塑料原料与助剂讲义课件

塑料原料与助剂*2参考书参考书：1.塑料原料与助剂科技出版社段予忠2.塑料工业石油化学出版社上海合成树脂研究所3.合成树脂及塑料手册化工部科技情报所4.橡胶塑料加工助剂化工出版社15.塑料加工技术应用手册机械出版社李祖德*3

塑料助剂

助剂是指塑料制品在成型加工过程所需要的各种辅助化学药品。是塑料加工的要素之一，它可改善塑料原料的工艺性能，影响加工条件，提高生产效率，改进制品性能，延长其寿命，对塑料材料的加工和使用性能的改善有十分显著的作用。塑料用的助剂品种很多，有十几类，从其化学结构看，有无机物也有有机物，既有单一物，也有混合物，有低分子物，也有高分子物，因此助剂的分类较复杂。比较常用的有以下几大类：增塑剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂、偶联剂、抗静电剂、阻燃剂、发泡剂等。*4

在选用助剂时，应注意以下几点：1）助剂与树脂间的相容性通常，助剂只有与树脂间有良好的相容性，才能使助剂长期、稳定、均匀地存在于制品中，有效地发挥其功能，如果相容性不好，则易发生“发汗”或“喷霜”现象。但有时相容性不好，制品要求不高，仍然可以使用，如填充剂与树脂间相容性极差，但只要填充剂的粒度小，仍然能基本满足制品性能要求，当然最好用偶联剂或表面活性剂处理，才能充分发挥其功能。*5

2）助剂的耐久性助剂的损失主要通过三条途径：挥发、抽出和迁移。主要与助剂的分子量大小，在介质中的溶解度及在树脂中的溶解度有关。3）助剂对加工条件的适应性某些树脂的加工条件较苛刻，如加工温度高，此时应考虑所选助剂会否分解，助剂对模具、设备有否腐蚀作用。4）制品用途对助剂的制约，不同用途的制品对助剂的气味、毒性、电性能、耐候性、热性能等均有一定的要求。*6

5）助剂配合中的协同作用和对抗作用在同一树脂体系中，有时其中两种助剂会产生“协同作用”，，比单独使用一种助剂的加和发挥的效果功能大的多。但是如配合不当，两种助剂间产生“对抗作用”，消弱每种助剂的功能，甚至使某种助剂失去作用，这点应特别注意，如碳黑与胺类或酚类抗氧剂并用就会产生对抗作用。*7第一章增塑剂增塑剂是塑料助剂中产量最大的一种，目前世界总产量约为300多万吨/年，品种约有300多种，(邻苯二甲酸二辛酯

氯化石蜡

增塑剂

邻苯二甲酸二丁酯

环氧大豆油

驱蚊油(原油)

硬脂酸丁酯

邻苯二甲酸二乙酯

偏苯三酸三辛酯

单脂肪酸甘油酯

油酸丁酯

邻苯二甲酸二异壬酯

癸二酸二辛酯

己二酸二辛酯

油酸甲酯

对苯二甲酸二辛酯

磷酸酯

癸二酸二丁酯

混合二元酸二甲酯

硬脂酸辛酯

邻苯二甲酸二癸酯

芳烃增塑剂

邻苯二甲酸二异癸酯

邻苯二甲酸丁苄酯

硬脂酸异辛酯

磷酸三甲酚酯

邻苯二甲酸二异丁酯

戊二酸二仲辛酯

顺丁烯二酸二丁酯

环氧大豆油酸辛酯

间苯二甲酸二乙酯),主要用于聚氯乙烯中，占总产量的80%以上，其他有环氧树脂、醋酸纤维、硝酸纤维等也有少量使用。*8

1增塑剂的主要作用1）熔体流动性提高，易于成型加工。2）使聚合物的模量和玻璃化温度、粘流温度降低、耐热性降低，塑性增加，耐寒性增加、断裂伸长率增加。第一章增塑剂*9

增塑剂作用机理作用机理大致可分为两种：一是非极性增塑剂，其主要作用是插入到高分子链之间，增大高分子链间的距离，从而消弱它们之间的范德华力，故用量越多，则隔离作用也越大，而且小分子易活动，易使高聚物粘度降低。二是极性增塑剂，其主要作用是：增塑剂的极性基团与高聚物分子的极性基团相互作用，从而削弱了高聚物间的范德华力，因此增塑剂的效能与增塑剂的摩尔数成正比。

*103对增塑剂的要求

作为一个理想的增塑剂，应该满足以下基本性能：3.1与树脂有良好的相容性，一般以吸收增塑剂的量作为相容性好坏的标准，吸收量多，则相容性好。3.2增塑效率要高，增塑效率高是指在树脂中加入一定量的增塑剂，使其达到某一硬度值，或某一机械强度等物理指标时，所用的增塑剂量越少，则表示增塑效率越高。3.3耐久性好挥发性低迁移性小，游移性小耐抽出性好渗出性小，3.4对热和光要稳定，在高温或日光照射下，不分解，不变质。3.5低温柔韧性、电绝缘性、阻燃性能、抗霉菌性能、耐环境污染性能要良好。3.6无色、无味、无臭、透明、无毒。3.7价格低廉*11等效用量：：弹性模量量（温度为为25℃，伸长率为为100％）为6.89Mpa时，增塑剂剂的用量，，DOP为63.5，DBP为54.0。效率比值：：通常以邻邻苯二甲酸酸二辛酯（（DOP）作为比较较标准，设设值为1，其他增塑塑剂与其相相比，称为为效率比值值，效率比比值愈小，，则表示该该增塑剂的的效率愈高高。4增塑剂效率率比值、等等效用量*12常用增塑剂剂的增塑效效率比值增塑剂效率比值癸二酸二丁酯（DBS）0.78邻苯二甲酸二丁酯（DBP）0.85环氧脂肪酸二丁酯0.91癸二酸二辛酯（DOS）0.93已二酸二辛酯（DOA）0.94邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)0.97邻苯二甲酸二辛酯（DOP）1.00邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）1.03*135增塑剂品种种增塑剂的品品种较多，，常见的有有以下几种种方法：5.1按化学结构构分类：有有邻苯二甲甲酸酯类、、含氯增塑塑剂类、烷烷基磺酸苯苯酯类、多多元醇酯类类、脂肪族族二元酸酯酯类、环氧氧酯类、磷磷酸酯类、、聚合型类类、偏苯三三酸酯类、、其它类。。5.2按增塑剂的的使用和加加工性能分分类：通用用型、耐寒寒型、耐热热型、阻燃燃型、防霉霉型、防潮潮型、耐候候型、抗静静电型、无无毒型等。。5.3按增塑剂分分子量的大大小，可分分为单体型型和聚合物物型增塑剂剂，即单体体型分子量量多在200~600之间，是小小分子型；；而聚合物物型平均分分子量为1000~8000，属于大分分子范畴。。*145.4按与树脂相相容性分类类，可分为为主增塑剂剂、辅增塑塑剂、增量量增塑剂三三种。主增增塑剂起主主要作用，，与树脂相相容性好，，添加量大大；辅增塑塑剂与树脂脂的相容性性一般，不不能单独使使用，但有有独特的性性能；增量量增塑剂只只能混入主主增塑剂中中使用，与与树脂的相相容性差，，加入的目目的是为了了降低成本本。5.5按添加方式式分类，可可分为外增增塑剂和内内增塑剂，，通常所用用的即为外外增塑剂，，指在配料料过程中加加入；而内内增塑剂是是在树脂合合成中，作作为共聚单单体加进的的，以化学学键结合到到树脂上面面。*15按化化学学结结构构分分类类常常用用增增塑塑剂剂品品种种与与性性能能6.1.邻苯苯二二甲甲酸酸酯酯类类邻苯苯二二甲甲酸酸酯酯类类具具有有较较为为理理想想的的工工作作特特性性，，成成本本较较低低，，品品种种多多，，产产量量大大，，其其产产量量占占增增塑塑剂剂总总产产量量的的80%左右右，，常常作作为为主主增增塑塑剂剂来来使使用用。。邻苯苯二二甲甲酸酸二二辛辛酯酯（（DOP）：：在在我我国国约约占占增增塑塑剂剂总总量量的的45%，无无色色液液体体，，比比重重为为0.986（20℃℃），，沸沸点点387℃℃，不不溶溶于于水水，，易易溶溶于于乙乙醇醇、、乙乙醚醚等等，，与与许许多多高高聚聚物物相相容容，，能能符符合合大大多多数数通通用用塑塑料料的的要要求求。。其其光光热热稳稳定定性性好好，，电电性性能能良良好好，，挥挥发发性性小小，，低低温温柔柔软软性性好好，，抽抽出出性性低低，，综综合合性性能能好好。。6常见见增增塑塑剂剂品品种种*16DOP的急急毒毒性性很很低低，，没没发发现现致致癌癌作作用用，，但但能能够够通通过过各各种种途途径径侵侵入入机机体体和和造造成成环环境境污污染染，，其其原原因因是是迁迁移移和和挥挥发发造造成成的的，，由由于于DOP的毒毒性性争争论论，，促促进进了了其其它它代代用用品品的的研研究究，，如如柠柠檬檬酸酸酯酯、、苯苯二二甲甲酸酸直直链链酯酯、、聚聚酯酯都都属属于于低低毒毒增增塑塑剂剂，，可可取取代代DOP用于于医医用用制制品品和和接接触触食食品品的的制制品品。。邻苯苯二二甲甲酸酸二二异异辛辛酯酯（（DIOP）：：比比重重0.986（25℃℃时））沸沸点点370℃℃，几几乎乎为为无无色色的的液液体体、、不不溶溶于于水水，，易易溶溶于于乙乙醇醇、、乙乙醚醚等等，，毒毒性性小小，，与与DOP相近近，，但但性性能能均均低低于于DOP，可可作作DOP的低低价价代代用用品品，，对对PVC糊是是一一个个最最有有用用的的增增塑塑剂剂，，有有臭臭味味。。*17邻苯苯二二甲甲酸酸二二丁丁酯酯（（DBP）：：比比重重1.045(25℃℃时)，沸沸点点335℃℃，无无色色油油状状液液体体，，微微溶溶于于水水，，溶溶于于乙乙醇醇、、乙乙醚醚等等有有机机溶溶剂剂。。广广泛泛用用于于PVC中，，相相容容性性好好，，柔柔软软性性好好，，低低温温性性能能好好，，缺缺点点是是挥挥发发性性大大，，被被水水的的抽抽出出性性较较大大，，一一般般与与DOP配合合使使用用。。邻苯苯二二甲甲酸酸丁丁卞卞酯酯（（BBP）：：相相容容性性及及成成型型性性好好，，耐耐污污染染、、耐耐油油，，耐耐光光、、热热稳稳定定性性好好。。有有用用BBP和邻邻苯苯二二甲甲酸酸二二卞卞酯酯混混合合，，作作成成BD增塑塑剂剂，，其其耐耐污污染染能能力力极极好好。。邻苯苯二二甲甲酸酸二二丙丙烯烯酯酯（（DAP）：：低低温温性性能能，，光光热热稳稳定定性性与与DOP相似似，，其其他他略略低低些些，，电电性性能能差差些些。。*18邻苯苯二二甲甲酸酸二二仲仲辛辛酯酯（（DCP）：：与与DAP相近近。。邻苯苯二二甲甲酸酸二二异异癸癸酯酯（（DIDP）：：挥挥发发性性、、萃萃出出性性和和游游移移性性均均小小，，电电性性能能好好，，一一般般与与低低温温型型增增塑塑剂剂并并用用。。邻苯苯二二甲甲酸酸二二壬壬酯酯（（DNP）：：性性能能基基本本与与DOP相似似,其增增塑塑效效率率大大于于DOP，但但挥挥发发性性及及被被水水抽抽出出性性比比DOP低，，在在高高温温下下具具有有较较好好的的耐耐久久性性，，但但低低温温性性能能差差。。*196.2.脂肪肪族族二二元元酸酸酯酯类类脂肪肪族族二二元元酸酸酯酯类类增增塑塑剂剂，，是是一一种种低低温温柔柔软软性性好好的的辅辅助助增增塑塑剂剂，，其其与与聚聚氯氯乙乙烯烯的的相相容容性性差差。。已二二酸酸二二辛辛酯酯（（DOA）：：无无色色或或略略有有颜颜色色液液体体，，比比重重0.921~0.924（25℃℃），，沸沸点点210℃℃，是是良良好好的的耐耐低低温温增增塑塑剂剂，，但但相相容容性性较较差差，，有有一一定定的的耐耐热热、、光光性性能能，，润润滑滑性性能能好好，，制制品品手手感感良良好好。。壬二二酸酸二二辛辛酯酯（（DOZ）：：无无色色液液体体，，比比重重0.918(25℃℃),沸点点376℃℃,相容容性性较较差差,耐低低温温性性能能优优异异，，挥挥发发性性很很低低，，耐耐热热、、光光、、绝绝缘缘性性能能好好，，价价格格较较贵贵，，适适于于作作薄薄膜膜、、板板材材、、塑塑料料糊糊。。*20癸二二酸酸二二辛辛酯酯（（DOS）：：淡淡草草黄黄色色液液体体，，比比重重0.910（25℃℃），，沸沸点点270℃℃，不不溶溶于于水水，，溶溶于于乙乙醇醇、、乙乙醚醚、、苯苯等等有有机机溶溶剂剂。。与与聚聚氯氯乙乙烯烯的的相相容容性性较较差差，，耐耐低低温温性性能能良良好好，，挥挥发发性性低低，，能能在在较较高高温温度度下下安安全全加加工工，，电电绝绝缘缘性性能能好好，，耐耐热热、、光光性性能能好好，，但但易易迁迁移移，，易易被被烃烃类类所所抽抽出出。。除除作作耐耐寒寒增增塑塑剂剂外外，，还还可可用用作作发发动动机机润润滑滑油油。。以上上三三种种一一般般均均与与DOP并用用较较好好*216.3.磷酸酸酯酯类类磷酸酸酯酯类类是是相相容容性性最最好好的的主主增增塑塑剂剂，，具具有有阻阻燃燃性性，，有有毒毒。。磷酸酸三三甲甲苯苯酯酯（（TCP）；；无无色色液液体体，，比比重重1.162(25℃℃）,是重重要要的的主主增增塑塑剂剂,阻燃燃、、耐耐水水、、防防霉霉、、耐耐抽抽出出性性好好，，低低温温性性能能差差，，有有毒毒，，配配合合耐耐低低温温型型增增塑塑剂剂较较好好，，常常用用于于电电缆缆，，人人造造革革、、板板材材中中。。磷酸酸三三苯苯酯酯（（TPP）：：相相容容性性好好，，阻阻燃燃性性能能好好，，耐耐寒寒性性差差，，用用于于电电线线电电缆缆。。磷酸酸三三辛辛酯酯（（TOP）：：耐耐候候性性和和相相容容性性好好，，挥挥发发性性大大，，有有迁迁移移性性，，加加工工性性差差，，常常与与DOP并用用。。*226.4烷基基磺磺酸酸苯苯酯酯烷基基磺磺酸酸苯苯酯酯，，也也叫叫石石油油酯酯（（M-50或T-50），，浅浅黄黄色色透透明明液液体体，，平平均均分分子子量量390，相相对对密密度度：：1.03~1.07(25℃℃)，不不溶溶于于水水，，溶溶于于大大多多数数有有机机溶溶剂剂。。作作辅辅助助增增塑塑剂剂，，性性能能比比较较全全面面，，但但耐耐寒寒性性不不及及DOP，一一般般多多和和DOP并用用，，受受强强光光照照射射易易变变黄黄。。*236.5环氧氧酯酯类类环氧氧酯酯类类增增塑塑剂剂在在聚聚氯氯乙乙烯烯配配方方中中，，除除了了作作增增塑塑剂剂外外，，还还可可兼兼作作热热稳稳定定剂剂。。环氧氧大大豆豆油油（（ESO）：：浅浅黄黄色色油油状状液液体体，，是是辅辅助助增增塑塑剂剂兼兼稳稳定定剂剂，，有有良良好好的的热热、、光光稳稳定定作作用用，，低低温温柔柔韧韧性性好好，，挥挥发发性性低低，，抗抗抽抽出出性性能能好好，，无无毒毒，，用用量量一一般般控控制制在在增增塑塑剂剂总总量量的的三三分分之之一一，，常常用用于于透透明明制制品品，，其其化化学学成成分分复复杂杂，，是是甘甘油油脂脂肪肪酸酸酯酯混混合合物物，，与与树树脂脂的的相相容容性性较较差差。。环氧氧硬硬脂脂酸酸辛辛酯酯（（ED3）：：也也叫叫作作环环氧氧脂脂肪肪酸酸辛辛酯酯，，为为浅浅黄黄色色油油状状液液体体，，是是优优良良的的辅辅助助增增塑塑剂剂兼兼稳稳定定剂剂，，热热稳稳定定性性和和耐耐候候性性优优良良、、耐耐低低温温性性、、耐耐挥挥发发、、耐耐抽抽出出性性好好，，常常用用于于农农用用薄薄膜膜、、塑塑料料糊糊。。*24环氧油酸丁酯酯（EBST）：或叫环氧氧十八酸丁酯酯，或叫环氧氧硬脂酸丁酯酯，油状液体体，分子量348~356，比重0.9，碘值小于6。为聚氯乙烯烯的耐热型和和耐寒型增塑塑剂，耐寒性性比DOA好，而且挥发发性较低，其其他性能良好好，相容性好好，增塑效率率高，适用于于低温农业透透明薄膜、人人造革等，还还具有一定的的润滑性，可可改善配合料料的操作性能能，一般添加加量为5~10%。环氧四氢邻苯苯二酸二辛酯酯（EPS）：无色至浅浅黄色油状液液体，比重1.007（20℃），具有邻苯苯二甲酸酯及及环氧两种结结构，因此具具有DOP类的全面性能能及环氧类的的增塑兼稳定定双重性能，，相容性好，，可以作为主主增塑剂，防防霉性能也好好。环氧棉子油：：比重0.916~0.970，毒性15克/千克（环氧大大豆油毒性22克/千克）。可代代替环氧大豆豆油等，用做做聚氯乙烯的的增塑剂兼稳稳定剂，效果果良好，与酯酯类增塑剂并并用，可减少少主稳定剂用用量。*256.6聚合型增塑剂剂聚合型增塑剂剂的耐久性好好，但混合较较困难。已二酸丙二醇醇聚酯（G50）：分子量一一般在1500~4000，一般为黄色色透明粘稠液液体至固体状状物，因为分分子量大，所所以挥发性小小，耐抽出性性，耐迁移性性好，常用于于耐久性制品品，但缺点是是相容性差，，塑化效率低低。癸二酸酸丙二二醇聚聚酯（（G25）：比比重1.06（4℃），与与G50相似。。一般般与DOP并用，，多用用于汽汽车、、电线线电缆缆、电电冰箱箱等长长期使使用的的制品品中。。*266.7含氯增增塑剂剂含氯类类增塑塑剂具具有阻阻燃性性能，，与PVC的相容容性较较差，，一般般作为为辅助助增塑塑剂用用，常常用于于电线线、板板材。。氯化石石蜡：：含氯氯量30~70%，常用用含量量42%类型，，52%类型，，其挥挥发性性低、、不燃燃、价价廉，，但耐耐寒性性及耐耐候性性较差差，加加入0.2份酚类类稳定定剂可可提高高氯氯化石石蜡的的热稳稳定性性。五氯硬硬脂酸酸甲酯酯（MPCS）：浅浅黄色色油状状液体体，有有特殊殊臭味味，阻阻燃、、稳定定性差差、耐耐寒性性差。。*276.8偏苯三三酸酯酯类偏苯三三酸酯酯类增增塑剂剂，兼兼有单单体型型和聚聚合型型两种种增塑塑剂优优点，，挥发发性底底，迁迁移性性小，，耐抽抽出、、耐久久这些些特点点象聚聚酯型型增塑塑剂，，而相相容性性好，，加工工性良良，耐耐低温温又类类似于于DOP类。偏苯三三酸三三辛酯酯（TOTM）：无无色至至淡黄黄色粘粘稠油油状液液体,