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          增塑劑

          發(fā)布人:  泰信富塑料  瀏覽:1799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(zhì)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(jià)健,即范德華力,從而增加了聚合物分子鏈的移動(dòng)性,降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶性,即增加了聚合物的塑性,表現(xiàn)為聚合物的硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度下降,而伸長(zhǎng)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(nèi)增塑劑和外增塑劑。
            內(nèi)增塑劑實(shí)際上是聚合物的一部分。一般內(nèi)增塑劑是在聚合物的聚合過(guò)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(jié)構(gòu)中,降低了聚合物分子鏈的有規(guī)度,即降低了聚合物分子鏈的結(jié)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(nèi)增塑劑的使用溫度范圍比較窄,而且必須在聚合過(guò)程中加入,因此內(nèi)增塑劑用的較少。
            外增塑劑是一個(gè)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(nèi),可增加聚合物的塑性。外增塑劑一般是一種高沸點(diǎn)的較難揮發(fā)的液體或低溶點(diǎn)的固體,而且絕大多數(shù)都是酯類有機(jī)化合物。通常它們不與聚合物起化學(xué)反應(yīng),和聚合物的相互作用主要是在升高溫度時(shí)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(chǎn)和使用方便,應(yīng)用很廣。現(xiàn)在人們一般說(shuō)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(fā)展階段其品種曾多達(dá)1000種以上,作為商品生產(chǎn)的增塑劑不過(guò)200多種,而且以原料來(lái)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(jù)分子量的大小可分為單體型增塑劑和聚合型增塑劑;根據(jù)物狀可分為液體增塑劑和固體增塑劑;根據(jù)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(jù)增塑劑化學(xué)結(jié)構(gòu)分類是常用的分類方法。
            根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)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(huán)氧化合物(如:環(huán)氧化大豆油、環(huán)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(yīng)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(duì)熱光穩(wěn)定;(4)揮發(fā)性低;(5)遷移性小;(6)耐水、油和有機(jī)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(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒;(11)耐霉菌性好;(12)耐污染性好;(13)增塑糊粘度穩(wěn)定性好;(14)價(jià)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(chǎn)量的80%,我國(guó)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(lái)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(yōu)良的品種,產(chǎn)量不大。
            3、鄰苯二甲酸酯的反應(yīng)機(jī)理
            在增塑劑總產(chǎn)量中鄰苯二甲酸酯占總產(chǎn)量的80%以上,而DOP、DBP 是其主導(dǎo)產(chǎn)品。以DBP為例,介紹鄰苯二甲酸酯的反應(yīng)機(jī)理。
            我國(guó)DBP的生產(chǎn)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(jìn)行反應(yīng)。酸性催化劑是傳統(tǒng)的酯化催化劑,它具有較高的活性, 而且價(jià)格便宜,容易得到等優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)是容易引起副反應(yīng)。
            酯化反應(yīng)首先是一個(gè)苯酐分子和一個(gè)醇分子形成鄰苯二甲酸單丁酯,此反應(yīng)不需催化劑,是放熱反應(yīng),一般在120℃反應(yīng)趨于
            完成。
            反應(yīng)式如下:
            單丁酯在H+的作用下和一個(gè)醇分子反應(yīng)生成二丁酯,生成單丁酯的反應(yīng)是不可逆的,而由單丁酯生成二丁酯的反應(yīng)是一平衡反應(yīng),是可逆的。
            反應(yīng)式如下:
            總反應(yīng)式為:
            此反應(yīng)是一平衡反應(yīng),因此增加醇的濃度或減小水的濃度,以及取走反應(yīng)熱,都有利于二丁酸的生成。在實(shí)際生產(chǎn)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(dāng)過(guò)量,并及時(shí)除去反應(yīng)生成的水。

           
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