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浅谈PVC增塑剂的选择

在加工PVC时，增塑剂在各种助剂的应用中使用量最大，所以，它的投资远高于其他助剂，甚至在一些较软材料配方中超过主要原料聚氯乙烯树脂的投资。因此，增塑剂选择的重要性不言而输。

增塑剂的选择

PVC是一种强极性聚合物，精密铸造分子间作用力很大，需加热到一定的温度才能显示出塑性。PVC分子间的强作用力使制品变得坚硬而缺乏弹性和柔韧性。增塑剂的作用就在于削弱PVC分子间的作用力，从而降低软化温度，减小溶体的粘度，增加流动性，改善PVC的加工性能和制品的柔韧性。

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、逸移性小、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。比如儿童玩具及食品包装物等的要求主要是无毒，外观优美；农膜要求对农作物无害、耐光、耐热；电线电缆料的主要要求是电绝缘性好等。除这些要求外，增塑剂的选用还应着重考虑以下因素：

PVC树脂的性能；

制品所要求的性能；

增塑剂的加工适应性，

成本。

就增塑剂本身的性能考虑，相容性对增塑剂最为重要，它是选择增塑剂时必须首先考虑的基本因素。增塑剂与树脂的相容性好，则增塑效率高，增塑剂不离析、不渗出，制品的柔韧性好，使用寿命长。在生产实践中，增塑剂在聚合物中的相容性好坏主要根据配合试验和经验来断定。评价相容性的简单方法是将增塑剂、树脂和适当的溶剂按一定比例混合，调制成均匀的溶液缓慢流延成薄膜，观察它的透明状况来发射模块判断。薄膜均质透明表示相容性好，模糊意味着相容性差。另一个方法将增塑剂与PVC树脂按一定比例混合均匀，加热使其塑化后冷却至室温，观察表面有无渗出物。无增塑剂渗出说明相容性好，渗出增塑剂越多说明相容性越差。根据一般规律，极性越相近越容易互溶。因此，增塑剂的溶解度参数与树脂的溶解度参数越接近。两者相容性越好。介电常数是分子极性的函数，它受偶极矩和氢键的影响很大。介电常数可用来作为判断增塑剂相容性的参数。根据PVC的溶解度参数，增塑剂的溶解度参数一般选用8..4，介电常数为。

种类繁多的增塑剂

邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯简称DOP，英文名Di-(2-ethylhexyl)phthalate。它是邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇酯化合而得的无色或淡黄色油状透明液体。有二辛酯的特殊气味，分子量391，酸值(mgKOH/g)≤0.10，酯含量99%-100%，相对密度0..986(25℃)，粘度80cp(20℃)，折光率1..4859(20℃)，体积电阻率1×1011Ω·cm。DOP是塑料加工中使用最广泛的增塑剂之一，具有优良的综合性能。DOP增塑效率高，挥发性小，耐紫外光，耐水抽出，逸移性小，而且耐寒性、柔软性和电气性能等都很好，是一类比较理想的主增塑剂，也是国内用量最大的增塑剂。在港、台以及国外先进地区由于辛醇的产量及价格问题以及DOP致癌问题的争论，它已逐步被其他的增塑剂取代。

邻苯二甲酸二正丁酯简称DBP，英文名Di-n-butylphthalate，是由邻苯二甲酸酐和正丁醇酯化而得的无色油状液电阻表体，具有芳香味。护套、农膜。本品受热易变色，通过与酚类抗氧剂(如双酚A)并用可以改善此性能。

邻苯二甲酸二异壬酯简称DINP，英文名Dinonylphthalate。它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)酯化而得的无色透明液体，分子量419，酸度(以邻苯二甲酸计) 0.025%，酯含量 99%，相对密度0..972(25℃)，粘度cp(20℃)，闪点219℃，折光率1.4812(25℃)。本品主要用做乙烯基树脂的通用型增塑剂，挥发性低，逸移性小，能赋予制品良好的耐光性、耐热性耐老化性和电绝缘性。本品的水抽出性比DOP好，但增塑效率不及DOP，耐寒性也较差，不适用于低温应用的制品。由于价格及质量的原因优于DOP，现港台及国外先进国家和地区用于取代DOP作为主增塑剂使用。

2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯英文名为2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanedioldi isobutyrate。本品为液体，分子量286，色泽(APHA) 30，酸度(以异丁酸计)≤0.05%，酯含量 98%，相对密度0..948(20℃)，闪点143℃(开杯法)，折光率1.43(25℃)，体积电阻率1.5×1011Ω·cm。本品相容性好，可赋予制品良好的耐寒性和耐水性，可作为PVC和氯乙烯共聚物的增塑剂。使用此品可提高填充剂的填充量。本品为美国Eastman公司生产，商品名称为TXIB。

己二酸二辛酯简称DOA，英文名Dioctyladipate。它是由己二酸酐和辛醇酯化而得的无色透明油状液体，分子量371，酯含量≥99%，酸值≤0.2mgKOH/g，相对密度0..927(25℃)，粘度cp(25℃)，体积电阻2×1011Ω·cm(30℃)。它是PVC典型耐寒增塑剂，增塑效率高，受热变色性小，可赋予制品良好的低温柔软性和耐光性，在加工时显示良好的润滑性。制品的手感性好，多与DOP、DINP等主增塑剂并用于耐寒性农膜、冷冻食品包装膜、电依照国务院关于加快培养和发展战略性新兴产业的整体部署线电缆包覆层等。本品的缺点是挥发性较大，耐水性、逸移性、电绝缘性等方面也都有一定不足，使用时应予注意。类似的癸二酸二辛酯(DOS)价格和各方面性能皆好于DOA。

磷酸三甲酚酯简称TCP，英文名Tricresylphosphate。TCP是由混合甲酚与三氯氧磷反应而成，或混合甲酚与三氯化磷通氯气酯化后水解而成，是微具气味的清亮粘稠液体。TCP分子量368，酸值≤0.15mgKOH/g，游离甲酚含量≤0.15%，相对密度1..180(20℃)，粘度cp(20℃)。本品为阻燃性增塑剂，水解稳定性好，耐油性和电绝缘性优良，耐真菌性高，不殖菌。用于PVC薄膜、片材、地板料、电线电缆料时，可改善制品的加工性、抗污染性、阻燃性、防霉性和耐磨性。本品耐寒性较差，可通过与耐寒性增塑剂并用加以改善。本品系有毒物质，对动物和人的中枢神经有毒害作用。

偏苯三酸三辛酯简称TOTM，英文名Trioctytrimellitate。它是由1,2,4-偏苯三酸酐与2-乙基己醇酯化而得的透明粘稠状液体，微具气味，分子量547，色泽(APHA) 250，酸值 0.3mgKOH/g，相对密度0..997(20℃)，粘度cp(20℃)。本品为耐热和耐久性增塑剂，增塑效率和加工性能与邻苯二甲产业结构逐步失衡酸酯类增塑剂相近，耐久性可与聚合型增塑剂媲美，挥发性低，耐水抽出性、耐逸移性、低温性能和电性能皆优，可用于耐热电线电缆料、片材、密封垫等要求耐热和耐久性的制品。但本品的耐油性不及聚酯增塑剂，捏合性不及DOP。

环氧大豆油英文名是Epoxidized换soybeanoil，它是精制的豆油在酸存在下用双氧水环氧化制得的浅黄色油状液体，平均分子量950，相对密度0..000(25℃)，着火点310℃，环氧值≥6%，加热后环氧值≥5%(177℃×3h)，与PVC相容性好，是聚氯乙烯的增塑剂兼热稳定剂。挥发性低，逸移性小，具有优良的热稳定性和光稳定性因其传涂刷工具感器精度高(有的到达10万分之3)还可以测试磨擦系数，耐水性和耐油性亦佳，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电绝缘性能。本品适用于各种PVC制品，可与聚酯类增塑剂并用，与热稳定剂并用有显著的协同效应。在配方中使用phr就可达到极佳的效果。

烷基磺酸苯酯，石油酯，T-50，m-50，英文名phenylalkylsulfonate，是由C12-C18重液体石蜡经磺酰氯化反应(转化率达50%)后，再与苯酚酯化而成的浅黄色透明油状液体。本品平均分子量390，酸值 0.1mgKOH/g，相对密度1..07(25℃)，粘度cp(20℃)，溶于大多数有机溶剂，不溶于水。本品挥发性低，能赋予制品优良的耐侯性、物理力学性能和电绝缘性，适用作人造革、薄膜、电线和电缆等制品。但本品受强光照射有轻微变黄的倾向，耐寒性不及DOP，因此多与邻苯二甲酸酯类并用，一般用量为phr。

氯化石蜡英文名是chlorinated-paraffin，是由石蜡烃氯化而得的，具有与PVC类似的结构，是一类增量增塑剂。本品挥发性、阻燃性电绝缘性优良，能赋予制品一定的光泽和抗张强度，可作为PVC树脂的辅助增塑剂，取代一部分主增塑剂以降低成本。氯化石蜡在加工时易受热分解，放出氯化氢，该氯化氢可催化加速PVC树脂的劣化分解。因此在使用氯化石蜡时，应配合适当的热稳定剂以防止其分解。此外，氯化石蜡与PVC的相容性不好，制品的伸长率和耐寒性较差。

聚α-甲基苯乙烯树脂英文名为poly α-methystyremeresin。是由α-甲基苯乙烯聚合而成，具有优良的光热稳定、耐化学药品性和电性能。其逸移性小，适用于聚氯乙烯的各种制品，一般用量为10%-20%，本品可提高制品的电绝缘性，改善制品的外观特征，且手感滑爽。

对苯二甲酸二辛酯名称DOTP，英文名为Di-octyl-terphthalate，是由对苯二甲酸与2-乙基己醇在催化剂存在下反应而得的近乎无色的低粘度液体。酸度(以邻苯二甲酸计) 0.01%，相对密度0.9835(20℃)，粘度63cp(25℃)，体积电阻3.9×1012Ω·cm，挥发损失12%(重量177℃×24h)。本品具有良好的电性能和耐寒性，挥发性小，增塑效率比DOP高，适用作为PVC树脂的增塑剂，用于要求高绝缘、耐抽出、耐热、耐寒及柔软性好的制品，可与DOP以任何比例掺合。由于结构原因，耐热性，耐