度稍高时能使树脂溶 胀，因此这些增塑剂常用来增大制品的柔顺性。
• 在全部增塑剂生产中，大约有80%~90%用于PVC产品，其
余则用于橡胶、润滑剂、黏合剂、油漆、印刷油墨以及冷 凝液。
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增塑剂使用分配情况
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• 按功能分类可分为通用型增塑剂和特殊型增塑剂。 • 通用型增塑剂具有广泛的适用性，而没有特殊的功能。
例如：邻苯二甲酸酯类。
• 特殊型增塑剂除具有一般增塑剂的作用外，还具有某
些特殊功能，像耐寒性增塑剂、阻燃性增塑剂、环保 性增塑剂、永久性增塑剂等。
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④
耐久性
• 由于多数增塑剂与聚合物不是通过化学键结合，
因此在其增塑的制品中随着时间的推移，增塑剂 油从制品中通过挥发、迁移、抽出等发式而移出 的倾向。
• 挥发性 • 挥发是增塑剂由增塑制品内部向周围大气中飞逸
的倾向。
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•
•
迁移性
迁移是增塑剂由被增塑的制品向与之接触的物质移动的过程。 增塑剂的迁移会导致制品的软化发黏甚至表面脆裂。增塑剂 的迁移性与自身的结构有关。高分子量的增塑剂迁移的少。 抽出性 抽出性是指增塑剂由其它物质从聚合物中吸取的倾向。增塑 剂能被许多液体抽出，尤其易被油类和汽油抽出。
年份 2000 2001 2002 2003
国内生产量 （万吨） 39.5 48.5 59.5 76.5
进口量（万 吨） 36.5 36.8 45.3 50.4
2004
2005 2006 2007
79.5
89.5 105.0 120.0
50.4
48.2 43.6 45.6
• 增塑剂的环境污染和对人类健康的危害，是人们长期
挥发性
酸值
耐抽出性
• 当塑化物与油类、溶剂类以及较浓的肥皂水等接触时，塑化物中增塑 剂常常会被抽出。 • 增塑剂的挥发性包括塑化物在高温加工时增塑剂的挥发性和制品在使 用条件下增的挥发性两个方面。 • 增塑剂在规定温度和时间条件下，加热后所损失的质量百分数称为加 热减量。
挥发性
耐抽出 性 羟值
皂化值
• 凝胶理论
凝胶理论认为未增塑树脂的硬度(抗变形能力)是由于 树脂内部的三维蜂窝状结构或凝胶所致。凝胶则是沿 聚合物链在一定间隔上的树脂大分子间有结合程度不 一的连接点所形成。
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• 自由体积理论
自由体积理论发展较早，不过用它来解释增塑作用则 比凝胶理论和润滑理论进展的较慢。凝胶理论和润滑 理论很容易由直观结构逐渐发展而成，而且简单相似。 而自由体积理论则是由晶体、玻璃态和液体不大明显
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关注的课题。环境中的微量增塑剂是一种扰乱生态平 衡和损害人体健康的污染物。
• 欧盟WEEE、ROHS指令都规定增塑剂使用范围。美国
FDA也早出台相关增塑剂使用标准规范，而我国在相 关增塑剂领域的规定都比较少，标准不一，因此我们 很有必要统一标准，针对现状与国际标准看齐。
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⑦ •
毒性 一般情况下，酯类增塑剂都有较低的毒性。增塑剂的毒 性大小是通过动物试验来获得的。增塑剂毒性最显著的危 害是PVC薄膜中的增塑剂与含油类食物接触时，增塑剂能 被油抽出而进入食品中。人如果长期食用这些含有有毒的 增塑剂便会积累中毒。 耐霉菌性 塑料制品中包括增塑剂在内的许多添加剂，有些是霉菌 的营养源，是塑料制品变质的主要原因。
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• 使用增塑剂加工制品时，必须考虑到增塑剂的选用，
这关系到制品质量和成本等重大问题。
①成本
增塑聚合物的加工性和制品的性质明显受增塑剂添加 量影响，任何其他增塑剂只有比DOP便宜或者具备特 殊的功能，能起到比DOP更好的特殊作用，才能在经 济上站得住脚
• •
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⑤ •
⑥ •
绝缘性
纯PVC树脂和PVC硬制品体积电阻率很高，加入增塑剂会 降低电阻率。不同的增塑剂以及同一增塑剂但浓度不同时 对降低电阻率有不同的影响。 难燃性 增塑剂的难燃性与其挥发性，化学结构和分解产物有关， 增塑剂的挥发性大和分解产物易燃的不能用作难燃剂。磷 酸酯、含氯和含芳基结构的化合物阻燃性较好。
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增塑剂的作用机理
• 目前通常可用润滑性理论、凝胶理论和自由体积理论
来解释。
• 润滑性理论
树脂分子间有摩擦作用，因此树脂有刚 性增塑剂在树脂中的作用就象油在两个物体间 能起到润滑作用一样能耐形变。
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加热减量
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国内外增塑剂生产与应用概况
• 当前，增塑剂是塑料助剂中产能和消费量最大的品种。全
世界的生产能力约为900多万吨，年产量约为650万吨。北 美、欧洲和日本的消费量占全球消费量的60%，其余40%消 费量分布在亚洲、拉丁美洲、南非和中东地区。
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② 效率 • 增塑剂效率是指实现增塑的能力，或使树脂达到某
一种柔软程度所用增塑剂的量。增塑剂用量少，说 明增塑剂的效率高。
•
一般情况下，同系物中增塑剂分子含直链的比含侧 链的增塑效率高；结构相同时，分子量小的比分子 量大的效率高；
化温度低，能降低聚合物的玻璃化温度，通常把这 类增塑剂叫耐寒性增塑剂，脂肪族二元酸酯，二元 醇的脂肪酸酯，直链苯二甲酸酯，环氧脂肪酸酯和 脂肪族磷酸酯具有耐寒的功能。
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增塑剂的分类
• 增塑剂按其作用方式可以分为两大类型，即内增塑剂
•
2005年我国的工业增塑剂生 产能力已达1100kt/a，现有 增塑剂生产企业100多家， 产品的产量、品级率近年来 都有大幅度的提高，但能够 正常生产的只有40家，年产 量65万。无法完全满足我国 每年115万t的消费量市场需 求，每年都需大量进口。
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的性质发展而来。
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增塑剂的功能和选用
增塑剂在改变聚合物的性质，在聚合物加工及产品的性能中 起到如下作用即功能性：
1.降低聚合物的玻璃化温度。 2.改变聚合物的结构，使被增塑的物质柔软 3.增大聚合物的韧性，改善冲击性。 4.增大聚合物的伸长率，降低拉伸强度。 5.改善低温性能。 6.降低聚合物的粘度，改善聚合物与其配料混合。
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增塑剂 ——概念、分类和性质
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提纲
增塑剂概念 增塑剂作用机理 增塑剂的功能和选用 增塑剂的分类 国内外增塑剂生产与应用概况 增塑剂的发展动态和趋势