反应性增塑剂概述与几种常用反应性增塑剂简介

反应性增塑剂概述与几种常用反应性增塑剂简介
摘要：主要介绍了增塑剂的定义，增塑剂的作用机理，作用效果反应性增塑剂的定义，几类反应性增塑剂的分子结构，用途和优点等。

关键词：增塑剂内增塑剂外增塑剂反应性增塑剂丙烯（甲基丙烯酸）酯马来酸酯、富马酸酯和衣康酸酯邻苯二甲酸二烯丙酯液体橡胶生物基反应性增塑剂
增塑剂概述：
增塑剂是一种加入到材料（塑料、橡胶或弹性体）中以改进它们的加工性、可塑性、柔韧性、拉伸性的物质。

加入增塑剂可以降低熔体粘度、玻璃化转变温度和产品弹性模量而不改变被增塑材料基本化学性质。

美国材料试验学（ASTM）给出的增塑剂定义是：一种用于提高聚合物混炼胶变形性的配合材料。

橡胶增塑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，并能提高胶料的物理机械性能，降低成本的一类低分子量化合物。

增塑剂的作用机理是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应力,结果增加了聚合物分子链的移动性、降低了聚合物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加。

增塑剂的作用结果就是削弱了聚合物分子间的此加键（范德华力），增加聚合物分子的移动性，降低聚合物分子的结晶性，增加了可塑性。

增塑剂按其作用方式可以分为两大类型，即内增塑剂和外增塑
剂。

内增塑剂实际上是聚合物的一部分，通过化学方法改变了聚合物的结构从而达到增塑效果。

一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第二单体。

由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中，降低了聚合物分子链的有规度，即降低了聚合物分子链的结晶度。

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，因此内增塑剂用的较少。

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体，而且绝大多数都是酯类有机化合物。

通常它们不与聚合物起化学反应，和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用，与聚合物形成一种固体溶液。

外增塑剂性能比较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。

反应性增塑剂大都可归于内增塑剂。

反应性增塑剂是指因分子中含有可反应的活性自由基，在加入到基体中时可与基体以化学键结合在基体分子上，或者与聚合物分子相互交联形成团状结构，或者本身在一定条件下自行聚合，并与基体缠结在一起，最后形成一个统一的整体，从而使基体获得改性的一类增塑剂。

通用反应性增塑剂
比较常见的反应性增塑剂有以下3类：
a 丙烯酸（甲基丙烯酸）酯
b 马来酸酯、富马酸酯和衣康酸酯
c 烯丙基酯
这3类可应用于塑料、橡胶、树脂等多种聚合体的加工，主要用于塑料的增塑。

丙烯酸（甲基丙烯酸）酯的结构式可以如下表示：
CH2=CHCOO(CH2)XOOCCH=CH2
其中的X=1~12
丙烯酸（甲基丙烯酸）酯有如下用途：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯是有机合成的中间体及高分子的单体，可与多种化合物聚合或共聚，形成不同的独特性能的聚合体。

可用于加工成包装用片材、容器以及一些建筑材料。

可用于聚氯乙烯的涂层材料、树脂及橡胶的交联剂、胶粘剂和共聚物改性剂等。

马来酸酯、富马酸酯和衣康酸酯，三者结构式可如下表示：
马来酸酯
(顺丁烯二酸酯)
富马酸酯
（反丁烯二酸酯）
C H 2C C O O (C H 2)X O O C C C H 2
C H 3C H 3
C H C O O R C H C O O R
衣康酸酯 （亚甲基丁二酸酯）
马来酸酯、富马酸酯和衣康酸酯主要用途有：主要作为高分子物质的单体、共聚单体和有机合成的中间体。

在用于高分子化合物除单独聚合外，多数情况下都是做内增塑剂，即作为共聚单体以使树脂改性，增加塑性，所得的共聚体可做表面涂覆剂、纤维及薄膜处理剂、合成润滑油以及添加剂、粘结剂、离子交换树脂等。

烯丙基酯系：丙烯醇与多元酸制得。

常用的多元酸有邻苯二甲酸、间苯二甲酸、顺丁烯二酸、氰尿酸、异氰尿酸、磷酸等。

最常用的一种是邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP ）
DAP 结构式如下：
邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP ）主要用于制备邻苯二甲酸二异丙酯树脂、不饱和聚酯树脂的交联剂、纤维素酯的增强剂，可供不加抑制C H
C O O R
C H C O O R C H 2C C H 2C O O R C O O R
C C O O C H 2C H C H 2O C H 2C H O
C H 2
剂即自行聚合的树脂类作为增塑剂。

通用增塑剂改进橡胶实例：甲基丙烯酸酯改善顺丁二烯橡胶性能。

用甲基丙烯酸C7~C12烷基酯增塑顺丁二烯橡胶，可改善橡胶的加工性，延长耐老化性，抗疲劳强度，同时不影响橡胶的耐寒性。

C7~C9烷基酯对改善该橡胶的加工性能最好，C10~C12烷基酯对改善疲劳强度最好。

而这六种烷基酯中，甲基丙烯庚酯增塑能力最强。

橡胶用反应性增塑剂
专用于橡胶生产中的反应性增塑剂，主要是一些低分子量的液体橡胶，只用于增塑某一种或几种橡胶的特别增塑剂，以及近年来发展的生物基增塑剂。

液体橡胶增塑剂主要有液体聚异戊二烯(LIR)和液体丁腈橡胶(LNBR)。

液体聚异戊二烯(LIR)由锂系阴离子活性聚合而成，玻璃化转化温度为63℃，是一种无色无味粘稠性透明液体，其结构可随意调整、制品颜色浅、几乎无杂质、流动性好，可用在一些对纯度要求较高的场合。

除具有普通液体橡胶的性能外，由于与天然橡胶链节结构相同，更适合于作橡胶增塑剂。

作为增塑剂，LIR可加入天然橡胶（NR）、顺丁橡胶(BR)、异戊橡胶(IR)、丁苯橡胶(SBR，嵌段或无规)、戊苯橡胶（SIR，嵌段或无规）、三元乙丙橡胶等各类低极性橡胶中，有效降低橡胶的门尼粘度，有利于混炼加工。

作为反应性增塑剂，LIR不迁移、挥发，也不会被溶剂抽出，制
品不产生收缩、变形、污染等现象。

LIR能节省混炼胶的能量消耗，提高挤出效率和挤出物尺寸稳定性，改善挤出和压延胶料表面质量及改善未硫化胶片的粘性。

LIR增塑天然橡胶／顺丁橡胶体系与芳烃油增塑相比，橡胶压缩疲劳生热和压缩永久变形低，滚动阻力也低，有利于轮胎节能。

液体丁腈橡胶(LNBR)的合成主要采用自由基聚合历程，即以自由基机理进行的乳液聚合和溶液聚合。

LNBR常温下呈黏稠液体状态，其数均分子量通常在10000以下。

可用作增塑剂、胶粘剂、涂料以及固体火箭推进剂。

液体丁腈橡胶(LNBR)LBNR作为增塑剂能有效降低橡胶的门尼粘度，改善其加工性能；可以延迟橡胶的起始硫化而正硫化时间基本不变；对橡胶拉伸强度影响较小，同时可改善橡胶耐压缩性能；耐抽出性能高。

生物基反应性增塑剂是近年来刚刚发展起来的一类增塑剂，它可以有效解决增塑剂迁移和食品安全问题，减少了环境污染，改善人类的生存环境，对于实现经济的可持续发展具有重要的意义。

开发生物基、环保型增塑剂已成为当今橡胶助剂行业研究的热点问题。

大豆油增塑三元乙丙橡胶（EPDM）就是生物基反应性增塑剂一个较好的应用实例。

大豆油取自大豆种子，是世界上产量最多的油脂。

大豆油主要成分有：棕榈酸7-10%，硬脂酸2-5%，花生酸1-3%，油酸22-30%，亚油酸50-60，亚麻油酸5-9%。

大豆油作为反应性增塑剂与石蜡油、芳烃油、环烷油等传统的橡胶增塑剂相比。

具有无毒、环保、耐油、耐抽出稳定性好、挥发度低等特点；大豆油自身含有大量双键，可以在硫化过程中发生自聚、也可以在胶料硫化交联过程当中起到反应性增塑剂的效果。

大豆油增塑三元乙丙橡胶（EPDM）可以有效降低EPDM门尼粘度、表观粘度，改善EPDM加工性能；大豆油对EPDM的增塑机理符合反应性增塑剂的增塑机理，大豆油在胶料中一部分产生了自聚，一部分与EPDM第三组分反应，接到了橡胶的分子链段上。

当交联剂含量达到一定量(6份以上)时几乎不会被有机溶剂抽出。

个人总结
反应性增塑剂可以有效的解决物理增塑剂易挥发，易迁移、易抽出，使制品体积收缩等缺点，是近年来来研究发展的重点。

而生物基植物基反应性增塑剂具有易加工、低成本、无毒无污染的优势，是一种无可比拟的环保型增塑剂，具有无限的前景。