增塑剂是什么东西?
增塑剂是为了改善塑料的可塑性,提高其柔韧性而加入塑料中的低挥发性物质。
增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的作用力,降低熔融温度和熔体黏度,改善其成型加工性能,在使用温度范围内,赋予塑料制品柔韧性与其他各种必要的性能。
特点
增塑剂的分子量主要影响耐久性、增塑效率和相容性等方面。要得到良好的耐久性,增塑剂的分子量应在350以上,而分子量在1000以上的聚酯类和苯多酸酯类(如偏苯三酸酯)增塑剂都有十分优良的耐久性,它们多用于电线电缆、汽车内装饰制品等一些所谓永久性增塑的制品中。
塑料用理想的增塑剂应具备:与树脂具有良好的相容性,增塑效率高,耐久性、耐寒性、稳定性、绝缘性好;无毒;具有优良的加工性、阻燃性,而且价廉易得。
以上内容参考:百度百科-塑化剂
凡添加到聚合物体系中能使聚合物体系的塑性增加的物质都可以叫做增塑剂。
增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健,即范德华力,从而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性,即增加了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
增塑剂是在工业生产上被广泛使用的高分子材料助剂,以改善高分子材料的性能,降低生产成本,提高生产效益。
作用机理:增塑剂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混溶性,增塑剂分布在大分子链之间,能降低分子间作用力,使聚合物粘度降低,柔韧性增强。
扩展资料:
增塑剂的用途:
1、混凝土应用
一般混凝土的含水量越高,其流动性及加工性越好。但在混凝土有足够的水分时,混凝土凝固后的强度和含水量恰成反比。因此若要混凝土有高强度,混凝土的水量不能过多,此时的加工性就会变差。
2、石膏干壁应用
石膏干壁中使用的塑化剂也称为分散剂,可增加石膏凝固之前的加工性。为了减少使干壁干燥所需的能量,在制作时会加入较少的水,此时的加工性就会变差,加入塑化剂可以改善其加工性。但若加入过量的塑化剂,会出现缓凝作用,也会使石膏干壁强度变差。
3、含能材料应用
含能材料及烟火药剂一般会使用增塑剂,一方面可以改善推进剂的本身或其粘合剂的物理性质,另一方面也可以当成辅助燃料,提升单位质量燃料所提供的推进力(即比冲)。
4、食品包装
聚乳酸(PLA)用作食品包装材料有其独特的优势,其完全可以替代传统的包装材料,而且其独特的环保性让其在包装材料的未来发展中占有重要的一席。PLA材料具有光洁的表面和高度的透明度,因此可以在食品包装应用领域同聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)竞争。
参考资料来源:百度百科—增塑剂
1、增塑剂(塑化剂)
这是塑料领域最常听到的添加剂,前几年的台湾塑化剂事件似乎犹在耳边。
塑料如果从字面上理解就是可以塑形的材料,增塑剂也可理解为增加塑料的可塑性。
塑料的主体都是高分子,没有例外;高分子的基本概念其实就是说分子量特别大,微观上来理解的话就是具有非常非常长的分子链,最基本的形状就是蜈蚣那样。宏观来讲,密集恐惧症躲开,其他人可以想像一下成千上万条蜈蚣缠绕的感觉(脑子嗡地炸了,缓下先,还是换辫子做比喻吧,忽略侧链了);
辫子缠绕得太紧就不易变形了,所以要从麻花辫编成双马尾,首先就要把辫子稍微解开一些,对于高分子最常用的方法就是加热,然后重新把辫子扎起来——也就是定型,例如吹塑、挤出等方法。
可是高分子的性能各异,有些高分子在“解开”的过程中很容易变质,最突出的就是PVC,一般要加热到170度才能加工,可140度时这货就开始放出氯化氢了,也就是盐酸气,很让人不省心。我们想一想,如果头发睡了一觉醒来缠在一起梳不开该怎么办?或许有人会将此作为新发型顶着出去,但更多人会选择洗头。所以科学家们也想到这一招,往PVC里加点增塑剂,就可以在140度条件下进行加工了。
增塑剂的挑选也是一门学问,就像我们不可能用芝麻油洗头一个道理,PVC所用的增塑剂大部分都是邻苯二甲酸酯类,包括人人喊打的DEHP。既是谈作用,此处不再多说健康的话题了。
需要注意的是,由于增塑剂比较容易析出,影响产品质量,即便不析出,塑料的强度也下降了,所以塑料加工企业都是本着能不加就不加的态度,从用量来讲,PVC与PVDC两种塑料所用的增塑剂大概占到增塑剂行业的90%用量以上,也能从反面印证这一点。所以,对于“塑料都含塑化剂”的说法还是要抱着怀疑的眼光去看。
2、增韧剂
很容易与增塑剂混淆,有一些增塑剂确实也可当增韧剂这么用,这时因为两者的原理通常都是改变高分子的结晶性。但具体到产品参数而言,两者其实是不同的。
还是以头发来比喻,增塑剂相当于水,主要管的是加工过程,而增韧剂相当于护发素,主要管的是后面的应用过程。
有些塑料很脆,使用的时候跟玻璃一个感觉,摔地上就碎,显然应用起来不是很舒服,很多人喜欢塑料制品不就图个不容易摔坏么。增韧剂存在的任务就是为了解决这个问题。对于PVC塑料而言,增塑剂也是增韧剂,但其他塑料的增韧剂就五花八门了,有的直接就是用橡胶这样的高分子作为增韧剂。
3、抗氧剂
关心方便面食品健康问题的话,应该听说过BHT这种物质,前几年曾经被报导过。
BHT是最常见的酚类抗氧剂,塑料工业中使用得极为普遍,材料加工行业中这几乎是必需品。
塑料是有机高分子,分子其实是蛮脆弱的,如果高温状态下遇到氧气这样的流氓是很危险的,就好像穿着很简单的妙龄少女走到了夜深人静的大街上。我们都知道某些不该发生的事情罪魁祸首是氧气,跟高分子自己无关,但氧气势力实在太大,地球离不开它,所以只好给高分子多穿点衣服,也就是抗氧剂,真的遇到氧气的时候,脱下外套,然后金蝉脱壳,避免发生更坏的后果。
这基本就是抗氧剂的作用了。当然,现实中的氧化剂不只是氧气这一种。
4、阻燃剂
阻燃剂在塑料工业中的应用并不多,但确实很重要,如果我们的塑料加工行业都能按照标准生产阻燃性塑料,很多火灾的危害都会下降。所以还是再添一句私货:目前国内塑料加工行业的添加剂问题不仅仅是滥加,还有错加和少加的问题,而且后面两个问题更严重,添加剂对我们的保护作用绝对大于危害。
阻燃剂的作用就简单了,阻止燃烧速度,很多是含磷含氯的物质,快速生成自由基,从而阻止火源扩散。
5、着色剂
这个就更简单了:给塑料上色的作用。
但休要简单看待上色这个问题,性能与美观是塑料加工中最为重要的两个方向,性能决定用途,美观却决定利润,所以对于具体的企业来说,后者有时反而更受关注。如果我们看到一部手机,外壳的上色不均匀,很可能就不会去买,至于耐不耐摔,反正就算是在砸核桃神器的那个品牌柜台,我也没见过有人买手机的时候去试验外壳的强度。
关于着色剂还有很多不同的称呼:颜料、颜填料、染料、色浆、色母等,万幸的是,它们的含义都不一样——所以高分子专业的童鞋们,你们的记忆力还好吗?这里就不展开了。
6、增强剂(补强剂)
大多数时候口头称呼的填料也都是指增强剂,其作用就是增加塑料的强度。
强度不同于硬度,这一点要区分的,大多数塑料使用过程中都不要求硬度,但除了食品袋的撕口位置,一般塑料对强度的要求都很高。
大多数时候,增强剂同时还能降低塑料的成本,因为常用的增强剂,包括碳酸钙、滑石粉、石墨或炭黑,以及二氧化硅等都比较便宜。当然,这些物质能增强,靠的是它们与高分子直接的相互作用,不能无限添加,加多了强度也会下降。
它们一般也都无害。
7、交联剂
交联剂其实也能称作增强剂,因为对于最终成型的材料而言,它也起到了类似效果。
但与一般填料不同,交联剂与高分子之间发生的是化学反应。通过交联这样的化学反应,塑料的定型变得更加稳固。
如果还用前面的头发做例子,一般的定型就是用头绳扎了起来,一跑步可能就会松开,而交联剂就像夹子,作用力比较牢固。
8、光稳定剂
紫外光这种高能电磁波能让不少高分子出现断链现象,光稳定剂就是为了处理这个问题。
9、热稳定剂
与第8条类似,只是断链反应的能量来源变成高温。
10、发泡剂
吃过泡面吧,面是怎么泡起来的呢?当然不是发泡剂的功劳。
这里要说的是泡面盒,这种泡沫塑料是怎么来的。一般塑料都是实心的,要想做成像馒头一样的发泡塑料,显然不能靠酵母,怕是酵母也不可能在塑料加工工艺中生存——于是发泡剂就充当了这样一种酵母的作用,当然发泡机理就很多样了,常见的发泡气体有二氧化碳、氮气、氨气等。要描述清楚发泡工艺,足可写出一本书。
11、润滑剂
主要也是加工过程中使用,与增塑剂有点类似——增塑剂降低了分子间的摩擦力,而润滑剂不仅可以降低分子间摩擦力,还可以降低分子与容器间的摩擦力。
12、抗静电剂
与阻燃剂其实可以类比,也是一种用量不算大,但在特殊场合却极为重要,特别是电子元器件中,作用是为了降低塑料表面的静电积聚。
1. 脂肪酸酯类
脂肪酸酯类的低温性能很好,但与聚氯乙烯的相溶性较差故只能用作耐寒的副增塑剂与邻苯二甲酸酯类并用。最常用的品种是己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。
(1)己二酸二辛酯(简称DOA) 无色无嗅液体,无毒,溶于大多数有机溶剂,微溶于乙二醇类,不溶于水,DOA对PVC的临界塑化温度为12l一125℃。
(2)已二酸二异癸酯(简称DIDA) 清澈易流动的油状液体。
(3)壬二酸二辛酯(简称D0Z) 几乎是无色的透明液体。
(4)癸二酸二丁酸(简称DBS) 几乎是无色的液体。
(5)癸二酸二辛酯(简称DOS) 几乎是无色的油状液体,不溶于水,溶于醇、苯、醚等有机溶剂。
(6)癸二酸二异辛酯(简称DIOS) 无色清澈液体,溶于酮、醇、酯、芳香烃和脂肪烃等大多数有机溶剂,微溶于胺和多元醇。
(7)二(2—乙基丁酸)三缩乙二醇酯(简称3GH) 它是安全玻璃用聚乙烯醇缩丁醛薄膜中最为广泛使用的增塑剂,同时它对纤维索塑料、丙烯酸酯塑料和聚氯乙烯也是良好的增塑剂。
2.邻苯二甲酸酯类
邻苯二田酸酣类是目前最广泛使用的主增塑剂,品种多、产量高,井具有色泽浅、毒性低、电性能好、挥发件小、气味少、耐低温性一般等特点。目前邻苯二酸酯类的消耗量约占增塑剂总消耗量的80-85%,而其中最常用的是邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异辛酯两种。
(1)邻苯二甲酸二辛酯((简称DOP) 无色油状液体,有特殊气味。
(2)邻苯二甲酸二异辛酯(简称DIOP) 几乎是无色的粘稠液体,溶于大多数有机溶剂和烃类。
(3)邻苯二甲酸二异癸酯(简称DIDP) 粘稠液体,溶于大多数有机溶剂和烃类,不溶于或微溶于甘油、乙二醇和某些胺类。它的挥发性比DOP小。耐迁移,是一种低挥发性增塑剂,又耐老化,电性能好,但相溶性差些。
(4)邻苯二甲酸二异壬酯(简称DINP) 透明油状液体,其高温下的挥发性只是DOP的一半。
(5)邻苯二甲酸二丁酯(简称DBP) 无色透明液体,具有芳香族气味,溶于大多数有机溶剂和烃类。DBP对PVC的临界塑化温度为90—95℃。
(6)邻苯二甲酸二异丁酯(简称DIBP) 无色透明液体, DIBP在PVC农用薄膜中使用时曾发现由于它的析出致使水稻烂秧的问题。
(7)邻苯二甲酸丁苄酯(简称BBP) 透明油状液体,溶于有机溶剂和烃类,不溶于水。BBP对PVC的临界塑化温度为96-100℃。
(8)邻苯二甲酸二甲酯(简称DMP) 无色油状液体,微带芳香族气味,常温下不溶于水,和脂肪烃混溶,与大多数树脂相溶性良好.
(9)邻苯二甲酸二乙酯(简称DEP) 无色油状液体,无毒,微带芳香族气味,溶于大多数有机溶剂。
(10)邻苯二甲酸二环己酯(DCHP) 具有芳香族气味的白色结晶状粉末.溶于大多数有机溶剂,在热的汽油和矿物油中完全溶解,微溶于乙二醇类和某些胺类。
(11)对苯二甲酸二辛酯(DOTP) DOTP与DOP的物理性能相似,制品的机械性能也相似,但DOTP的挥发件比DOP小得多。
3.磷酸酯类
磷酸酯与聚氯乙烯等树脂有良好的相溶性,透明性也好,但有毒性。它们既是增塑剂,又是阻燃剂。芳香族磷酸醋的低温性能很差,而脂肪族磷酸酯的低温性能较好,但热稳定性较差,耐久性不如芳香族磷酸酯。其主要品种有磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯。
(1)磷酸三甲苯酯(简称TCP)
(2)磷酸三苯酯(简称TPP) 微带芳香气味的白色针状结晶,微溶于乙醇,醚、苯、氯仿、丙酮。
(3)磷酸二笨—辛酯(简称DPOP) 浅黄色透明油状液体。
(4)磷酸甲苯二苯酯(筒称CDPP) 清澈无嗅的油状液体。
4.环氧酯类
环氧增塑剂是近年来应用很广的助剂,它既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯化氢,又能与聚氯乙烯树脂相溶,所以它既是增塑剂又是稳定剂。主要用作耐候性高的聚氯乙烯制品的副增塑刑。其于要品种有环氧大豆油、环氧脂肪酸辛酯等。
(1)环氧大豆油 大豆油为一甘油的脂肪酸配混合物,环氧大双油是一种黄色油状液体,无毒,溶于大多数有机溶剂和烃类。环氧大豆油与聚酯类增塑剂并用,可以避免后者向外迁移。
(2)环氧脂肪酸丁酯 因脂肪酸成份不一,环氧脂肪酸丁酯有环氧硬脂酸丁酯、环氧糠油酸丁酯、环氧大豆油酸丁酯、环氧棉子油酸丁酯.环氧菜油酸丁酯、环氧妥尔油酸丁酯、环氧苍耳油酸丁酯、环氧猪油酸丁酯等品种。
(3)环氧脂肪酸辛酯(简称ED3) 因脂肪酸不同,而有不同结构的品种,如环氧硬脂酸辛酯、环氧大豆油酸辛酯、环氧妥尔油酸辛酯等。
(4)环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯(简称EPS) 无色至浅黄色油状液体。
5.含氯增塑剂
目前最广泛使用的含氯增塑剂是氯化石蜡。氯化石蜡价格低、电性能优良、具有难燃性,但相溶性较差,热稳定性也差,仅用作副增塑剂。
(1)氯化石蜡 这是一种金黄色或琥珀色粘稠液体,不燃,挥发性极微。溶于大部分有机溶剂,不溶于水和乙醇。加热至120℃以上会自行分解,放出氯化氢气体。铁、锌等金属的氧化物会促进其分解。而含氯量较高的氯化石蜡的阻燃性也较好。
(2)氯烃-50。 这是一种清澈粘稠液休.无味无毒,不燃,不溶于水,微溶于醇,易溶于苯、醚。
6.烷基磺酸醋类
这类增塑剂相溶性较好,可作主增塑剂用。若与邻苯二甲酸酯类主增塑剂并用则效果更好。它的机械性能、电性能、耐候性良好,但耐寒性较差。
(1)石油磺酸苯酯(简称M-50) 淡黄色透明油状液体。
(2)氯化石油酯 氯化烷基磺酸苯酯和氯化石蜡的混合物,淡黄色透明油状液体。
8.多元醇酯类
多元醇酯主要有双季戊四醇酯和乙二醇酪。双季戊四醇酯的挥发性低、耐抽出性良好、难于热分解和氧化、电绝缘性能又好,是优良的耐热增塑刘,适用于高温电线绝缘配方中,但价格昂贵。而乙二醇酯耐寒性虽然很好,但色泽较深、挥发性较大。
(1)双季戊四醇酯(简称PCB) 双季戊四醇酯可分为醚型和酯型类.这两类双季戊四酵酯均为淡黄色粘稠油状液体.能溶于有机溶剂,不溶于水。
(2)59酸乙二醇酯(简称0259) 淡黄色透明状液体.
9.聚酯类和偏苯三酸酯类
聚酯增塑剂一般塑化效率都很低、粘度大、加工性和低温性都不好,但挥发性低、迁移性小、耐油和耐肥皂水抽出,因此是很好的耐久性增塑剂。
通常需要与邻苯二甲酸酯类主增塑剂并用。聚酯类多用于汽车、电线电缆、电冰箱等长期使用的制品中。土要品种有已二酸、癸二酸等脂肪族二元酸与一缩二乙二醇、丙二醇、丁二醇等二元醇缩聚而成的低分子量聚酯。
偏苯三酸酯是一类性能十分优良的增塑剂,兼有单体型增塑剂和聚合型增塑剂两者的优点。挥发性低、迁移性小,耐抽出和耐久性类似于聚酯增塑剂;而相溶性、加上性和低温性又类似于邻苯二甲酸酯炎。
(1)聚癸二酸丙二醇酯 不同分子量的聚癸二酸丙二醇酯增塑剂都可以溶于丙酮、二氯乙烷、乙醚、苯、甲苯、二甲苯、氯仿,部分溶子乙醇、丁醇和脂肪烃。
(2)偏苯三酸三辛酯(简称TOTM) 无色至淡黄色粘稠油状液体。
(3)偏苯三酸三(正辛正癸酯)(简称NODTM) 无色至淡黄色油状液体。
扩展资料
分类
塑化剂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。目前世界上已经研制和生产了上千种塑化剂,应用较多的有300~400种,我国生产的塑化剂约有100~110种。
很多医用塑料用品如导管、输液袋等,也都含有这种物质。塑化剂产品种类多达百余种,自20世纪20年代末开始使用,邻苯二甲酸酯类化合物很快取代了当时用作塑化剂、气味很大且易挥发的樟脑。
1935年,随着聚氯乙烯工业化生产,邻苯二甲酸酯类化合物得到了更广泛的应用,逐渐成为塑化剂的主体,约占塑化剂总产量的80%左右。这类塑化剂有良好的防水性及防油性,常温下为无色透明的油状液体,难溶于水,易溶于甲醇、乙醇、乙醚等多种有机溶剂。
包括邻苯二甲酸酯类物质在内的塑化剂均是石油化工产品,只能在工业上使用,根本不是合法的食品添加剂,且具有毒性,因此禁止添加进任何食物、药品和保健品中。
参考资料:百度百科-塑化剂
无论哪种环保增塑剂,在实际使用中,对其性能都有很多要求,主要有:低挥发性、不迁移性、电绝缘性、耐水性、耐酸碱、耐油、耐热、耐光、低温、无臭、无毒、抗菌、耐燃料等,这些都是作为增塑剂的充分条件。