增塑剂简介

增塑剂是一种广泛应用于工业生产的聚合物材料添加剂，也称为增塑剂。所有能增加聚合物塑性的物质都称为增塑剂。增塑剂的使用可以提高聚合物材料的性能，降低生产成本，提高生产效率。它是一种重要的化学添加剂。作为添加剂，广泛应用于塑料制品、混凝土、泥灰、水泥、石膏、化妆品和清洁剂，特别是聚氯乙烯塑料制品。为了提高塑料的可塑性和强度，需要添加邻苯二甲酸酯，有时含量可达产品的50%。

增塑剂种类繁多，主要有脂肪族二元酸酯、苯二甲酸酯（包括邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯）、苯多酸酯、苯甲酸酯、多元醇酯、氯化烃、环氧树脂、柠檬酸酯、聚酯等。狭义的增塑剂主要是指邻苯二甲酸酯，是邻苯二甲酸形成的约30种酯的总称。目前，它是增塑剂的主体，主要由一个刚性平面芳香环和两个可塑性非线性脂肪链组成。不同类型的增塑剂对产品的性能有不同的影响。在实际生产中，很少单独使用增塑剂，通常混合多种增塑剂，性能互补，达到良好的塑化效果。

增塑剂的作用主要是削弱树脂分子之间的二次价格键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶，增加树脂分子的可塑性，增强其灵活性，易于加工。增塑剂通常具有结构极性或部分极性，是一种高沸点、难挥发性和聚合物具有良好互溶性的液体或低熔点固体。增塑剂分布在大分子链之间，可以降低分子之间的力，降低聚合物的熔化温度和熔体粘度，从而降低成型加工温度，使聚合物产品具有柔软、弹性和耐低温性。

增塑剂分为主、副增塑剂两类副增塑剂。主增塑剂的功能与树脂相容，渗透性小，挥发性低，可提高塑化效率。常用的主增塑剂有邻苯二甲酸酯和磷酸酯。副增塑剂又称辅助增塑剂，其主要功能是与主增塑剂一起使用，以降低成本。常用的副增塑剂包括耐寒性和环酯增塑剂，如脂肪族二元酸酯。

增塑剂在少量添加时对材料机械强度的影响不明显，当材料添加少量增塑剂时，机械强度较高，即所谓的反增塑现象。一般认为，反增塑现象是在添加少量增塑剂后，大分子链的活动能力增加，使分子有序地产生微晶效应。添加少量增塑剂的硬产品的冲击强度小于不加时，但在增加到一定剂量后，其冲击强度随着剂量的增加而增加，以满足一般规律。此外，增塑剂的耐热性和耐腐蚀性也有所下降。因此，一般的硬产品不添加增塑剂或更少的增塑剂。有时添加几种增塑剂是为了提高加工的流动性。软产品需要添加大量的增塑剂，增塑剂量越大，产品就越柔软。增塑剂的总量应根据产品的软度要求、用途、工艺和使用环境而有所不同。

在树脂中使用增塑剂时，其作用机制与树脂的极性不同。其中，有两种主要作用。

1.体积效应

这种效果主要是非极性增塑剂，其作用是插入树脂分子链中间，增加分子之间的距离，从而削弱分子之间的力，降低熔融粘度，提高分子链的柔韧性，增塑剂越多，体积效应越大，长链结构增塑剂的体积效应大于环结构增塑剂。

2. 屏蔽效应

这种效应主要针对极性增塑剂，其作用是用极性增塑剂与极性聚合物的相互作用代替聚合物分子之间的极性引力，从而削弱分子之间的作用力，称为屏蔽效应。

增塑剂主要具有增塑效率、相容性、耐寒性、耐久性、耐热性、绝缘性、阻燃性和卫生性等特点。

增塑效率：增塑剂对聚合物的增塑能力或效果是一个相对概念。增塑效率一般通过改变定量柔性指标所需的增塑剂量来评估。增塑剂的添加量越少，增塑效率就越高。一般分子量增塑剂较高PVC随着增塑剂分子极性的增加，烷基支链化和芳环结构的增加降低了增塑效率。

常用增塑剂的增塑效率顺序如下：

DBS>DBP>DOS>DOA>DOP>DIOP>M-50>TCP>PCl-50。

相容性：指增塑剂与聚合物的相容性，同一增塑剂对不同极性聚合物的相容性不同。

常用增塑剂和PVC相容性顺序如下：

DBS>DBP>DOP>DIOP>DNP>ED3>DOA>DOS>氯化石蜡。

耐寒性：指增塑剂增塑产品的耐低温性。增塑剂的耐寒性与亚甲基有关（—CH2-)脂肪族二元酸酯具有较好的耐寒性，是较常用的耐寒增塑剂之一，由于低温下聚合物运动困难，环形和支化结构的增塑剂具有极好的耐寒性。

常用增塑剂的耐寒性顺序如下：

DOS>DOZ>DOA>ED3>DBP>DOP>DIOP>DIDP>DNP>M-50>TCP。

耐久性：指增塑剂在增塑产品中的耐久性。主要包括耐迁移性、耐抽出性和耐挥发性。

耐迁移性增塑剂的迁移性包括两个方面：一是增塑剂从产品内部渗透到外表面；二是增塑剂转移到接触固体。增塑剂的迁移与其相容性有关，相容性越差，迁移性越大。此外，分子量大，支链或环结构增塑剂具有良好的耐迁移性。

耐抽出性：指增塑剂扩散到与之接触的液体介质中的趋势。介质主要包括水、溶剂、洗涤剂和润滑油。就耐油性和耐溶剂性而言，非极性烷基所占比例较大的增塑剂具有较差的耐抽出性，苯基、酯基和高支化性增塑剂具有良好的耐抽出性；与上述相反，聚酯是一种优良的耐抽出性增塑剂品种。

耐挥发性：指增塑剂在加热时从产品表面扩散到空气中的趋势。增塑剂的挥发性与其分子量有关。一般来说，分子量越小，挥发性越大。从分子结构的角度来看，直链烷基结构优于支链烷基结构增塑剂；分子中含有环形等大体积基团的增塑剂具有良好的耐挥发性。一般聚酯、环氧树脂DIOP、TCP季戊四醇等增塑剂具有良好的耐挥发性。

绝缘：增塑剂的绝缘性不如增塑剂PVC随着增塑剂添加量的增加，树脂，PVC电绝缘性下降PVC选择增塑剂时，应注意绝缘产品的绝缘性。

常用增塑剂的绝缘性顺序为：

TCP>DNP>DOP>M-50>ED3>DOS>DBP>DOA。

卫生：指增塑剂的毒性。大多数增塑剂无毒或低毒。环氧树脂和柠檬酸酯是无毒增塑剂，苯二甲酸酯和二元羧酸是低毒增塑剂，但DOP、DOA有致癌嫌疑；磷酸酯增塑剂多有毒，除磷酸二苯2-乙基己酯外；氯化石蜡也是有毒增塑剂。

阻燃：磷酸酯和氯化石蜡属于阻燃增塑剂，其阻燃顺序为：

TCP>TPP>TOP>DPOP。