增塑劑(Plasticizer)

第一節   概述

一:概念

        一些常用的熱塑性聚合物具有高于室溫的玻璃化轉變溫度（Tg）,在此溫度以下﹐聚合物表現為類似玻璃的脆化狀態﹐在此溫度以上﹐則呈現較大的回彈性﹑柔韌性和沖擊強度。要使聚合物具有實用價值﹐就必須使其玻璃轉變溫度降到使用溫度以上。增塑劑就是為了解決這個問題而引入聚合物的一類助劑。 增塑劑為揮發性較小之物質﹐將之添加于塑料時﹐能使塑料之彈性率﹑玻璃化轉變溫度（Tg）下降﹐而于常溫時賦予適當之柔軟性﹐于高溫時減低其熔融黏度使其易于加工。廣義地講﹐凡能與樹脂均勻混合﹐不與樹脂發生化學反應﹐在成型加工期間保持不變﹐或者與樹脂發生化學反應﹐但能長期保留在聚合物制品中﹐并能夠改變聚合物某些物理性質的物質﹐都可以稱為增塑劑。

      聚合物與增塑劑間的作用﹐可簡單地看做以下兩種方式﹕

1. 樹脂分子間偶極--偶極相互作用的抵消而減弱了樹脂間的引力﹔
2. 通過簡單的稀釋作用﹐縮小樹脂分子間的距離（自由體積）而形成一定的空間。結果增加了塑料片材的柔軟性﹐增強了模塑制品的韌性的沖擊強度。

     因此可以說﹐增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子間的次價鍵﹐即范德華力﹐從而增加聚合物分子鏈的移動性﹐亦即增加聚合物塑性。表現為聚合物的硬度﹑模量﹑伸長率﹑曲撓性和柔韌性的提高。

  我廠規定的P數與硬度對照表

二 ﹑增塑劑應具備的條件

1. 塑化效率(plasticizing efficiency)高,以較少的加入量獲得較高的塑化效果.
2. 與樹脂相溶性行(compatibility)佳.相溶性不足時,增塑劑會從樹脂中分離出來,表現為滲出發汗等情況.
3. 揮發性（volatility）低  減少成型加工以及制品存放過程中揮發損失對制品性能的影響.
4. 耐久性好  耐水﹑耐油﹑耐有機溶劑的抽出。抽出性是指增塑劑向液體介質中的移動現象，塑料制品和與溶劑或洗滌液接觸時，易抽出的增塑劑就會被抽取出來．
5. 耐遷移性好 耐遷移(Non migration)  指增塑劑由增塑制品中向著與其接觸的另一種塑料制品（包括增塑劑種類和用量不同的一種塑料制品）遷移的現象
6. 耐寒性好  低溫下仍有良好的柔軟性
7. 耐熱性好  在加工溫度和使用溫度在較高的溫度下保持穩定.
8. 無毒﹑無味﹑無臭﹑無色。
9. 耐霉菌性好
10. 具有阻燃性。
11. 電氣絕緣性良好。
12. 耐污染﹑耐化學藥品侵蝕。
13. 價格低。

       沒有一種增塑劑能完全符合上述條件。使用時只能根據制品的需求﹑增塑劑的性能和市場情況﹐選擇綜合性能較優秀的產品。性價比經常作為選擇助劑的一個標準﹐性價比越高﹐產品越有優勢。

• 作用機理

一:影響塑化的主要因素

1.聚合物的分子間力

     增塑劑加入到聚合物中時﹐增塑劑分子之間﹑增塑劑與聚合物分子之間的相互作用力對增塑作用影響很大。這種相互作用主要是范德華力和氫鍵力﹐范德華力又包括色散力﹑誘導力和取向力3種。

（1）范德華力   色散力存在于所有極性或者非極性的分子之間﹐系同微小的瞬間偶極的相互作用﹐使靠近的偶極處于異極相鄰狀態而產生的吸力﹐但只有在非極性的體系中﹐其色散力才占主要地位。  當一個具有偶極的分子在相鄰的一個非極性分子中﹐誘導出一個誘導偶極時﹐誘導偶極和固有偶極之間的分子吸引力稱作誘導力。對于芳族化合物﹐誘導力特別強。  聚苯乙烯與低分子量的酯的增塑作用主要是誘導力.

當極性分子相互靠近時,由于固有偶極取向,引起分子間產生一種作用力,通常稱為取向力.酯類增塑劑與PVC的相互作用就是一個代表例子.

(2) 氫鍵  含有-OH基或-NH-基團的分子,如聚XIAN胺,聚乙烯醇等在分子間能夠形成氫鍵. 氫鍵是一種比較強的相互作用鍵,它的存在會妨礙增塑劑分子插入到聚合物分子間.氫鍵沿著聚合物分子鏈分布越密,相應的增塑劑分子插入越困難,因此要求增塑劑與聚合物分子產生類似的強的作用.當溫度升高時,由于分子的熱運動妨礙了聚合物分子的取向,氫鍵的作用會相應減弱.

2.聚合物的結晶度±

    空間有規結構聚合物的分子鏈在適當的條件下可以結晶,

    增塑劑的分子插入結晶區域要比插入無定形區域要困難的多。因為在結晶區聚合物鏈之間的自由空間最小。如果增塑劑的分子僅僅能插入部分結晶聚合物的無定形區域﹐則此增塑劑便是非溶劑型增塑劑。如果增塑劑的分子即能插入聚合物的無定形區域﹐又能插入結晶區域﹐則此增塑劑便是溶劑型增塑劑﹐所謂主增塑劑。

二 ﹑  增塑劑的作用機理

1. 潤滑理論

 潤滑理論認為﹐樹脂能夠抵抗形變（剛性）是因為分子間有磨擦力。增塑劑能起潤滑劑作用﹐促進大分子間或者分子鏈間的運動。增塑劑僅僅降低分子間的作用力﹐因此只能引起部分增塑。

1. 凝膠理論

     凝膠理論認為﹐聚合物抗形變由于內部存在著三維蜂窩狀結構或者凝膠所致。這種凝膠是由于在聚合物分子鏈間或多或少發生粘著而形成的。由于分子吸咐點常集中在一塊﹐因此軟質塑料或者硬質塑料中的蜂窩是很小的。這種蜂窩彈性極小﹐很難通過物體內部的移動使其變形。增塑劑進入樹脂中﹐沿高分子鏈產生許多吸咐點﹐通過新的吸咐而松弛破壞原來的吸引力﹐并替代了聚合物分子內的引力中心﹐使分子容易移動。

1. 溶劑化理論

基于膠體化學。增塑劑的溶劑化和溶脹能力取決于3種分子間作用力。增塑劑/增塑劑﹐增塑劑

/聚合物﹐聚合物/聚合物之間的力。增塑劑應該是小分子﹐對聚合物分子應該有一定的吸引力﹐而該力要小于聚合物/聚合物之間的作用力。增塑劑/增塑劑間的力越低﹐越能發揮增塑劑的效能。增塑劑也不應該太小﹐否則容易揮發。

1. 極性理論

極性理論認為﹐在增塑劑分子﹑聚合物分子和增塑劑/聚合物分子之間必須很好的平衡﹐以確保凝膠是穩定的。因此增塑劑必須是含有一個或者多個與特定聚合物極性相匹配的極性或者非極性基團。即以上提出的聚合物的結晶度。

三﹕增塑過程

一般認為﹐增塑過程分為以下幾步﹕

1. 潤濕﹑表面吸咐

增塑劑分子進入樹脂樹脂孔隙并填充其孔隙。

1. 表面溶解

增塑劑滲入到樹脂粒子中的速度很慢﹐特別在低溫時更是如此。一般認為增塑劑先溶解溶脹聚合物表面的分子﹐當聚合物表面有懸浮聚合殘留的膠體時﹐能延長誘發階段。

1. 吸咐作用

樹脂顆粒由外部慢慢地向內部溶脹﹐產生了很強的內應力﹐表現為樹脂和增塑劑的總體積減少。

1. 極性基的游離

增塑劑摻入到樹脂內﹐并局部改變其內部結構﹐溶解了許多特殊的官能團﹐反應為增塑劑被吸咐之后﹐介電常數比起始混合物高。這一過程受溫度和活化能大小的影響。

1. 結構破壞

干混料中的增塑劑是以分子束的形式存在于高分子或者鏈段之間。當體系受到較高能量如加熱至160----180oC,或者將其輥煉。聚合物的結構將會破壞﹐增塑劑便會滲入到該聚合物的分子束中。

1. 結構重建

增塑劑與聚合物的混合物加熱到流動態而發生塑化后﹐再放冷﹐會形成一種有別于原聚合物的結構。這一結構表現出較高的韌性﹐但結構形成往往需要一段時間。比如使用DOP作增塑劑時﹐經過一天才能達到最大的硬度﹐而使用中等分子量的聚酯﹐則需要一周的時間。

• 增塑劑的性能及評價

一 ﹑塑化效率

      增塑劑的主要作用是降低聚合物分子間的相互作用力﹐增加聚合物分子鏈的移動性﹐即降低聚合物的軟化溫度﹐這是增塑劑最基本的性能。不同的增塑劑塑化效能不同﹐其性能優劣通常用塑化效率來表示。塑化效率可理解為使樹脂達到某一柔軟程度的增塑劑用量﹐它是一個相對值﹐可以用來比較增塑劑的塑化效果。

     在實際應用中﹐聚合物塑化的結果表現為玻璃化溫度和模量的下降。為此經常為玻璃化溫度和模量來表示增塑劑的塑化效率。

1. 玻璃化溫度

增塑劑作用導致聚合物分子鏈間的移動﹐其移動性通常用玻璃化溫度來度量。在玻璃化溫度以上聚合物是柔軟的﹐在玻璃化溫度以下是堅硬的�？梢姴煌�的增塑劑在相同添加量的情況下﹐玻璃化溫度越低﹐則塑化效果越好。

     一般情況下﹐PVC的玻璃化溫度為80oC左右﹐但每加入10PHR的DOP,其玻璃化溫度為下降20---25oC﹐若加入50PHR的DOP﹐則PVC的玻璃化溫度下降到-60oC.

1. 模量

     塑化效率不僅可用玻璃化溫度的降低來表示﹐而且可用與溫度有關的力學性能如模量和阻尼來表示。模量表示比較復雜﹐但比較客觀﹐此處不多講述。

1. 影響塑化效率的因素

     增塑劑的塑化效率與本身的化學結構以及自身的物理性能有關﹐主要表現為以下幾個方面﹕

1. 增塑劑的分子量影響增塑劑的塑化效率。分子量小的增塑劑顯示出良好的塑化效率。
2. 分子量相同的情況下﹐分子內極性基團多的或者環狀結構多的增塑劑﹐塑化效率較差。
3. 支鏈烷基結構的增塑劑塑化效率不及相應的直鏈烷基的增塑劑。
4. 酯類增塑劑中﹐烷基鏈長增加﹐塑化效率降低。
5. 在酯類增塑劑中﹐烷基部分由芳基取代﹐塑化效率降低。
6. 在酯類增塑劑中﹐烷基碳鏈中引入醚鏈﹐能提高塑化效率。
7. 在烷基或者芳基中引入氯取代基﹐塑化效率降低。
8. 增塑劑的塑化效率與自身黏度有關。增塑劑的等效用量是隨其黏度上升而增加的。

二．兼容性

      作為增塑劑﹐首先要與樹脂兼容﹐這是增塑劑最基本的性質之一。如果增塑劑與樹脂不兼容﹐塑化效率就無從談起。增塑劑可能溶解一部分樹脂﹐但大部分是滲入高分子鏈間起溶脹作用﹐因此可以簡單的把增塑劑視為溶劑。增塑劑的兼容性可以用溶解度參數﹑相互作用參數﹑特性黏度﹑介電常數等表征。

     聚合物和增塑劑的結構對兼容性有很大的影響。結構基本上類似的樹脂和增塑劑兼容性良好。作為主增塑劑使用的烷基碳原子數為4----10的鄰苯二甲酸酯﹐與PVC的兼容性是良好的﹐但是隨著烷基碳原子數進一步增加﹐其兼容性急速下降。因此使用的鄰苯二甲酸酯類增塑劑的烷基碳原子數通常不超過13個。酯類增塑劑中烷基為戊基時兼容性最好。

     環氧酯 類增塑劑中﹐多元醇酯比單酯兼容性好﹔聚脂增塑劑分子量較大﹐故兼容性較差﹐需用較高的溫度的強烈機械混煉來補嘗。氯化石蠟雖然有較強的極性﹐但單獨使用時﹐仍有析出現象﹐只能作為輔增塑劑使用。此外環狀結構比脂肪族鏈烴的增塑劑兼容性好﹔分支結構比直鏈接構的增塑劑兼容性好。

三﹑ 加工性

    選用不同的增塑劑將顯著地影響榪脂的加工性能。因此選擇增塑劑時必須考慮基加工性。增塑劑的加工性與兼容性密切相關﹐一般 來說兼容性好的增塑劑加工性也好。當然也要考慮增塑劑的其它性能參數﹐如黏度﹑閃點等。

   加工性柯以通過凝膠化速度﹑凝膠化溫度﹑魚眼狀斑點消失速率等參數反映出來。分子量大﹐兼容性差的鄰苯二甲酸酯的凝膠化速度較慢﹐反映出這些增塑劑加工差。配合物的加工性同時受穩定劑和潤滑劑的影響。使用了兼容性差的潤滑劑和較大用量的穩定劑的情況下﹐需要充分考慮混合料的加工性﹐防止增塑劑的滲出。

  四﹑耐寒性 

     所謂增塑劑的耐寒性是指用增塑劑增塑的聚合物制品的耐低溫性能﹐反映在低溫脆化溫度﹑低溫柔軟性等指標。通常將PVC樹脂中加入1%摩爾分數增塑劑報引起的玻璃化溫度的下降值﹐稱為增塑劑的低溫效率值。增塑劑的耐低溫性能一方面取決于增塑劑的結構﹐包括鏈長短﹑分支情況﹑官司能團和種類和多少等﹔另一方面﹐取決于增塑劑進入聚合物鏈間的極性影響和隔離作用﹐還與增塑劑本身的活化能有關﹐增塑劑黏度越大﹐流動活化能越大﹐則耐寒性越差。

    增塑劑的耐寒性與兼容性有相反的關系。以直鏈亞甲基為主體的二元脂類有良好的耐寒性﹔含有較長的直鏈的鄰苯二甲酸酯類一般耐寒性良好發﹐但隨著烷基支鏈的增加﹐分子鏈的柔性降低﹐相應的增塑劑耐寒性下降。因此作為主增塑劑的直鏈醇的鄰苯二甲酸酯都具有良好的耐寒性。當增塑劑分子中含有環狀結構時﹐耐寒性會顯著。目前作為耐寒性增塑劑使用的主要是脂肪族二元酸酯（DOA﹑DOS﹑DOZ等）。

 五﹑穩定性

增塑劑本身有很好的化學穩定性﹐在貯存期間幾乎不用考慮熱和光造成的影響﹐但增塑劑的類型的濃度對聚合物配合物的興﹑熱穩定性影響較大。

1. 貯存穩定性

     貯存穩定性顯示的是增塑劑本身的性能。有雜質會使其降低。

          2 . 熱穩定性

    熱穩定性是指制品加工和使用過程中受熱時的穩定性。增塑劑熱穩定性與增塑劑的結構有直接關系。除了增塑劑的結構外﹐以下因素也會影響熱穩定性﹕

1. 增塑劑的純度對熱穩定性有顯著的影響。純度越高﹐熱穩定性越好。
2. 增塑劑的潤滑性影響其熱穩定性﹐潤滑性強的增塑劑能明顯地改善動態熱穩定性。
3. 增塑劑的揮發性影響動態其熱穩定性﹐揮發性高的增塑劑會使熱穩定性顯著降低。
4. PVC的分解產物HCL對羥酸酯的熱分解具有催化作用﹐造成增塑劑本身的熱穩定性下降。

3. 抗氧穩定性

   增塑劑的抗氧穩定性與其本身的結構有關﹐增塑劑氧化之后﹐反映為酸值增加。

1. 光穩定性

    增塑劑的光穩定性是指其抵抗光氧老化的性能﹐也可稱為耐候性。一般耐寒性優良的增塑劑是不耐候的。環氧化合物可以一很大程度上提高PVC的耐候性。

  六﹑耐久性

多數增塑劑與聚合物不能形成化學鍵合﹐增塑的樹脂組成物處于動態﹐其中的聚合物分子不斷地結合﹐又不斷的分離。因此增塑劑有從增塑組成中移出的傾向。特別是在PVC軟制品中﹐或是說增塑劑用量較多的情況下﹐增塑劑移出現象往往比較嚴重。

增塑制品在使用過程中﹐增塑劑從制品中移出的主要通過以下三個途徑﹕

• 揮發--------增塑劑從制品表面揮發出來﹐散失在空氣中’
• 抽出--------增塑劑從制品表面轉移至與之接觸的液體中。
• 遷移--------增塑劑從制品表面轉移至與之接觸的固體中。

 故增塑劑的耐久性即包括耐揮發性﹑耐抽出性和耐遷移性。增塑劑的耐久性與分子量用分子結構密切相關。要得到良好的耐久性﹐增塑劑的相對分子量一般要求大于350。

1. 揮發性

增塑劑的揮發性是很增塑劑從塑 化物內部向周圍空氣中逃逸的傾向。揮發過程首先從制品內部向表面遷移﹐然后從表面蒸發逸入空氣中。增塑劑的揮發性與分子量用分子結構密切相關﹐一般分子量小的揮發性大。同時兼容性好增塑劑揮發性大。分子內具有龐大的基團的增塑劑﹐由于它們在塑化物內擴散比較困難﹐所以揮發性小。在常用的鄰苯二甲酸酯中DOP揮發性較大﹐故使用此增塑劑時應該考慮其揮發性對生產操作造成的影響。

1. 抽出性

抽出性是指增塑的聚合物制品與液體介質接觸時﹐增塑劑從聚合物內部向液體介質中遷移的傾向。增塑劑能被多種液體抽出﹐因此在增塑制品與液體接觸時﹐應該設法使增塑劑保留在制品中。抽出性大小一方面取決于增塑劑的結構﹑極性﹑分子量等因素﹔另一方面取決于同塑化物接觸的液體介質的性質。增塑劑的耐水性和耐肥皂水性同耐油性恰好相反﹐分子中烷基比例大的耐水性和耐肥皂水性更好。聚酯增塑劑是耐久性優良的增塑劑﹐其性質隨原材料的不同以及端基的不同有一定差別﹐但對其影響最大的還是分子量。高分子量的聚酯增塑劑耐揮發性﹑耐抽出性和耐遷移性良好﹐但耐寒性和塑化效率較差。

1. 遷移性

增塑劑的遷移是指增塑劑向固體介質擴散的過程。在此過程上﹐增塑劑從濃度高的塑化物通過一些接觸點擴散到另一個與之接觸的塑料或者橡膠等聚合物中。增塑劑的遷移性是相對于所接觸的固體而言的﹐遷移現象的發生往往導致塑 化物出現軟化﹑發黏甚至表面脆裂等現象﹐同時還會導致制品污染。

    增塑劑的遷移性與增塑劑本身的結構和與塑化物接觸的聚合物介質密切相關。鄰苯二甲酸酯類的遷移性隨脂肪鏈的長度增加而急劇。增塑劑對硝酸纖維素﹑ABS的遷移性較大﹐而對PP﹑PE和聚苯乙烯遷移性較小。

七﹑絕緣性

    純凈的PVC樹脂有良好的電氣性能﹐硬質PVC制品的體積電阻率是很大的﹐但會隨著增塑劑的入而逐漸降低。PVC塑 化物的絕緣性通過電阻率﹑介電常數﹑功率因素﹑耐電壓擊穿強度等參數反映出來﹐其中使用較多的是體積電阻。一般體積電阻隨增塑劑的種類不同有明顯差異﹐隨著增塑劑用量的增加﹐絕緣性逐漸降低。

    耐寒性與電性能是成反比的﹐一般耐寒性能好的電性能差。這是因為極性較低的增塑 劑允許聚合物鏈上的偶極有更大的自由度﹐從而使導電率增加電絕緣性降低。另一方面分子內支鏈較多的﹑塑 化效率差的增塑劑卻有較好的電性能。DOA會使塑化物體積電阻降低最甚。而氯化石蠟是絕緣增塑劑的典型代表。

   增塑劑的純潔度與塑化物的電性能有密切的關系﹐因為帶電的離子性物質容易在塑化物中移動﹐增塑劑含有離子性雜質時﹐電絕緣性會顯著下降。

   八﹑難燃性

    PVC為含氯量56%的聚合物﹐本身具體有阻燃性和自熄性﹐如配合使用阻燃性能好的可塑劑﹐阻燃性更優。但如果配合普通的可燃性增塑劑﹐PVC塑化物就不再阻燃。阻燃性通�？赡苎尤紩r間或者氧指數來表示。延燃時間長者難燃性好﹐氧指數高者難燃性能好。一般說來﹐增塑劑的難燃性受以下幾個方面影響﹕

1. 增塑劑對于聚合物的揮發性。揮發性越大﹐難燃性越差。
2. 燃燒時產生的分解物。分解物最好不是助燃物﹐如是將使難燃性降低。
3. 增塑劑的化學結構。增塑劑中含有磷﹑氯和芳基結構時﹐難燃性比較好。

   目前廣泛使用的難燃性增塑劑有磷酸酯類﹑氯化石蠟類和氯化脂肪酸類。磷酸酯類增塑劑的最大特點是阻燃性強﹐廣泛使用于PVC的增塑劑﹐單獨作為阻燃劑時﹐也能產生較好的阻燃作用。氯化石蠟類價廉﹐大量作為輔助增塑劑使用﹐氯化石蠟的性能與含氯量密切相關﹐隨著氯含量的增加﹐阻燃性和兼容性都得到改善﹐但耐寒性卻顯著變差。氯化脂肪酸類與PVC的兼容性比氯化石蠟好。

   九﹑黏度穩定性

黏度穩定性針對增塑糊而言。

  十﹑毒性

  大多數增塑劑或多或少有一定毒性。DOP用普通包裝是安全的﹐但接觸高脂肪食品時有被油類抽出的可能﹐應予避免。DOA具有良好的衛生性。磷酸酯類屬于毒性較高的增塑劑。

• 增塑劑各論

   一﹑苯二甲酸脂

 1.概況

     大多數增塑劑在化學上都可歸為兩類﹐一類是高沸點的脂﹐另一類是某些分子結構﹑形狀和大小與增塑聚合物十分相似的物質。不言而喻﹐苯二甲酸脂屬于前一類。苯二甲酸脂類是增塑劑中最重要的類別。與PVC有極好的的兼容性﹐是苯二甲酸脂的一大特性。苯二甲酸脂一般都有適度的極性﹐其溶解度和介最常數與PVC都較相近。聚合物和溶劑的溶解度參數相同或者相近時﹐聚合物才能溶 入到此溶劑。

 2.主要類別及性能特點

      苯二甲酸脂類包括鄰苯二甲酸脂﹑間苯二甲酸脂和對苯二甲酸脂。鄰苯二甲酸脂又有低碳醇酯﹑高碳醇酯﹑側鏈醇酯﹑直鏈醇酯﹑單一醇酯﹑混合醇酯﹐烷基脂﹑芳基脂等等。

1. 鄰苯二甲酸脂  鄰苯二甲酸脂是性能全面的無毒或者低毒的主增塑劑。其中鄰苯二甲酸二甲脂（DMP）和鄰苯二甲酸二乙脂（DEP）因揮發性大,且具有刺激性﹐不宜在PVC中使用。鄰苯二甲酸二丁脂（DBP）雖然揮發性大耐久性差,但兼容性好,塑化效率高,因此有部分使用. 鄰苯二甲酸脂中應用最多的還是C6—13的,高碳醇酯.其中常用的有鄰苯二甲酸二辛脂（DOP）, 鄰苯二甲酸二庚脂(DHP), 鄰苯二甲酸二異辛脂(DIOP), 鄰苯二甲酸二異壬脂(DINP), 鄰苯二甲酸二異癸脂（DIDP）等.
2. 對苯二甲酸脂 對苯二甲酸脂為結晶固體,與PVC兼容性差,但具有一定支鏈度的C8---9醇酯是液體,與PVC有較好的兼容性. 對苯二甲酸脂的揮發性﹑低溫性及電性能均優于相應的鄰苯二甲酸脂﹐為耐遷移的增塑劑。代表性品種為對苯二甲酸二（2-乙基已）脂（DOTP）。
3. 間苯二甲酸脂  間苯二甲酸脂的溶劑化能力﹑揮發性和耐抽出性均優于對苯二甲酸脂。代表品種為間苯二甲酸二辛脂（DOIP）.

1. 代表性產品

（1）鄰苯二甲酸二丁脂（DBP）   低碳醇酯的代表。良好的加工性﹑耐低溫性﹑耐老化性。但因其揮發性大﹐耐水抽出性差﹐因而不常用。

（2）鄰苯二甲酸二（2-乙基已）脂  俗稱鄰苯二甲酸二辛脂﹐常溫下為無色或淡色油狀透明液體。凝固點-53oC,沸點386oC. DOP與樹脂兼容性好,揮發性小,光、熱穩定性好,電性能好,耐低溫,相當低的毒性;能滿足大多數通用制品的要求,可單獨便用在許多配方中,是性能全面、應用最廣泛的標準增塑劑 ; 缺點 : 不耐油。

（3）鄰苯二甲酸二異辛脂（DIOP）DIOP的溶點較低,塑化效率與DOP相當,在軟質PVC中可與DOP互用.但揮發性﹑低溫柔軟性﹑電性能比DOP差.

（4）鄰苯二甲酸二異壬脂（DINP）一般特性都與DOP相當,但揮發性較低,這不僅僅有利于改善加工環境,且能提高制品的耐久性.特別是耐熱老化性能較好.

（5）鄰苯二甲酸二異癸脂（DIDP）有較好的揮發性、絕緣性﹐抗霧性佳，移行、耐水、耐油、耐熱及電氣特性比DOP好，須與耐低溫增塑劑（如DOA）同用，否則制品較硬;常用于耐高溫或耐低溫的制品中。

 二﹑脂肪類二元酸脂

1. 概況

脂肪類二元酸脂是一類典型的耐寒性增塑劑。常用的脂肪類二元酸脂為已二酸脂﹑壬二酸脂和癸二酸脂。主要產品有已二酸二（2-乙基已）脂（DOA）﹑癸二酸二（2-乙基已）脂（DOS）﹑壬二酸二（2-乙基已）脂（DOZ）等。

2.主要性能特點

同鄰苯二甲酸脂類相比﹐脂肪類二元酸脂主要表現出以下特點不。

1. 低溫性能優于DOP﹐其中耐寒性最佳的是DOS。
2. 塑化效率優于DOP。
3. 本身黏度低﹐配制塑 料糊的穩定性好。
4. 兼容性差。通常只用作輔助增塑劑。
5. 耐久性差。DOP本身耐久性不好, 脂肪類二元酸脂模擬DOP更差.
6. 電絕緣性能差。 這是因為此類增塑劑極性低﹐允許聚合物鏈節上的偶極有更大的自由度﹐所以會使PVC的導電率增大﹐電絕緣性降低。
7. 耐旋光性差﹑耐候性差。

3. 脂肪類二元酸脂結構對耐寒性的影響

 脂肪類二元酸脂的分子結構對其作為增塑劑的低溫性能影響很大。通常分子中脂肪鏈 碳原子數與酯基數的比值（Ap/Po）越大﹐耐寒性越好。

4.代表性品種

1. 已二酸二（2-乙基已）脂（DOA）DOA系耐寒性良好的增塑劑﹐與PVC有良好的兼容性﹐有一定耐熱耐光和耐水性且無毒。在押出過程中顯示出良好的潤滑性﹐制品手感好�？褂托圆瞟o通常與DOP﹑DIDP共享于耐寒配方。
2. 壬二酸二（2-乙基已）脂（DOZ）近乎白色的透明液體﹐乙烯基樹脂優良的耐寒增塑劑。黏度低﹐沸點高﹐增塑效率高﹐揮發性和遷移性小﹐且具有優良的耐光熱性﹑電絕緣性﹐耐寒性也優于DOA。
3. 癸二酸二（2-乙基已）脂（DOS）淡黃色或者無色透明油狀液體。能在高溫下安全加工﹐耐水性優于DOA﹐但耐氧化性﹑耐候性﹑耐抽出性差。使用時與主增塑劑配合﹐用量不得大于主增塑劑的1/3。

三﹑偏苯三酸脂

1.概況

   偏苯三酸脂屬于苯多酸脂的范疇。這種酯的特點是揮發性低﹑耐抽出﹑耐遷移﹐具有類似聚酯增塑劑的優點﹐同時兼容性﹑加工性﹑低溫性能又類似于單體型鄰苯二甲酸酯﹐所以兼具有單體增塑劑的聚合增塑劑兩者的優點。通常作為耐熱﹑耐久性增塑劑使用。

 2.主要品種及性能

 常用的偏苯三酸脂主要有偏苯三酸三（2-乙基已）脂（TOTM）﹑偏苯三酸三異辛脂（TIOTM）﹑偏苯三酸三異癸脂（TIDTM）等。

1. 偏苯三酸三（2-乙基已）脂（TOTM）偏苯三酸脂的代表性產品。偏苯三酸三（2-乙基已）脂（TOTM）屬于耐熱性和耐久性增塑劑﹐增塑效率與鄰苯二甲酸酯相近﹐耐近性可與聚酯媲美﹐但耐油性不如聚酯可塑劑。
2. 偏苯三酸三異辛脂（TIOTM） 主要作耐熱性增塑劑﹐性能與用途與偏苯三酸三（2-乙基已）脂（TOTM）相似。
3. 偏苯三酸三異癸脂（TIDTM）性能與偏苯三酸三（2-乙基已）脂（TOTM）類似﹐揮發性更小﹐耐久性優良﹐加工性能也比較好。

偏苯三酸脂的結構與鄰苯二甲酸酯相近﹐與PVC的兼容性也很好﹐也可作為主增塑劑。偏苯三酸脂價格較高﹐多采用鄰苯二甲酸的高碳醇酯與之配合。即使在建筑用電線絕緣材料這樣對耐熱性要求嚴格的場合﹐目前也多采用偏苯三酸三（2-乙基已）脂（TOTM）或者偏苯三酸三異辛脂（TIOTM）與鄰苯二甲酸二異癸脂（DIDP）配合使用的做法。

   與聚酯可塑劑相比﹐偏苯三酸脂的缺陷是不耐油和溶劑的抽出﹐遷移性也較差﹐因此有些要求耐油耐熱的 電線料﹐不得不選用聚酯可塑劑。偏苯三酸脂主要用于低揮發性﹑低水抽出性﹑低遷移性﹑耐熱性以及良好的電絕緣性能的場合﹐可以作主增塑劑使用。

四﹑磷酸酯

1. 概況

磷酸酯是廣泛使用的阻燃性增塑劑品種�？勺鳛橹髟鏊軇┦褂茅o屬于多功能新產品﹐通常使用的有4種類型。磷酸三烷基酯﹑磷酸三芳基酯﹑磷酸烷基芳基酯和含氯磷酸酯。有應用的有磷酸三（2-乙基已）酯（TOP）﹑磷酸二苯一辛酯(ODP)﹑磷酸甲苯二苯酯（CDP）﹑磷酸三甲苯酯（TCP）等.

1. 性能特點
   1. 兼容性好 磷酸三烷基酯的兼容性優于磷酸三烷基酯。
   2. 優良的阻燃性 所有的磷酸酯都表現出良好的阻燃性﹐單獨使用時更為明顯。其阻燃性隨磷含 量的增加而提高﹐并逐步由自熄轉變為難燃性。分子中烷基越少﹐耐燃性越好﹐在磷酸酯引入鹵素原子更能提高阻燃性
   3. 耐久性好 揮發性﹑抽出性較DOP好.
   4. 大部分磷酸酯具有耐菌性和耐候性。
   5. 耐寒性差  磷酸三芳基酯耐寒性差﹐但揮發性小﹔磷酸三烷基酯耐寒性稍好﹐但揮發性大。
   6. 有毒  磷酸酯大多有毒﹐僅僅有磷酸二苯一辛酯(ODP)低毒。
   7. 價格高  常與氯代烴配合使用。

磷酸酯和常用的阻燃劑(例如Sb2O3等)有對抗作用﹐二者不能配合使用。

1. 代表產品
   1. 磷酸三甲苯酯（TCP） 微具氣味的淺色液體。水解穩定性好﹐耐油性和電絕緣性﹑耐菌性優良。耐寒性差﹐配合DOA使用可以改善。
   2. 磷酸甲苯二苯酯（CDP）無色無臭的清亮液體。與樹脂兼容性好。與磷酸三甲苯酯（TCP）相比﹐耐久性﹑阻燃性的 電性能相似﹐但增塑效率高﹐低溫特性和制品的耐磨性好。光穩定性差。揮發性大。
   3. 磷酸二苯一辛酯(ODP)  無毒。磷酸二苯一辛酯(ODP)揮發性低﹐耐寒性和耐候性較好。與DOP或者DIDP配合使用,可提高制品的韌性和耐候性。

五﹑聚酯增塑劑

1. 概況

聚酯增塑劑主要用于耐久性要求特別高的制品﹐可用作主增塑劑﹐也可與其它增塑劑配合使用。

1. 聚酯增塑劑的品種和性能

 制備聚酯增塑劑常用的二元酸有已二酸﹑癸二酸﹑壬二酸﹑鄰苯二甲酸酐等﹐常用的二元醇主要有1﹐2-丙二醇﹑1﹐3-丁二醇﹑一縮二乙二醇等。封端用的一元醇包括2-乙基已醇﹑丁醇等﹐封端用的一元酸包括月桂酸﹑辛酸等�？紤]到上述原材料的不同組合和分子量之間的差異﹐聚酯增塑劑的品種很多﹐性能差別也較大。

同傳統增塑劑相比﹐聚酯增塑劑主要表現為以下幾個方面的特點﹕

1. 兼容性較差 。一般已二酸聚酯增塑劑兼容性較差﹐而癸二酸和鄰苯二甲酸聚酯增塑劑的兼容性稍好一些。
2. 塑 化效果不如DOP.
3. 揮發性小﹐揮發損失少。
4. 聚酯增塑劑在PVC中擴散速度小﹐因此遷移性小于DOP.
5. 耐各種溶劑的抽提。
6. 電性能略低于鄰苯二甲酸酯。
7. 聚酯增塑劑毒性低。

1. 化學結構對性能的影響
   1. 化學結構對兼容性的影響 低碳二元酸制成的聚酯增塑劑兼容性差﹐容易產生滲出﹔高碳二元酸無此現象。當二元酸固定時﹐具有側鏈的二元醇可得到較好的兼容性。
   2. 化學結構對機械性能的影響 當二元醇固定時﹐PVC制品的拉伸強度隨二元酸中碳原子數的增加而提高﹔當二元酸固定時﹐拉伸強度與二元醇中碳原子數的增加而降低。
   3. 化學結構對抽出性的影響 二元醇中碳原子數增加﹐則聚酯增塑劑在PVC中被汽油抽出增加。使用有側鏈的二元醇時﹐汽油抽出較少。肥皂水的抽出與之相反。
   4. 分子量的影響  聚酯增塑劑分子量增加﹐產品黏度增大﹐塑 公效率降低﹐兼容性和加工性變差﹐抽出性和揮發性則降低。

六﹑環氧增塑劑

 1.概況

環氧增塑劑是含有三元環氧環的增塑劑。大多環氧增塑劑可以作為PVC的輔助穩定劑使用。少量加入就可改善制品對光熱穩定性。

2.主要性能

1. 環氧增塑劑用量過高時﹐會產生兼容性差的問題。
2. 光熱穩定性能優良。
3. 耐久性好 在常用的環氧增塑劑﹐環氧大豆油揮發性最小。環氧增塑劑的耐抽出性優于DOP。環氧大豆油耐遷移性非常好。
4. 毒性低。

3.代表產品

 目前所用的環氧增塑劑主要有3類﹐即環氧化油﹑環氧脂肪酸單酯和環氧四氫鄰苯二甲酸酯。

1. 環氧化油  環氧化 油有化學結構為環氧甘油三羥酸酯。這是使用最多的一類環氧增塑劑﹐主要品種有環氧大豆油和環氧亞麻仁油。環氧大豆油主要成分為十八碳的不餉脂肪酸﹐來源不同組成差異很大。環氧大豆油揮發性低﹐遷移性小﹐具有優良的熱穩定性和光穩定性﹐耐水油性和耐 油性也較好﹐并可賦予制品良好的機械強度﹑耐候性和電性能。與聚酯類增塑劑并用﹐可減少聚酯的遷移﹐與熱穩定劑并用﹐顯示良好的協效應。
2. 環氧脂肪酸單酯  環氧脂肪酸單酯也是由天然油脂制成的。其性能比較全面﹐增塑效率好﹐兼容性和耐抽出性都很出色。
3. 環氧四氫鄰苯二甲酸酯  環氧四氫鄰苯二甲酸酯是一類合成環氧增塑劑。因為結構的特點﹐這類增塑劑即具有苯二甲酸酯的性能﹐又有環氧酯的性能﹐是一類較理想的多功能增塑劑。

七﹑其它增塑劑

1. 多元醇酯  多元醇酯主要包括乙二酯﹑丙三酯﹑一縮二乙二酯﹑甘油和苯甲酸酯等。

 與傳統增塑劑相比﹐多元醇酯在以下幾個方面表現出一定的優勢。

1. 優良的低溫性能  與DOA相似了﹐與PVC兼容性差﹐僅用輔助增塑劑。
2. 優良的耐熱﹑耐老化及耐抽出性 其電性能也很好﹐可作為耐熱增塑劑和高溫絕緣材料的增塑劑。
3. 良好的耐污染性及無毒

1. 檸檬酸酯  檸檬酸化學名稱為2-羥基-1﹐2﹐3-丙烷三羥酸﹐與適當的碳原子的醇進行酯化。真正的無毒增塑劑。
2. 氯代烴 與非氯代烴相比﹐氯代烴的熱穩定性﹑光穩定性略差﹐但其兼容性較好﹐揮發性較低。常用的氯化石蠟根據含氯量不同可分為氯化石蠟-42﹑氯化石蠟-50﹑氯化石蠟-52和氯化石蠟-70。氯化石蠟-42在PVC中配用限度為25-40PHR﹐而氯化石蠟-52可配用35-60PHR。氯化石蠟可用105oC電線配方。氯化石蠟對制品熱光穩定性和阻燃性都 取決于其氯含量﹐而無分子鏈長短無關。

八﹑各種增塑劑的性能概括

  本廠使用的增塑劑主要使用于PVC電線電纜料﹐其性能要求都應符合電線電纜料的要求。

下表中列出本廠所用的增塑劑及主要性能﹕

• 增塑劑的選用

     為了使PVC制品具有良好的綜合性能,一般選用增塑劑應考慮以下幾點:

1.與PVC樹脂有良好的兼容性,這樣有利于獲得質量穩定的PVC制品.DOA與大豆油等增塑劑與樹脂兼容性不好,只能做輔助增塑劑.

2.對PVC樹脂有高的塑化效率,能以少的增塑劑獲得最合理的塑化加工條件和最佳的柔軟制品.

3.在PVC制品中有良好的耐久性和保留性,包括低的揮發性、對油劑 、有機溶劑的水等的抽出性、對性質相似固體物質（例PS&ABS等）的低的遷移性。

4. 耐熱性好  在加工溫度和使用溫度在較高的溫度下保持穩定.

5.能滿足確定用途所需要提供的特效性,如電絕緣性、阻燃性、難燃性和耐寒性等。

6.良好的耐候性和環境作用的穩定性,包括熱穩定性、耐霉菌性和對輻射的化學穩定性等。

7.無味、無嗅、無色、無毒和無污染性。

8.容易獲得,價格低廉.

    除以上因素外,由于使用環境、使用條件以及價格因素等方面的差異，在選用增塑劑時還應考慮其對環境適應性、使用功能性、衛生與安全性,以及經濟合理性等方面的要求.在環境與氣候因素方面,通常應考慮增塑劑的耐寒性和耐候性,如與PVC混合后的脆化溫度(脆點)、光熱穩定性、防霉性等；在使用功能因素方面，對特定要求的增塑制品，應考慮增塑劑的電絕緣性、抗電弧性和阻燃性等;對于醫療品及或食品級的制品,應考慮增塑劑的毒性及相關的衛生標準.

       電線被覆用PVC配合物可分為絕緣用與保護被覆用。絕緣用者以電氣特性最為重要﹐另外機械性能及耐劣化性能亦應列入考慮﹐保護用被覆以機械特性為主﹐對各種劣化之抵抗及某種程度之電氣特性仍為必要。任何情況下﹐電氣特性受樹脂﹑安定劑﹑填充劑等左右﹐增塑劑之量及種類也有很大的影響。一般以鄰苯二甲酸酯系為主﹐與其它增塑劑配合使用�，F日本及歐洲的一些公司要求電線用PVC無鄰苯二甲酸酯系增塑劑,則可以TOTM為主增塑劑,其它增塑劑為輔增塑劑.