增塑剂在聚氯乙烯(ＰＶＣ)的各种添加剂中占据局的绝对的数量比，甚至有些成为PVC的主要原料，所以增塑剂的选型对于PVC而言相当重要。
聚氯乙烯是一种强极性聚合物,分子间有很大的作用力,需加热到一定的温度方能显示塑性。它对热极敏感,当加热到130～140℃时就开始发生严重的分解,变成棕色或黑色。由于分子间的强作用力使制品变得坚硬而缺乏弹性和柔韧性。增塑剂的作用就在于削弱ＰＶＣ分子间的作用力,从而降低软化温度,减小溶体的粘度,增加其流动性,改善ＰＶＣ的加工性能和制品的柔韧性。增塑剂通常是难挥发的高沸点酯类,少数是低熔点固体,它们一般不与聚合物(ＰＶＣ)发生化学反应。
增塑剂的分类方法不一,常用的分类法是根据化学结构、应用性能、分子量、添加方式、溶解性、相容性和毒性等来分类。增塑剂的使用条件是与树脂有良好的相溶性;价格低廉;增塑效率高;增塑速度快;耐久性好(挥发性低、逸移性小,耐抽出性高);环境稳定性好(耐光、耐热、耐菌、耐化学药品和阻燃性好);卫生性好(对人、畜和农作物无毒、不污染、无味);电绝缘性好;粘度稳定性好。但是没有一种增塑剂能满足所有条件,实际使用时,多数是由两种或多种并用,以取长补短,获得最佳的增塑效果并达到完善的性能要求。
增塑剂的选用在一个配方中,要使制品的所有性能都达到最佳值是不可能的,因此,选用增塑剂时首先要保证主要的性能要求。比如儿童玩具及食品包装物等的要求主要性能无毒,外观质量优美;农膜要求对农作物无害、耐光、耐热;而电线电缆料的主要要求是电绝缘性好等等,除这些要求外,
增塑剂的选用还应着重考虑以下5个方面的因素
1.增塑剂本身的性能;
2.ＰＶＣ树脂的性能;
3.制品所要求的性能;
4.增塑剂的加工适应性;
5.成本。
而就增塑剂本身的性能考虑,相溶性对增塑剂最为重要,它是选择增塑剂时必须首先考虑的基本因素。增塑剂与树脂的相容性好,则增塑效率高,增塑剂不离析、不渗出,制品的柔韧性好,使用寿命长。相容性是指两种或多种物质混合时的相互亲和性,即分子级的可混性,相容性好能够形成均质混合体系。在生产实践中,增塑剂在聚合物中的相容性好坏主要根据配合试验和经验来断定。评价相容性的简单方法是将增塑剂、树脂和适当的溶剂按一定比例混合,调制成均匀的溶液缓流延成薄膜,观察它的透明状况来判断,薄膜均质透明表示相容性好,模糊的意味着相容性差,另一个方法将增塑剂与ＰＶＣ树脂按一定比例混合均匀,加热使其塑化后冷却至室温,观察表面有无渗出物,无增塑剂渗出说明相溶性好,渗出增塑剂越多说明相容性越差。根据一般规律,极性越相近者越容易互溶,因此,增塑剂的溶解度参数与树脂的溶解度参数越接近,两者相容性越好。介电常数是分子极性的函数,它受偶极矩和氢键的影响很大。介电常数可用来作为判断增塑剂相容性的参数。根据对聚氯乙烯的研究结果,增塑剂的溶解度参数一般选用8.4～11.4。介电常数为4～8,这时的相容性比较理想。
现在我们国内市场常用增塑剂如下：
巴斯夫®Hexamoll DINCH® 环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯，是清晰的，无色的增塑剂，开发中使用于特别敏感的基于暴露和毒性问题，如医疗用品，玩具，食品包装中的应用。是敏感软质 PVC等极性聚合物 产品的第一选择，并兼容所有的单体增塑剂常用的聚氯乙烯。相对于DOP和DINP，®Hexamoll DINCH提供了改进的低温性能。在塑胶（造粒或增塑生产）应用提供较低的初始粘度和粘度稳定性好，同PVC材料配伍性相当好。广泛应用于 PVC：食品保鲜膜、食品密封内垫、运动休闲产品、密封剂、浴帘、鞋类、防滑垫、水管、电线电缆玩具、食品包装、医疗用品等敏感软质PVC产品; Non-PVC：dinch增塑剂应用于分散剂、胶水、香料、油墨、指甲油等。
朗盛Mesamoll® 烷基磺酸苯酯，是淡微黄色透明液体，广泛应用于基于聚氯乙烯（PVC）制品的增塑剂，如聚氨酯（PUR），丁腈橡胶（NBR），天然橡胶（NR），苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）共混，丁苯橡胶和顺丁橡胶（SBR、BR），丁基橡胶（IIR）典型的应用是：聚氨酯密封胶粘剂系统（单组分和双组分系统）可塑，便于填充或覆盖在结构和部分建筑物接头工艺密封胶；清洁剂 ：清洗服务液体聚氨酯发泡机械；滚塑成型：通过旋转铸造制成的聚氯乙烯制品；浸渍模塑：PVC手套和一路所产生的其他物品浸成型；压延：汽车工业用膜，隧道等工程应用的膜，游泳池盖，浴帘，处膜，焊膜，绝缘膜，胶带；挤压：简介汽车工业，对接带，油管，风化、耐酸碱的结构型材，吹塑薄膜；注射成型：工作靴；涂料（包括传播）：空气支撑结构和帐篷涂层，职业防护服，雨衣，浴垫，扩张膜。
ＤＯＰ邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯简称ＤＯＰ,它是邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇酯化合而得的无色或淡黄色油状透明液体。有二辛酯的特殊气味。分子量391,酸值(ｍｇＫｏｈ/ｇ)≤0.10,酯含量99%～100%,相对密度0.980～0.986(25℃),粘度80ｃｐ(20℃),折光率1.4830～1.4859(20℃),体积电阻率1×10″Ω·ｃｍ。它是塑料加工中使用最广泛的增塑剂之一,具有优良的综合性能,增塑效率高,挥发性小,耐紫外光,耐水抽出,逸移性小,而且耐寒性、柔软性和电气性能等都很好,是一类比较理想的主增塑剂,也是国内用量最大的增塑剂,在港、台以及国外先进地区由于辛醇的产量及价格问题以及ＤＯＰ致癌问题的争论,它已逐步被其它的增塑剂取代。
ＤＢＰ邻苯二甲酸二正丁酯ＤＢＰ,是由邻苯二甲酸酐和正丁醇酯化而得的无色油状液体,它微具芳香味。分子量278,酸值≤0.1ｍｇＫＯＨ/ｇ,酯含量99%～100%,相对密度1.042～1.049(25℃),粘度17～22ｃｐ(20℃),也是广泛应用的增塑剂之一。价廉易得,具有优良的溶解性、分散性和粘着性,此品与颜料的相容性好,用于着色薄膜塑料制品时与蓖麻油一起加入。主要缺点是挥发性较大,故耐久性差,使用时应注意。
ＤＩＤＰ邻苯二甲酸二异癸酯ＤＩＤＰ,它是由邻苯二甲酸酐和异癸醇(由羰基合成得到的主要成分为二甲基辛醇和三甲基庚醇混合物)酯化而得的粘稠油状液体,微具气味,分子量446,酸度(以醋酸计)≤0.01%,酯含量>99%,相对密度(25℃)0.961～0.969,粘度83～125ｃｐ(20℃),着火点271℃。它可作为ＰＶＣ的主增塑剂,其挥发性小,耐逸移性、耐水抽出性,电绝缘性出色,但分子量较大,相容性、增塑效率和耐寒性不及ＤＯＰ。含有本品的制品柔软性随温度的变化较小,适用于使用温度广泛的制品,如电线电缆护套、农膜,本品受热易变色,通过与酚类抗氧剂(如双酚Ａ)并用可以改善此性能。
ＤＩＮＰ邻苯二甲酸二异壬酯ＤＩＮＰ,它是由邻苯二甲酸酐与羰基合成得到的壬醇(主要是3,5,5-三甲基乙醇)酯化而得的无色透明液体,分子量419,酸度(以邻苯二甲酸计)<0.025%,酯含量>99,相对密度0.965～0.972(25℃),粘度78～120ｃｐ(20℃),闪点219℃,折光率1.4812(25℃)。本品主要用做乙烯基树脂的通用型增塑剂,挥发性低,逸移性小,能赋予制品良好的耐光性、耐热性、耐老化性和电绝缘性,本品的水抽出性比ＤＯＰ好,但增塑效率不及ＤＯＰ,约低10%,耐寒性也较差,不适用于低温应用的制品,由于价格及质量和其它原因优于ＤＯＰ,现港台及国外先进国家和地区用于取代ＤＯＰ作为主增塑剂使用。
ＴＸＩＢ2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯,本品为液体,分子量286,色泽(ＡＰＨＡ)<30,酸度(以异丁酸计)≤0.05%,酯含量>98%,相对密度0.942～0.948(20℃),闪点(开杯法)143℃,折光率1.43(25℃),体积电阻率1.5×10″Ω·ｃｍ,相容性好,可赋予制品良好的耐寒性和耐水性,本品可作为ＰＶＣ和氯乙烯共聚物的增塑剂,使用此品可提高填充剂的填充量。美国Ｅａｓｔｍａｎ生产,商品名称ＴＸＩＢ。
ＤＯＡ己二酸二辛酯ＤＯＡ,它是由己二酸酐和辛醇酯化而得的无色透明油状液体,分子量371,酯含量≥99%,酸值≤0.2ｍｇＫＯＨ/ｇ,相对密度0.921～0.927(25℃),粘度12～15ｃｐ(25℃),体积电阻2×10″Ω·ｃｍ(30℃)。它是ＰＶＣ典型耐寒增塑剂,增塑效率高,受热变色性小,可赋予制品良好的低温柔软性和耐光性,在加工时显示良好的润滑性,制品的手感性好,多与ＤＯＰ.ＤＩＮＰ等主增塑剂并用于耐寒性农膜,冷冻食品包装膜、电线电缆包覆层等。但本品的挥发性较大,耐水性、逸移性、电绝缘性等方面也都有一定不足,使用时应予注意。类似的癸二酸二辛酯ＤＯＳ价格和各方面性能皆好于ＤＯＡ。
ＴＯＴＭ偏苯三酸三辛酯ＴＯＴＭ,它是由1,2,4-偏苯三酸酐与2-乙基己醇酯化而得的透明粘绸状液体,微具气味,分子量547,色泽(ＡＰＨＡ)<250,酸值<0.3ｍｇＫＯＨ/ｇ,相对密度0.981～0.997(20℃),粘度100～300ｃｐ(20℃),本品为耐热和耐久性增塑剂,它的增塑效率和加工性能与邻苯二甲酸酯类增塑剂相近,耐久性可与聚合型增塑剂媲美,挥发性低,耐水抽出性、耐逸移性、低温性能和电性能皆优,可用于耐热电线电缆料、极片材、密封垫等要求耐热和耐久性的制品。但本品的耐油性不及聚酯增塑剂,捏合性不及ＤＯＰ。另日本花王石卤佥株式会社生产的均苯四酸四正辛酯较ＴＯＴＭ为好,各项性能与之类似。
环氧大豆油环氧大豆油。它是精制的豆油在酸存在下用双氧水环氧化制得的浅黄色油状液体,平均分子量950,相对密度0.985～1.000(25℃),着火点310℃,环氧值≥6%,加热后环氧值≥5%(177℃×3ｈ),与ＰＶＣ相容性好,是聚氯乙烯的增塑剂兼热稳定剂。挥发性低,逸移性小,具有优良的热稳定性和光稳定性,耐水性和耐油性亦佳,可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电绝缘性能。本品适用于各种ＰＶＣ制品,可与聚酯类增塑剂并用,与热稳定剂并用有显著的协同效应。在配方中使用1～3ｐｈｒ就可达到极佳的要求,瑞士ｃｉｂａＧｅｉｇｙ生产的商品名称为1239的质量最佳。
上述增塑剂是各具特色、有代表性的增塑剂。增塑剂是ＰＶＣ塑料(软质)制品中填充量较大,投资量最多的助剂,它不仅能显著地改善塑料的加工性能和使用性能,而且选择合适,配合恰当可以降低成本,节约能耗,提高生产效率并保证产品质量。目前采用两种以至二种以上增塑剂混合应用,其主要原因是要得到一种平衡的综合性能,而单一增塑剂不可能达到,使用混合增塑剂可以改善混合物的电性能、爽感、耐溶剂性能等。
