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          增塑劑

          發布人:  泰信富塑料  瀏覽:1676次

                中文:增塑劑
            英文:Plasticiser
            1、增塑劑
            凡添加到聚合物體系中能使聚合物體系的塑性增加的物質都可以叫做增塑劑。
            增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子之間的次價健,即范德華力,從而增加了聚合物分子鏈的移動性,降低了聚合物分子鏈的結晶性,即增加了聚合物的塑性,表現為聚合物的硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度下降,而伸長率、曲撓性和柔韌性提高。
            增塑劑按其作用方式可以分為兩大類型,即內增塑劑和外增塑劑。
            內增塑劑實際上是聚合物的一部分。一般內增塑劑是在聚合物的聚合過程中所引入的第二單體。由于第二單體共聚在聚合物的分子結構中,降低了聚合物分子鏈的有規度,即降低了聚合物分子鏈的結晶度。例如氯乙烯-酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔軟。內增塑劑的使用溫度范圍比較窄,而且必須在聚合過程中加入,因此內增塑劑用的較少。
            外增塑劑是一個低分子量的化合物或聚合物,把它添加在需要增塑的聚合物內,可增加聚合物的塑性。外增塑劑一般是一種高沸點的較難揮發的液體或低溶點的固體,而且絕大多數都是酯類有機化合物。通常它們不與聚合物起化學反應,和聚合物的相互作用主要是在升高溫度時的溶脹作用,與聚合物形成一種固體溶液。外增塑劑性能比較全面且生產和使用方便,應用很廣。現在人們一般說的增塑劑都是指外增塑劑。鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑劑。

                增塑劑的分類及性能
            增塑劑的品種繁多,在其研究發展階段其品種曾多達1000種以上,作為商品生產的增塑劑不過200多種,而且以原料來源于石油化工的鄰苯二甲酸酯為最多。
            增塑劑的分類方法很多。根據分子量的大小可分為單體型增塑劑和聚合型增塑劑;根據物狀可分為液體增塑劑和固體增塑劑;根據性能可分為通用增塑劑、耐寒增塑劑、耐熱增塑劑、阻燃增塑劑等;根據增塑劑化學結構分類是常用的分類方法。
            根據化學結構可分為:
            (1)鄰苯二甲酸酯(如: DBP、DOP、DIDP)
            (2)脂肪族二元酸酯(如: 己二酸二辛酯DOA、 癸二酸二辛酯DOS)
            (3)磷酸酯(如:磷酸三甲苯酯TCP、磷酸甲苯二苯酯CDP)
            (4)環氧化合物(如:環氧化大豆油、環氧油酸丁酯)
            (5)聚合型增塑劑(如:己二酸丙二醇
            聚酯)
            (6)苯多酸酯(如: 1,2,4-偏苯三酸三異辛酯)
            (7)含氯增塑劑(如: 氯化石蠟、五氯硬酯酸甲酯)
            (8)烷基磺酸酯
            (9)多元醇酯
            (10)其它增塑劑
            一種理想的增塑劑應具有如下性能:(1)與樹脂有良好的相溶性;(2)塑化效率高;(3)對熱光穩定;(4)揮發性低;(5)遷移性小;(6)耐水、油和有機溶劑的抽出;(7)低溫柔性良好;(8)阻燃性好;(9)電絕緣性好;(10)無色、無味、無毒;(11)耐霉菌性好;(12)耐污染性好;(13)增塑糊粘度穩定性好;(14)價廉。
            增塑劑中鄰苯二甲酸酯類增塑劑用量最大,約占增塑劑總產量的80%,我國該類增塑劑主要以鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)為主。由于受到原料醇來源的限制,鄰苯二甲酸二庚酯(DHP)、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)、鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)等性能優良的品種,產量不大。
            3、鄰苯二甲酸酯的反應機理
            在增塑劑總產量中鄰苯二甲酸酯占總產量的80%以上,而DOP、DBP 是其主導產品。以DBP為例,介紹鄰苯二甲酸酯的反應機理。
            我國DBP的生產大多是在常壓下,原料苯酐和正丁醇在酸性催化劑(如H2SO4)存在的條件下進行反應。酸性催化劑是傳統的酯化催化劑,它具有較高的活性, 而且價格便宜,容易得到等優點,其缺點是容易引起副反應。
            酯化反應首先是一個苯酐分子和一個醇分子形成鄰苯二甲酸單丁酯,此反應不需催化劑,是放熱反應,一般在120℃反應趨于
            完成。
            反應式如下:
            單丁酯在H+的作用下和一個醇分子反應生成二丁酯,生成單丁酯的反應是不可逆的,而由單丁酯生成二丁酯的反應是一平衡反應,是可逆的。
            反應式如下:
            總反應式為:
            此反應是一平衡反應,因此增加醇的濃度或減小水的濃度,以及取走反應熱,都有利于二丁酸的生成。在實際生產中為提高二丁酯的濃度,控制在140~145℃合適的溫度下,使丁醇適當過量,并及時除去反應生成的水。

           
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