1　前　言聚氯乙烯(ＰＶＣ)是國內經營加工最多的塑料品種。加工ＰＶＣ時使用的各種助劑中,增塑劑用量最大,所以,它的投資遠高于其它助劑,甚至在一些較軟材料配方中超過主要原料聚氯乙烯樹脂的投資。在目前抓經濟效益和產品質量的形勢下,研究探討增塑劑的使用有其巨大的經濟和社會意義。

    2　增塑劑的選用聚氯乙烯是一種強極性聚合物,分子間有很大的作用力,需加熱到一定的溫度方能顯示塑性。它對熱極敏感,當加熱到130～140℃時就開始發生嚴重的分解,變成棕色或黑色。由于分子間的強作用力使制品變得堅硬而缺乏彈性和柔韌性。增塑劑的作用就在于削弱ＰＶＣ分子間的作用力,從而降低軟化溫度,減小溶體的粘度,增加其流動性,改善ＰＶＣ的加工性能和制品的柔韌性。增塑劑通常是難揮發的高沸點酯類,少數是低熔點固體,它們一般不與聚合物(ＰＶＣ)發生化學反應。增塑劑的分類方法不一,常用的分類法是根據化學結構、應用性能、分子量、添加方式、溶解性、相容性和毒性等來分類。增塑劑的使用條件是與樹脂有良好的相溶性;價格低廉;增塑效率高;增塑速度快;耐久性好(揮發性低、逸移性小,耐抽出性高);環境穩定性好(耐光、耐熱、耐菌、耐化學藥品和阻燃性好);衛生性好(對人、畜和農作物無毒、不污染、無味);電絕緣性好;粘度穩定性好。但是沒有一種增塑劑能滿足所有條件,實際使用時,多數是由兩種或多種并用,以取{TodayHot}長補短,獲得最佳的增塑效果并達到完善的性能要求。增塑劑的選用在一個配方中,要使制品的所有性能都達到最佳值是不可能的,因此,選用增塑劑時首先要保證主要的性能要求。比如兒童玩具及食品包裝物等的要求主要性能無毒,外觀質量優美;農膜要求對農作物無害、耐光、耐熱;而電線電纜料的主要要求是電絕緣性好等等,除這些要求外,增塑劑的選用還應著重考慮以下5個方面的因素,即增塑劑本身的性能;ＰＶＣ樹脂的性能;制品所要求的性能;增塑劑的加工適應性;成本。而就增塑劑本身的性能考慮,相溶性對增塑劑最為重要,它是選擇增塑劑時必須首先考慮的基本因素。增塑劑與樹脂的相容性好,則增塑效率高,增塑劑不離析、不滲出,制品的柔韌性好,使用壽命長。相容性是指兩種或多種物質混合時的相互親和性,即分子級的可混性,相容性好能夠形成均質混合體系。在生產實踐中,增塑劑在聚合物中的相容性好壞主要根據配合試驗和經驗來斷定。評價相容性的簡單方法是將增塑劑、樹脂和適當的溶劑按一定比例混合,調制成均勻的溶液緩流延成薄膜,觀察它的透明狀況來判斷,薄膜均質透明表示相容性好,模糊的意味著相容性差,另一個方法將增塑劑與ＰＶＣ樹脂按一定比例混合均勻,加熱使其塑化后冷卻至室溫,觀察表面有無滲出物,無增塑劑滲出說明相溶性好,滲出增塑劑越多說明相容性越差。根據一般規律,極性越相近者越容易互溶,因此,增塑劑的溶解度參數與樹脂的溶解度參數越接近,兩者相容性越好。介電常數是分子極性的函數,它受偶極矩和氫鍵的影響很大。介電常數可用來作為判斷增塑劑相容性的參數。根據對聚氯乙烯的研究結果,增塑劑的溶解度參數一般選用8.4～11.4。介電常數為4～8,這時的相容性比較理想。

3　國內常用增塑劑下面簡要介紹國內常使用的增塑劑。{HotTag}

3.1　ＤＯＰ鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯簡稱ＤＯＰ,英文名Ｄｉ-(2-ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ)ｐｈｔｈａｌａｔｅ。它是鄰苯二甲酸酐和2-乙基己醇酯化合而得的無色或淡黃色油狀透明液體。有二辛酯的特殊氣味。分子量391,酸值(ｍｇＫｏｈ/ｇ)≤0.10,酯含量99%～100%,相對密度0.980～0.986(25℃),粘度80ｃｐ(20℃),折光率1.4830～1.4859(20℃),體積電阻率1×10″Ω·ｃｍ。它是塑料加工中使用最廣泛的增塑劑之一,具有優良的綜合性能,增塑效率高,揮發性小,耐紫外光,耐水抽出,逸移性小,而且耐寒性、柔軟性和電氣性能等都很好,是一類比較理想的主增塑劑,也是國內用量最大的增塑劑,在港、臺以及國外先進地區由于辛醇的產量及價格問題以及ＤＯＰ致癌問題的爭論,它已逐步被其它的增塑劑取代。

3.2　ＤＢＰ鄰苯二甲酸二正丁酯ＤＢＰ,英文名Ｄｉ-ｎ-ｂｕｔｙｌｐｈｔｈａｌａｔｅ。是由鄰苯二甲酸酐和正丁醇酯化而得的無色油狀液體,它微具芳香味。分子量278,酸值≤0.1ｍｇＫＯＨ/ｇ,酯含量99%～100%,相對密度1.042～1.049(25℃),粘度17～22ｃｐ(20℃),也是廣泛應用的增塑劑之一。價廉易得,具有優良的溶解性、分散性和粘著性,此品與顏料的相容性好,用于著色薄膜塑料制品時與蓖麻油一起加入。主要缺點是揮發性較大,故耐久性差,使用時應注意。

3.3　ＤＩＤＰ鄰苯二甲酸二異癸酯ＤＩＤＰ,英文名Ｄｉｉｓｏｄｅ ｃｙｌｐｈｔｈａｔａｔｅ。它是由鄰苯二甲酸酐和異癸醇(由羰基合成得到的主要成分為二甲基辛醇和三甲基庚醇混合物)酯化而得的粘稠油狀液體,微具氣味,分子量446,酸度(以醋酸計)≤0.01%,酯含量>99%,相對密度(25℃)0.961～0.969,粘度83～125ｃｐ(20℃),著火點271℃。它可作為ＰＶＣ的主增塑劑,其揮發性小,耐逸移性、耐水抽出性,電絕緣性出色,但分子量較大,相容性、增塑效率和耐寒性不及ＤＯＰ。含有本品的制品柔軟性隨溫度的變化較小,適用于使用溫度廣泛的制品,如電線電纜護套、農膜,本品受熱易變色,通過與酚類抗氧劑(如雙酚Ａ)并用可以改善此性能。

3.4　ＤＩＮＰ鄰苯二甲酸二異壬酯ＤＩＮＰ,英文名Ｄｉｎｏｎｙｌｐｈｔｈａｌａｔｅ。它是由鄰苯二甲酸酐與羰基合成得到的壬醇(主要是3,5,5-三甲基乙醇)酯化而得的無色透明液體,分子量419,酸度(以鄰苯二甲酸計)<0.025%,酯含量>99,相對密度0.965～0.972(25℃),粘度78～120ｃｐ(20℃),閃點219℃,折光率1.4812(25℃)。本品主要用做乙烯基樹脂的通用型增塑劑,揮發性低,逸移性小,能賦予制品良好的耐光性、耐熱性、耐老化性和電絕緣性,本品的水抽出性比ＤＯＰ好,但增塑效率不及ＤＯＰ,約低10%,耐寒性也較差,不適用于低溫應用的制品,由于價格及質量和其它原因優于ＤＯＰ,現港臺及國外先進國家和地區用于取代ＤＯＰ作為主增塑劑使用。

3.5　ＴＸＩＢ2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二異丁酸酯,英文名2,2,4-Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ-1,3-ｐｅｎｔａｎｅｄｉｏｌｄｉ ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ。本品為液體,分子量286,色澤(ＡＰＨＡ)<30,酸度(以異丁酸計)≤0.05%,酯含量>98%,相對密度0.942～0.948(20℃),閃點(開杯法)143℃,折光率1.43(25℃),體積電阻率1.5×10″Ω·ｃｍ,相容性好,可賦予制品良好的耐寒性和耐水性,本品可作為ＰＶＣ和氯乙烯共聚物的增塑劑,使用此品可提高填充劑的填充量。美國Ｅａｓｔｍａｎ生產,商品名稱ＴＸＩＢ。

3.6　ＤＯＡ己二酸二辛酯ＤＯＡ,英文名Ｄｉｏｃｔｙｌａｄｉｐａｔｅ。它是由己二酸酐和辛醇酯化而得的無色透明油狀液體,分子量371,酯含量≥99%,酸值≤0.2ｍｇＫＯＨ/ｇ,相對密度0.921～0.927(25℃),粘度12～15ｃｐ(25℃),體積電阻2×10″Ω·ｃｍ(30℃)。它是ＰＶＣ典型耐寒增塑劑,增塑效率高,受熱變色性小,可賦予制品良好的低溫柔軟性和耐光性,在加工時顯示良好的潤滑性,制品的手感性好,多與ＤＯＰ.ＤＩＮＰ等主增塑劑并用于耐寒性農膜,冷凍食品包裝膜、電線電纜包覆層等。但本品的揮發性較大,耐水性、逸移性、電絕緣性等方面也都有一定不足,使用時應予注意。類似的癸二酸二辛酯ＤＯＳ價格和各方面性能皆好于ＤＯＡ。

3.7　ＴＣＰ磷酸三甲酚酯ＴＣＰ,英文名Ｔｒｉｃｒｅｓｙｌｐｈｏｓ ｐｈａｔｅ。它是由混合甲酚與三氯氧磷反應而成,或混合甲酚與三氯化磷通氯氣酯化后水解而成。是微具氣味的清亮粘綢液體。分子量368,酸值≤0.15ｍｇＫＯＨ/ｇ,游離甲酚含量≤0.15%,相對密度1.160～1.180(20℃),粘度78～185ｃｐ(20℃),本品為阻燃性增塑劑。水解穩定性好,耐油性和電絕緣性優良,耐真菌性高,不殖菌。用于ＰＶＣ薄膜、片材、地板料、電線電纜料時,可改善制品的加工性、抗污染性、阻燃性、防霉性和耐磨性。本品耐寒性較差,可通過與耐寒性增塑劑并用加以改善。本品系有毒物質,對動物和人的中樞神經有毒害作用,使用時應當注意。

3.8　ＴＯＴＭ偏苯三酸三辛酯ＴＯＴＭ,英文名Ｔｒｉｏｃｔｙｔｒｉｍｅｌｌｉｔａｔｅ。它是由1,2,4-偏苯三酸酐與2-乙基己醇酯化而得的透明粘綢狀液體,微具氣味,分子量547,色澤(ＡＰＨＡ)<250,酸值<0.3ｍｇＫＯＨ/ｇ,相對密度0.981～0.997(20℃),粘度100～300ｃｐ(20℃),本品為耐熱和耐久性增塑劑,它的增塑效率和加工性能與鄰苯二甲酸酯類增塑劑相近,耐久性可與聚合型增塑劑媲美,揮發性低,耐水抽出性、耐逸移性、低溫性能和電性能皆優,可用于耐熱電線電纜料、極片材、密封墊等要求耐熱和耐久性的制品。但本品的耐油性不及聚酯增塑劑,捏合性不及ＤＯＰ。另日本花王石鹵僉株式會社生產的均苯四酸四正辛酯較ＴＯＴＭ為好,各項性能與之類似。

3.9　環氧大豆油環氧大豆油英文名Ｅｐｏｘｉｄｉｚｅｄｓｏｙｂｅａｎｏｉｌ。它是精制的豆油在酸存在下用雙氧水環氧化制得的淺黃色油狀液體,平均分子量950,相對密度0.985～1.000(25℃),著火點310℃,環氧值≥6%,加熱后環氧值≥5%(177℃×3ｈ),與ＰＶＣ相容性好,是聚氯乙烯的增塑劑兼熱穩定劑。揮發性低,逸移性小,具有優良的熱穩定性和光穩定性,耐水性和耐油性亦佳,可賦予制品良好的機械強度、耐候性及電絕緣性能。本品適用于各種ＰＶＣ制品,可與聚酯類增塑劑并用,與熱穩定劑并用有顯著的協同效應。在配方中使用1～3ｐｈｒ就可達到極佳的要求,瑞士ｃｉｂａＧｅｉｇｙ生產的商品名稱為1239的質量最佳。

3.10　其　它烷基磺酸苯酯,石油酯,Ｔ-50,ｍ-50,英文名ｐｈｅｎｙｌａｌｋｙｌｓｕｌｆｏｎａｔｅ。是由Ｃ12～Ｃ18重液體石蠟經磺酰氯化反應(轉化率達50%)后,再與苯酚酯化而成的淺黃色透明油狀液體。平均分子量390,酸值<0.1ｍｇＫＯＨ/ｇ,相對密度1.03～1.07(25℃),粘度100～130ｃｐ(20℃),溶于大多數有機溶劑,不溶于水。揮發性低,能賦予制品優良的耐侯性、物理力學性能和電絕緣性。適用作人造革、薄膜、電線和電纜等制品。但本品受強光照射有輕微變黃的傾向,耐寒性不及ＤＯＰ,因此多與鄰苯二甲酸酯類并用,一般用量為10～30ｐｈｒ。氯化石蠟英文名ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄｐａｒａｆｆｉｎ是由石蠟烴氯化而得的,具有與ＰＶＣ類似的結構,是一類增量增塑劑,揮發性、阻燃性電絕緣性優良,能賦予制品一定的光澤和抗張強度,　可作為ＰＶＣ樹脂的輔助增塑劑,取代一部分主增塑劑,以降低成本。氯化石蠟在加工時易受熱分解,放出氯化氫,該氯化氫可催化加速ＰＶＣ樹脂的劣化分解,因此在使用氯化石蠟時,應配合適當的熱穩定劑以防止其分解。此外,氯化石蠟與ＰＶＣ的相容性較低,制品的伸長率和耐寒性較差。沈陽永新化工廠生產的含氯量50%的Ｓ-50以及臺灣產的ＣＰ-152用作增塑劑質量較佳。聚α-甲基苯乙烯樹脂,英文名ｐｏｌｙα-ｍｅｔｈｙｓｔｙｒｅｍｅｒｅｓｉｎ。是由α-甲基苯乙烯聚合而成,具有優良的光熱穩定,耐化學藥品性和電性能。逸移性小,適用于聚氯乙烯的各種制品,一般用量為10%～20%,可提高制品的電絕緣性,改善制品的外觀特征,且手感滑爽,上海東方化工廠有該產品生產。對苯二甲酸二辛酯ＤＯＴＰ英文名Ｄｉ-ｏｃｔｙｌ-ｔｅｒｐｈｔｈａｌａｔｅ。是由對苯二甲酸與2-乙基己醇在催化劑存在下反應而得的近乎無色的低粘度液體。酸度(以鄰苯二甲酸計)<0.01%,相對密度0.9835(20℃),粘度63ｃｐ(25℃),體積電阻3.9×1012Ω·ｃｍ,揮發損失12%(重量177℃×24ｈ),它具有良好的電性能和耐寒性,揮發性小,增塑效率比ＤＯＰ高,適用作為ＰＶＣ樹脂的增塑劑,用于要求高絕緣、耐抽出、耐熱、耐寒及柔軟性好的制品,可與ＤＯＰ以任何比例摻合,由于結構原因,耐熱性、耐久性明顯好于ＤＩＤＰ。

4　結　語上述幾種增塑劑是各具特色、有代表性的增塑劑。增塑劑是ＰＶＣ塑料(軟質)制品中填充量較大,投資量最多的助劑,它不僅能顯著地改善塑料的加工性能和使用性能,而且選擇合適,配合恰當可以降低成本,節約能耗,提高生產效率并保證產品質量。目前采用兩種以至二種以上增塑劑混合應用,其主要原因是要得到一種平衡的綜合性能,而單一增塑劑不可能達到,使用混合增塑劑可以改善混合物的電性能、爽感、耐溶劑性能等。ＰＶＣ樹脂是我國產量最大的合成樹脂之一,今后還需要更多更好的質優價廉的增塑劑。目前國內在增塑劑的開發與應用方面同國外先進國家和地區還有較大差距,如產品品種少且不系列化,原料路線與合成工藝不夠成熟,產出的產品質量不甚好,成本較高,造成價格居高不下等等。這些問題影響ＰＶＣ制品的全面開發與大規模生產。今后應著重解決配套的增塑劑的開發與生產問題,對現有品種應改善質量并努力降低成本,同時加強新型增塑劑的開發和利用,合理的使用自然資源,努力趕上并超過塑料工業的世界水平。