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4.2.4 增塑剂结构与性能的关系
一、聚合物与其在化学结构上的类似性
1.若两者有类似化学结构， 有能得到较好的塑化效 果。
例 如 ： DBP （ 二 丁 酯 ） 的结构：
O C -O -C 4H 9
C -O -C 4H 9 O
极性
非极性
2. 从 分 子 类 型 看 ， 对 于 PVC
◆芳香族:相容性好， 耐 寒性差
（2）抽出性与助剂在 不同介质的溶解度 直接相关。
（3）迁移与助剂在不 同的聚合物中的溶 解度有关。
三、助剂对加工条件的适应性 四、助剂必须适合产品的最终用途 五、助剂配和中的协同作用与相抗作用
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4.2 增塑剂
4.2.1 概念
形
变
玻
璃
态
高
粘
弹
流
态
态
Tg
玻璃化 温度
Tf 温 度
粘流 温度
图 非晶高聚合物三种力学状态
2.规律: 两者的相容性取决与它们结构的相似性。 3.稳定性：主要考虑它们个自的性质。
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二、助剂的耐久性
1.助剂损失的途径
三大途径：挥发、抽出、 迁移
（1）抽出性：助剂能够 被水，油或溶剂抽出的性 质。
（2）迁移性：一种材料 中的助剂转移到另一种与 其接触的材料上的性质。
2.规律
（1）挥发性取决于助 剂本身的结构。
2. 碳原子数相同的支链 烷基与直链相比，耐 寒，耐老化，耐挥发 均较差。且随支链数 增加，这种倾向更明 显。但季C热稳定性好， 由于季C无H原子之故。
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四、Ap/Po
Ap/Po值是增塑剂分子中非极性部分脂肪 C原子数 （Ap）与极性基（Po）的比值，它对其性能有极大 的影响。
表4－1 增塑剂Ap/Po与性能的关系
一、定义
凡添加至聚合物体系中能使聚合物玻璃化温度降低，塑性 增加，使之易于加工的物质均可以叫增塑剂。
※【玻璃化温度】※ 非晶高聚物按温度区域划分为三种力学状态: 玻璃态、高 弹态、粘流态。
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二、分类
1.按相容性差异分：主增塑剂，辅助增塑 2.按作用方式分：内增塑剂，外增塑剂 3.按分子量差异分：单体型，聚合物型 4.按应用特性分：通用型，特殊型
磷酸三甲苯酯
TCP
塑化效率
33.5 28.5
26.5 32.5
35.3
相对塑化 效率比值
1.00 0.81 0.87 0.79 0.93 0.91 1.12
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三、耐寒性好 四、耐老化性好 五、耐久性好 六、电绝缘性好 七、具有难燃性能 八、要求无色，无臭，无味，无毒 九、耐霉菌性强 十、配制增塑剂糊的粘度稳定性好 十一、良好的耐化学药品性与耐污染性 十二、价格低廉
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4.1概 述
4.1.1 定义，类别
一、定义
助剂是某些材料和产品 在生产、加工过程或使 用过程个所需添加的各 种辅助化学品
二、作用 改善生产和提高产品 性能。
三、分类
抗老化:抗氧剂，光热稳定剂 改善机械性能:交联剂，偶联
剂，填充剂 改善加工性能:润滑剂，软化
剂 柔软，轻质化:增塑剂，发泡
剂等 改善表面性能与外观：着色剂，
抗静电剂等 阻燃作用:阻燃剂，烟雾抑制
剂等
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助剂的用量一般较小，但它的作用很大， 它可以使某些性能有较大缺陷或加工很 困难而几乎失去使用价值的聚合物变成 宝贵的材料。几乎所用的合成材料都需 要助剂。若无助剂，许多和成材料将失 去实用价值，因而助剂和聚合物是相互 依存的关系。
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4.1.2助剂在应用时的几个注意问题 一、助剂与聚合物的配伍性
1.配伍性---指聚合物与助剂之间的相容性以及在稳 定性方面的相互影响。助剂一般须在制品中长期稳定，
均匀地存在，以发挥其应有的效能，这就要求助剂与聚合物 之间有良好的相容性，如果相容性不好，助剂就易于析出。
【固体助剂析出为“喷霜”，液体析出为“渗出”或“出 汗”。】
◆脂肪族:相容性差，耐寒 性好
◆脂环族:性能居中
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二、极性部分的酯型结构
一般规律：
1.酯基数越多，相容性、透明性增加。（一般含1-3酯
基）
2.含一个酯基时，酯基的位置对性能影响差别不大。
如：A－CO－O－B 与 B－CO－O－A
3.由仲醇合成的酯基与伯醇合成的相比，η相容性， 耐寒性，耐热性等都较差。
O
O
伯 － C H 2 － O － C －仲 － C H － O － C －
4.具有多个酯基时，一般在具有长链烷基的直链状增
塑剂中，酯基靠近会使相容性降低。
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三、非极性部分的亚甲基链与烷基
1.邻苯二甲酸酯，脂肪 族二元酸酯等，随直 链烷基碳原子数的增 加，耐寒性与耐挥发 性提高，而相容性， 塑化效率则降低。
η相对＞1.0，对DOP而言是较差的增塑剂 η相对＜1.0，对DOP而言是较好的增塑剂
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表 各种增塑剂对PVC的塑化效率及相对塑化效率比值
增塑剂
邻苯二甲酸二（2-乙基己酯）DOP
邻苯二甲酸二丁酯
DBP
邻苯二甲酸二异丁酯
DIBP
癸二酸二丁酯
DBS
癸二酸二（2-乙基己酯） DOS
乙二酸二（2-乙基己酯） DOA
Ap/Po 低--高
Ap/Po
低--高
相容性 高--低 塑化效率 高--低 挥发性 高--低
耐油性 高--低
热稳定性
低--高
低温柔软性
低--高
耐皂洗性
低--高
一、增塑剂与聚合物有良好的相容性
二、塑化效率高 1.塑化效率的概念
指使树脂达到某一柔软程度的用量。它是一个相对比较 值，以DOP为基准，即ηDOP=33.5 （见下页的表）
2.相对效率比值
指塑化同一种树脂，达到相同柔韧度，某一增塑剂与 DOP塑化效率的比值。以DOP的η相对，DOP =1.0， 即：η相对，DBP =28.5/33.5第四章 合成材料助剂
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教学内容
1.增塑剂 2.抗氧剂 3.阻燃剂 4.抗静电剂 5.热稳定剂 6.发泡剂
教学内容
1.增塑剂的增塑机理、 合成原理及生产工艺。
2.理解其它各类助剂 的合成原理、作用机 理。
3.掌握典型助剂的生 产工艺。
4.了解各类助剂的性 能。
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4.2.2增塑机理
◆总的来说，是削弱了聚和物分子间力，从而增加 了聚和物分子链的移动性，降低其分子链的结晶 性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬 度，软化温度与玻璃化温度的下降，而伸长，曲 挠性与柔韧性提高。
静电引力
范氏作用力 诱导力
分子间力
色散力
氢键
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4.2.3 对增塑剂性能的基本要求