增塑劑是什么？增塑劑有機(jī)理主要有哪兩個(gè)效應(yīng)

　　增塑劑是在工業(yè)生產(chǎn)上被廣泛使用的高分子材料助劑，又稱(chēng)塑化劑。凡是添加到聚合物材料中能使聚合物塑性增加的物質(zhì)都稱(chēng)為增塑劑。增塑劑的使用可以改善高分子材料的性能，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。是一類(lèi)重要的化工產(chǎn)品添加劑，作為助劑普遍應(yīng)用于塑料制品、混凝土、泥灰、水泥、石膏、化妝品及清洗劑等材料中，特別是在聚氯乙烯塑料制品中，為了增加塑料的可塑性和提高塑料的強(qiáng)度，需要添加鄰苯二甲酸酯，其含量有時(shí)可達(dá)產(chǎn)品的50%。

　　增塑劑種類(lèi)很多，主要有脂肪族二元酸酯類(lèi)、苯二甲酸酯類(lèi)（包括鄰苯二甲酸酯類(lèi)、對(duì)苯二甲酸酯類(lèi)）、苯多酸酯類(lèi)、苯甲酸酯類(lèi)、多元醇酯類(lèi)、氯化烴類(lèi)、環(huán)氧類(lèi)、檸檬酸酯類(lèi)、聚酯類(lèi)等多種。狹義的增塑劑主要是指鄰苯二甲酸酯類(lèi)物質(zhì)，是鄰苯二甲酸形成的約30種酯類(lèi)的統(tǒng)稱(chēng)，目前它是增塑劑的主體，主要由1個(gè)剛性平面芳環(huán)和2個(gè)可塑非線(xiàn)性脂肪鏈組成。增塑劑的種類(lèi)不同對(duì)制品的性能影響有差異，在實(shí)際生產(chǎn)中極少單獨(dú)使用一種增塑劑，常幾種增塑劑混用，性能互補(bǔ)，達(dá)到良好的塑化效果。

　　增塑劑的作用主要是減弱樹(shù)脂分子間的次價(jià)鍵，增加樹(shù)脂分子鍵的移動(dòng)性，降低樹(shù)脂分子的結(jié)晶性，增加樹(shù)脂分子的可塑性，使其柔韌性增強(qiáng)，容易加工。增塑劑通常在結(jié)構(gòu)上具有極性或部分具有極性，是高沸點(diǎn)、難揮發(fā)與聚合物有良好互溶性的液體或低熔點(diǎn)固體。增塑劑分布在大分子鏈之間，能降低分子間作用力， 使聚合物熔融溫度及熔體粘度降低，從而降低其成型加工溫度；并使聚合物制品具有柔軟性、彈性及耐低溫性能。

　　增塑劑分為主、副增塑劑兩大類(lèi)，主增塑劑的作用是與樹(shù)脂很好的相容，其滲透性小、揮發(fā)性低，可提高塑化效率。常用的主增塑劑有鄰苯二甲酸酯類(lèi)和磷酸酯類(lèi)。副增塑劑又稱(chēng)為輔助增塑劑，其主要作用是與主增塑劑并用，以達(dá)到降低成本的作用，常用副增塑劑有脂肪族二元酸酯等耐寒型和環(huán)酯增塑劑。

　　增塑劑在少量添加時(shí)對(duì)材料機(jī)械強(qiáng)度的影響不明顯，還有材料添加少量增塑劑時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度反而最高，是所謂反增塑現(xiàn)象。一般認(rèn)為，反增塑現(xiàn)象是加入少量增塑劑后，大分子鏈活動(dòng)能力增大，使分子有序化產(chǎn)生微晶的效應(yīng)。加少量的增塑劑的硬制品，其沖擊強(qiáng)度反而比沒(méi)有加時(shí)小，但加大到一定劑量后，其沖擊強(qiáng)度就隨用量的增大而增大，滿(mǎn)足普適規(guī)律了。此外，增加增塑劑，制品的耐熱性和耐腐蝕性均有下降。因此，一般硬制品不加增塑劑或少加增塑劑。有時(shí)為了提高加工流動(dòng)性才加入幾份增塑劑。而軟制品則需要加入大量的增塑劑，增塑劑量越大，制品就越柔軟。增塑劑總量，應(yīng)根據(jù)對(duì)制品的柔軟程度要求及用途、工藝及使用環(huán)境不同而不同。

　　增塑劑在樹(shù)脂中使用時(shí)，其與樹(shù)脂的極性不同，其作用機(jī)理也不相同。其中有機(jī)理主要有兩個(gè)效應(yīng)。

　　1.體積效應(yīng)

　　這種效應(yīng)主要是對(duì)非極性增塑劑而言，它的作用方式為插入樹(shù)脂的分子鏈中間，增大分子之間的距離，從而削弱分子之間的作用力，降低熔融粘度，增加分子鏈的柔順性，此類(lèi)增塑劑的加入量越多，其體積效應(yīng)越大，而且長(zhǎng)鏈形狀結(jié)構(gòu)增塑劑的體積效應(yīng)比環(huán)狀結(jié)構(gòu)增塑劑大。

　　2. 屏蔽效應(yīng)

　　這種效應(yīng)主要是針對(duì)極性增塑劑而言，其作用方式為用極性增塑劑與極性聚合物之間的相互作用代替了聚合物分子之間的極性引力，從而削弱了分子間的作用力，這種增塑作用稱(chēng)為屏蔽效應(yīng)。

　　增塑劑簡(jiǎn)介

　　增塑劑主要有以下幾項(xiàng)性能：增塑效率、相容性、耐寒性、耐久性、耐熱性、絕緣性、阻燃性及衛(wèi)生性等。

　　增塑效率：增塑劑對(duì)聚合物的增塑能力大小或增塑效果好壞，不同增塑劑增塑效率大小是一個(gè)相對(duì)概念。增塑效率一般用改變定量柔性指標(biāo)所需加入增塑劑量的多少來(lái)評(píng)定，增塑劑加入量越少，其增塑效率越高。一般的分子量的增塑劑較高分子量增塑劑對(duì)PVC的增塑效率高，而隨增塑劑分子極性增加，烷基支鏈化程度和芳環(huán)結(jié)構(gòu)增多都使增塑效率下降。

　　常用增塑劑的增塑效率順序?yàn)椋?/p>

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

　　相容性：指增塑劑與聚合物的相容能力，同一增塑劑對(duì)不同極性聚合物的相容性不同。

　　常用增塑劑與PVC相容性順序?yàn)椋?/p>

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

　　耐寒性：指增塑劑增塑制品的耐低溫性能。增塑劑的耐寒性與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，以亞甲基（—CH2—）為主體的脂肪族二元酸酯的耐寒性最好，是一類(lèi)最常用的耐寒增塑劑，而含環(huán)狀和支化結(jié)構(gòu)的增塑劑因低溫下在聚合物中運(yùn)動(dòng)困難而使其耐寒性極佳。

　　常用增塑劑的耐寒性順序?yàn)椋?/p>

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

　　耐久性：指增塑劑在增塑制品中的持久性存在的能力。主要包括耐遷移性、耐抽出性及耐揮發(fā)性等。

　　耐遷移性增塑劑的遷移性包括兩個(gè)方面：一是增塑劑由制品內(nèi)部向外部表層滲出；二是增塑劑向與其接觸固體轉(zhuǎn)移。增塑劑的遷移與其相容性有關(guān)，相容性越差則遷移性越大。另外，分子量大、含有支鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)增塑劑耐遷移性好。

　　耐抽出性：指增塑劑擴(kuò)散到與之接觸的液體介質(zhì)中的傾向。介質(zhì)主要有水、溶劑、洗滌劑及潤(rùn)滑油等。就耐油、耐溶劑性而言，非極性烷基所占比重較大的增塑劑耐抽出性差，苯基、酯基及支化程度高的增塑劑耐抽出性好；而耐水性則與上述正好相反，聚酯類(lèi)是耐抽出性?xún)?yōu)良的增塑劑品種。

　　耐揮發(fā)性：指增塑劑受熱時(shí)，從制品表面向空氣中擴(kuò)散的傾向。增塑劑的揮發(fā)性與其分子量有關(guān)，一般分子量越小，其揮發(fā)性越大。從分子結(jié)構(gòu)來(lái)看，直鏈烷基結(jié)構(gòu)較支鏈烷基結(jié)構(gòu)增塑劑的耐揮發(fā)性好；分子內(nèi)含有環(huán)狀等大體積基團(tuán)的增塑劑耐揮發(fā)性好。一般聚酯類(lèi)、環(huán)氧類(lèi)、DIOP、TCP及季戊四醇等增塑劑的耐揮發(fā)性好。

　　絕緣性：增塑劑的絕緣性不如PVC樹(shù)脂，隨著增塑劑加入量的增大，PVC電絕緣性下降。在PVC絕緣制品選用增塑劑時(shí)，要注意其絕緣性。

　　常用增塑劑的絕緣性順序?yàn)椋?/p>

　　TCP>DNP>DOP>M-50>ED3>DOS>DBP>DOA。

　　衛(wèi)生性：指增塑劑的毒性，大部分增塑劑都無(wú)毒或低毒，環(huán)氧類(lèi)和檸檬酸酯類(lèi)為無(wú)毒增塑劑，苯二甲酸酯類(lèi)和二元羧酸類(lèi)為低毒增塑劑，但DOP、DOA有致癌嫌疑；磷酸酯類(lèi)增塑劑大都有毒，只有磷酸二苯2-乙基己酯例外；氯化石蠟也屬有毒類(lèi)增塑劑。

　　阻燃性：磷酸酯類(lèi)和氯化石蠟類(lèi)屬于阻燃增塑劑，其阻燃性順序?yàn)椋篢CP>TPP>TOP>DPOP。