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增塑剂的作用分类、增塑方法和生产工艺

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增塑剂的作用分类、增塑方法和生产工艺

发布日期:2018-07-26 作者: 点击:


增塑剂按其作用方式可以分为两大类型,即内增塑剂和外增塑剂。

  内增塑剂实际上是聚合物的一部分。一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第二单体。由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中,降低了聚合物分子链的有规度,即降低了聚合物分子链的结晶度。例如氯乙烯-酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。内增塑剂的使用温度范围比较窄,而且必须在聚合过程中加入,因此内增塑剂用的较少。

  外增塑剂是一个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内,可增加聚合物的塑性。外增塑剂一般是一种高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固体,而且绝大多数都是酯类有机化合物。通常它们不与聚合物起化学反应,和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用,与聚合物形成一种固体溶液。外增塑剂性能比较全面且生产和使用方便,应用很广。现在人们一般说的增塑剂都是指外增塑剂。邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑剂。

  增塑剂的分类及性能 hallstar 特种酯类增塑剂

  增塑剂的品种繁多,在其研究发展阶段其品种曾多达1000种以上,作为商品生产的增塑剂不过200多种,而且以原料来源于石油化工的邻苯二甲酸酯为多。

  增塑剂的分类方法很多。根据分子量的大小可分为单体型增塑剂和聚合型增塑剂;根据物状可分为液体增塑剂和固体增塑剂;根据性能可分为通用增塑剂、耐寒增塑剂、耐热增塑剂、阻燃增塑剂等;根据增塑剂化学结构分类是常用的分类方法。

  根据化学结构

  (1)邻苯二甲酸酯(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)环氧化合物(如:环氧化大豆油、环氧油酸丁酯)

  (5)聚合型增塑剂(如:己二酸丙二醇 聚酯)

(6)苯多酸酯(如: 1,2,4-偏苯三酸三异辛酯)

  (7)含氯增塑剂(如: 氯化石蜡、五氯硬酯酸甲酯)

  (8)烷基磺酸酯

  (9)多元醇酯

  (10)其它增塑剂

  理想增塑剂性能

  (1)与树脂有良好的相溶性;

  (2)塑化效率高;

  (3)对热光稳定;

  (4)挥发性低;

  (5)迁移性小;

  (6)耐水、油和有机溶剂的抽出;

  (7)低温柔性良好;

  (8)阻燃性好;

  (9)电绝缘性好;

  (10)无色、无味、无毒;

  (11)耐霉菌性好;

  (12)耐污染性好;

  (13)增塑糊粘度稳定性好;

  (14)价廉。

增塑剂中邻苯二甲酸酯类增塑剂用量大,约占增塑剂总产量的80%,我国该类增塑剂主要以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主。由于受到原料醇来源的限制,邻苯二甲酸二庚酯(DHP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)等性能优良的品种,产量不大。

  邻苯二甲酸酯的反应机理

  在增塑剂总产量中邻苯二甲酸酯占总产量的80%以上,而DOP、DBP 是其主导产品。以DBP为例,介绍邻苯二甲酸酯的反应机理。

  我国DBP的生产大多是在常压下,原料苯酐和正丁醇在酸性催化剂(如H2SO4)存在的条件下进行反应。酸性催化剂是传统的酯化催化剂,它具有较高的活性,而且价格便宜,容易得到等优点,其缺点是容易引起副反应。

  酯化反应先是一个苯酐分子和一个醇分子形成邻苯二甲酸单丁酯,此反应不需催化剂,是放热反应,一般在120℃反应趋于 完成。

  反应式如下:

  单丁酯在H+的作用下和一个醇分子反应生成二丁酯,生成单丁酯的反应是不可逆的,而由单丁酯生成二丁酯的反应是一平衡反应,是可逆的。

  反应式如下:

  总反应式为:

  此反应是一平衡反应,因此增加醇的浓度或减小水的浓度,以及取走反应热,都有利于二丁酸的生成。在实际生产中为提高二丁酯的浓度,控制在140~145℃合适的温度下,使丁醇适当过量,并及时除去反应生成的水。


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