增塑剂简介

增塑剂简介

增塑剂是在工业生产上被广泛使用的高分子材料助剂，又称塑化剂。凡是添加到聚合物材料中能使聚合物塑性增加的物质都称为增塑剂。增塑剂的使用可以改善高分子材料的性能，降低生产成本，提高生产效益。是一类重要的化工产品添加剂，作为助剂普遍应用于塑料制品、混凝土、泥灰、水泥、石膏、化妆品及清洗剂等材料中，特别是在聚氯乙烯塑料制品中，为了增加塑料的可塑性和提高塑料的强度，需要添加邻苯二甲酸酯，其含量有时可达产品的50%。

增塑剂种类很多，主要有脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类（包括邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类）、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类等多种。狭义的增塑剂主要是指邻苯二甲酸酯类物质，是邻苯二甲酸形成的约30种酯类的统称，目前它是增塑剂的主体，主要由1个刚性平面芳环和2个可塑非线性脂肪链组成。增塑剂的种类不同对制品的性能影响有差异，在实际生产中极少单独使用一种增塑剂，常几种增塑剂混用，性能互补，达到良好的塑化效果。

增塑剂的作用主要是减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，容易加工。增塑剂通常在结构上具有极性或部分具有极性，是高沸点、难挥发与聚合物有良好互溶性的液体或低熔点固体。增塑剂分布在大分子链之间，能降低分子间作用力，使聚合物熔融温度及熔体粘度降低，从而降低其成型加工温度；并使聚合物制品具有柔软性、弹性及耐低温性能。

增塑剂分为主、副增塑剂两大类，主增塑剂的作用是与树脂很好的相容，其渗透性小、挥发性低，可提高塑化效率。常用的主增塑剂有邻苯二甲酸酯类和磷酸酯类。副增塑剂又称为辅助增塑剂，其主要作用是与主增塑剂并用，以达到降低成本的作用，常用副增塑剂有脂肪族二元酸酯等耐寒型和环酯增塑剂。

增塑剂在少量添加时对材料机械强度的影响不明显，还有材料添加少量增塑剂时，机械强度反而最高，是所谓反增塑现象。一般认为，反增塑现象是加入少量增塑剂后，大分子链活动能力增大，使分子有序化产生微晶的效应。加少量的增塑剂的硬制品，其冲击强度反而比没有加时小，但加大到一定剂量后，其冲击强度就随用量的增大而增大，满足普适规律了。此外，增加增塑剂，制品的耐热性和耐腐蚀性均有下降。因此，一般硬制品不加增塑剂或少加增塑剂。有时为了提高加工流动性才加入几份增塑剂。而软制品则需要加入大量的增塑剂，增塑剂量越大，制品就越柔软。增塑剂总量，应根据对制品的柔软程度要求及用途、工艺及使用环境不同而不同。

增塑剂在树脂中使用时，其与树脂的极性不同，其作用机理也不相同。其中有机理主要有两个效应。

1.体积效应

这种效应主要是对非极性增塑剂而言，它的作用方式为插入树脂的分子链中间，增大分子之间的距离，从而削弱分子之间的作用力，降低熔融粘度，增加分子链的柔顺性，此类增塑剂的加入量越多，其体积效应越大，而且长链形状结构增塑剂的体积效应比环状结构增塑剂大。

2. 屏蔽效应

这种效应主要是针对极性增塑剂而言，其作用方式为用极性增塑剂与极性聚合物之间的相互作用代替了聚合物分子之间的极性引力，从而削弱了分子间的作用力，这种增塑作用称为屏蔽效应。

增塑剂主要有以下几项性能：增塑效率、相容性、耐寒性、耐久性、耐热性、绝缘性、阻燃性及卫生性等。

增塑效率：增塑剂对聚合物的增塑能力大小或增塑效果好坏，不同增塑剂增塑效率大小是一个相对概念。增塑效率一般用改变定量柔性指标所需加入增塑剂量的多少来评定，增塑剂加入量越少，其增塑效率越高。一般的分子量的增塑剂较高分子量增塑剂对PVC的增塑效率高，而随增塑剂分子极性增加，烷基支链化程度和芳环结构增多都使增塑效率下降。

常用增塑剂的增塑效率顺序为：

DBS>DBP>DOS>DOA>DOP>DIOP>M-50>TCP>PCl-50。

相容性：指增塑剂与聚合物的相容能力，同一增塑剂对不同极性聚合物的相容性不同。

常用增塑剂与PVC相容性顺序为：

DBS>DBP>DOP>DIOP>DNP>ED3>DOA>DOS>氯化石蜡。

耐寒性：指增塑剂增塑制品的耐低温性能。增塑剂的耐寒性与其结构有关，以亚甲基（—CH2—）为主体的脂肪族二元酸酯的耐寒性最好，是一类最常用的耐寒增塑剂，而含环状和支化结构的增塑剂因低温下在聚合物中运动困难而使其耐寒性极佳。

常用增塑剂的耐寒性顺序为：

DOS>DOZ>DOA>ED3>DBP>DOP>DIOP>DIDP>DNP>M-50>TCP。

耐久性：指增塑剂在增塑制品中的持久性存在的能力。主要包括耐迁移性、耐抽出性及耐挥发性等。

耐迁移性增塑剂的迁移性包括两个方面：一是增塑剂由制品内部向外部表层渗出；二是增塑剂向与其接触固体转移。增塑剂的迁移与其相容性有关，相容性越差则迁移性越大。另外，分子量大、含有支链或环状结构增塑剂耐迁移性好。

耐抽出性：指增塑剂扩散到与之接触的液体介质中的倾向。介质主要有水、溶剂、洗涤剂及润滑油等。就耐油、耐溶剂性而言，非极性烷基所占比重较大的增塑剂耐抽出性差，苯基、酯基及支化程度高的增塑剂耐抽出性好；而耐水性则与上述正好相反，聚酯类是耐抽出性优良的增塑剂品种。

耐挥发性：指增塑剂受热时，从制品表面向空气中扩散的倾向。增塑剂的挥发性与其分子量有关，一般分子量越小，其挥发性越大。从分子结构来看，直链烷基结构较支链烷基结构增塑剂的耐挥发性好；分子内含有环状等大体积基团的增塑剂耐挥发性好。一般聚酯类、环氧类、DIOP、TCP及季戊四醇等增塑剂的耐挥发性好。