合成材料助劑-增塑劑生產(chǎn)技術(shù)（精細(xì)化工技術(shù)課件）

認(rèn)識了解增塑劑認(rèn)識了解增塑劑定義發(fā)展概況分類認(rèn)識了解增塑劑掌握增塑劑的定義、分類。掌握增塑劑的發(fā)展歷程。具有識別增塑劑的能力。具有識別增塑劑分類、發(fā)展歷程的能力。培養(yǎng)誠實守信、團結(jié)協(xié)作、愛崗敬業(yè)精神；培養(yǎng)安全、環(huán)保、健康生產(chǎn)意識；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及質(zhì)量意識，具備工藝流程設(shè)計、工程管理能力；培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力；創(chuàng)新能力培養(yǎng)等。凡添加到聚合物體系中，能使聚合物體系增加塑性的物質(zhì)可稱之為增塑劑。一、增塑劑的定義二、增塑劑的發(fā)展概況

遠(yuǎn)在合成樹脂問世以前，人們就已經(jīng)把增塑劑應(yīng)用到天然樹脂中了。二、增塑劑的發(fā)展概況增塑劑的發(fā)展與PVC的發(fā)展有密切的關(guān)系。20世紀(jì)60年代以來雖然聚烯烴發(fā)展很好，但PVC目前仍是最重要的通用塑料之一，而且今后仍將穩(wěn)步增長。因而增塑劑消費量也會隨之增長。二、增塑劑的發(fā)展概況

隨著PVC生產(chǎn)和石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，目前增塑劑已經(jīng)發(fā)展成為一個以石油化工為基礎(chǔ)，以鄰苯二甲酸酯類為中心、多品種、大生產(chǎn)的化工行業(yè)，其品種和產(chǎn)量在塑料助劑中都居首位。三、增塑劑分類

（1）按相容性的差異分主增塑劑（或稱溶劑型增塑劑）：凡是能和樹脂充分相容的增塑劑。輔助增塑劑：一般不能進入樹脂分子鏈的結(jié)晶區(qū)，只能與主增塑劑配合使用。三、增塑劑分類

（2）按作用方式分

內(nèi)增塑劑：是在聚合過程中加入的第二單體，以進行共聚對聚合物進行改性。第二單體進入聚合物的分子結(jié)構(gòu)中，降低了聚合物分子鏈的有規(guī)度(也即結(jié)晶度)。例如氯乙烯-醋酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔軟。

外增塑劑：一般為低分子量的化合物或聚合物，將其添加到需要增塑的聚合物中，可增加聚合物的塑性。三、增塑劑分類

（3）按相對分子質(zhì)量的差異分絕大部分增塑劑為單體型。

由二元酸與二元醇縮聚而得的聚酯(M為1000?6000)是聚合型增塑劑。三、增塑劑分類

(4)按增塑劑的應(yīng)用特性分通用型和特殊型有一些增塑劑性能比較全面，如鄰苯二甲酸酯類，但沒有特效的性能，稱之為通用型。

有些增塑劑則除了增塑作用外，尚有其他的功能，如脂肪族二元酸酯具有良好的低溫柔曲性能，稱為耐寒增塑劑；而磷酸酯類有阻燃性能，稱為阻燃增塑劑，它們均稱之為特殊型。認(rèn)識了解增塑劑增塑劑機理一、表觀理論1、潤滑理論2、凝膠理論3、自由體積理論二、微觀機理1、隔離作用2、相互作用3、遮蔽作用三、反增塑一、表觀理論1、潤滑理論：增塑劑的加入能促進聚合物大分子間或鏈段間的運動，甚至當(dāng)大分子的某些部分締結(jié)成凝膠網(wǎng)狀時，增塑劑也能起潤滑作用而降低分子間的“摩擦力”，使大分子鏈能相互滑移。即增塑劑產(chǎn)生了“內(nèi)部潤滑作用”。2、凝膠理論

增塑劑的作用是有選擇地在這些“連接點”處使聚合物溶劑化，拆散或隔斷物理“連接點”，導(dǎo)致大分子間的分開。3、自由體積理論增塑劑的加入后會增加聚合物的自由體積。而所有聚合物在玻璃化溫度Tg時的自由體積是一定的，而增塑劑的加入，使大分子間距離增大，體系的自由體積增加，聚合物的粘度和Tg下降，塑性增大。二、微觀機理1、隔離作用（非極性增塑劑增塑機理）非極性聚合物的Tg降低的數(shù)值ΔTg與增塑劑的用量（體積）成正比。即：ΔTg=BVB：比例常數(shù)V：增塑劑的體積分?jǐn)?shù)非極性增塑劑增塑示意圖2、相互作用（極性增塑劑增塑機理）

通過增塑劑的極性基團與聚合物的基團作用。Tg的降低與增塑劑的摩爾數(shù)成正比。ΔTg=KnK：比例常數(shù)n：增塑劑的摩爾數(shù)極性增塑劑增塑示意圖+－－＋+－－＋

＋－+－－＋3、遮蔽作用

非極性增塑劑加到極性聚合物中增塑時，非極性的增塑劑分子遮蔽了聚合物的極性基團，使相鄰聚合物分子的極性基不發(fā)生或很少發(fā)生“作用”，從而削弱聚合物分子間的作用力，達(dá)到增塑目的。三、反增塑當(dāng)增塑劑的用量減少到一定程度后反而會引起高分子材料硬度增大、伸長率減小、沖擊強度降低的現(xiàn)象。一般認(rèn)為，反增塑作用的原因在于少量增塑劑增加了自由體積，使高分子鏈易于移動，促進了無定形區(qū)定向并結(jié)晶。增塑劑機理增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系目錄1、增塑劑與聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)上的類似性2、極性部分的酯型結(jié)構(gòu)3、非極性部分的亞甲基鏈和烷基4、非極性部分和極性部分的比例5、相對分子質(zhì)量的大小增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系掌握增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。具有識別增塑劑結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的能力。培養(yǎng)誠實守信、團結(jié)協(xié)作、愛崗敬業(yè)精神；培養(yǎng)安全、環(huán)保、健康生產(chǎn)意識；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及質(zhì)量意識，具備工藝流程設(shè)計、工程管理能力；培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力；創(chuàng)新能力培養(yǎng)等。1、增塑劑與聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)上的類似性

如果增塑劑與聚合物具有類似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，就能得到較好的塑化效果。

PVC，芳香族化合物的相容性較好，但耐寒性差；脂肪族化合物相容性較差，但耐寒性好；脂環(huán)化合物的性能居于上述兩者之間。2、極性部分的酯型結(jié)構(gòu)

絕大部分增塑劑都含有1?3個酯基，一般隨著酯基數(shù)目的增多，相容性、透明性都更好。由仲醇合成的酯基與由伯醇合成的酯基相比，塑化效率、相容性、耐寒性、耐熱性等都較差。3、非極性部分的亞甲基鏈和烷基

鄰苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯等一般酯類增塑劑，隨著直鏈烷基碳原子數(shù)的增加，耐寒性和耐揮發(fā)性提高，但相容性、塑化效率等相應(yīng)降低。碳原子數(shù)相同的支鏈烷基與直鏈烷基相比，其塑化效率、耐寒性、耐老化性和耐揮發(fā)性均較差。同時，隨著支鏈的增加，這種傾向變得更為明顯。4、非極性部分和極性部分的比例5、相對分子質(zhì)量的大小

增塑劑相對分子質(zhì)量的大小要適當(dāng)，相對分子質(zhì)量較大的增塑劑耐久性較好，但塑化效率低，加工性差；相對分子質(zhì)量較低的增塑劑相容性、加工性、塑化效率等較好，但耐久性較差。增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系對增塑劑

性能的基本要求目錄1、增塑劑和聚合物樹脂有良好的相容性2、塑化效率高3、低揮發(fā)性4、耐寒性好5、耐老化性好6、耐久性好7、電絕緣性能好8、具有難燃性能9、要求盡可能是無色、無臭、無味、無毒10、耐霉菌性強11、配制增塑劑糊的黏度穩(wěn)定性好12、良好的耐化學(xué)藥品和耐污染性好13、價格低廉對增塑劑性能的基本要求掌握增塑劑的基本要求。具有識別增塑劑基本要求的能力。培養(yǎng)誠實守信、團結(jié)協(xié)作、愛崗敬業(yè)精神；培養(yǎng)安全、環(huán)保、健康生產(chǎn)意識；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及質(zhì)量意識，具備工藝流程設(shè)計、工程管理能力；培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力；創(chuàng)新能力培養(yǎng)等。1、增塑劑和聚合物樹脂有良好的相容性

相容性是增塑劑在聚合物分子鏈之間處于穩(wěn)定狀態(tài)下相互摻混的性能，是作為增塑劑最主要的基本條件。2、塑化效率高增塑劑的塑化效率是使樹脂達(dá)到某一柔軟程度的用量，它和相容性是兩個概念。通常以鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）為基準(zhǔn)以100%模數(shù)來表示，用來比較增塑劑的塑化效果。3、低揮發(fā)性低揮發(fā)性是增塑劑的耐久性問題。作為增塑劑：一般是蒸氣壓較低的高沸點液體，然而在聚合物加熱成型以及增塑制品貯存時，在制品的外表，增塑劑還會逐漸揮發(fā)而散失，使制品性能惡化。4、耐寒性好

增塑劑的耐寒性與其結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。一般相容性較好的增塑劑，耐寒性都較差；分子中帶有環(huán)狀結(jié)構(gòu)（包括芳環(huán)和脂環(huán)類）耐寒性也不好。

5、耐老化性好

抗老化主要是指對光、熱、氧、輻射等的耐受力。由于增塑劑在聚合物中的加入量很大，所以增塑劑的耐老化能力直接影響到塑化制品的耐老化性。6、耐久性好

耐久性是指增塑劑的揮發(fā)、抽出和遷移等的損失而引起塑料的老化。

從一般規(guī)律來看，在耐揮發(fā)性方面，當(dāng)增塑劑的相對分子質(zhì)量越小，與PVC樹脂相容性越好、外界溫度高等因素都會使揮發(fā)性增加。

在遷移性方面，增塑劑容易向相容性好的高聚物遷移。7、電絕緣性能好電性能首先要考慮所選用增塑劑的結(jié)構(gòu)特點。增塑劑的純度與電性能也有關(guān)良好的熱穩(wěn)定性、耐老化性以及由于長期埋于地下所必需的耐霉菌性和耐油抽出性能8、具有難燃性能

大量聚合物材料已廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人民生活中，如建筑、交通、電氣、紡織品等，許多場合都要求制品具有難燃性能。在增塑劑中，氯化石蠟、氯化脂肪酸酯和磷酸酯類都具有阻燃性，特別是磷酸酯的阻燃性很強。氯化石蠟價廉，大量作為輔助增塑劑。9、要求盡可能是無色、無臭、無味、無毒

許多場合下使用的制品是很需要增塑劑。

一般的增塑劑（除少數(shù)品種外）或多或少都具有一定的毒性。10、耐霉菌性強

像電線、電纜、農(nóng)用薄膜、土建器材之類的塑料制品，在使用過程中會接觸到自然界中的種種微生物，由于微生物的侵害而造成老化。

在塑化物中的增塑劑卻往往成為微生物的營養(yǎng)源，因而容易受霉菌、細(xì)菌之類的侵害，結(jié)果使塑化物的性能降低。11、配制增塑劑糊的黏度穩(wěn)定性好

配制聚氯乙烯增塑劑糊，是將P