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聚酯型增塑剂概述: 聚酯增塑剂(polyester
plasticizers)是由二元酸和二元醇缩聚而成的高分子聚合型增塑剂。该系列增塑剂为无色或黄色粘滞透明油状液体,无味,无毒,不溶于水。作为增塑剂的一个重要系列产品,具有耐抽出、耐迁移、耐挥发性极佳,耐油、耐高温性能超群的特点,素有永久性增塑剂之称。 在聚合物/增塑剂体系中,绝大多数增塑剂与聚合物之间不存在化学键。以分子状态分布聚合物分子链间的增塑剂分子靠增塑剂分子-聚合物分子间力而保留在聚合物分子链间,增塑剂分子与聚合物分
子链不断结合又不断分离,整个系统处于热力学平衡中,也就是说,增塑剂分子可以随时在聚合物分子链间移 |
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动。当塑化物与外界的气相(特别是高温条件下)
液相(如油、溶剂和水)和固相高分子材料(如与增塑剂有一定相溶性的塑料和橡胶)接触时,塑化物界面上的一些增塑剂分子便会脱离系统界面而扩散进入气相、液相和固相高分子材料中,从而使塑化物界面附近区域内增塑剂的浓度降低,于是处于塑化物内部的增塑剂又沿沿不断地向增塑剂浓度低的塑化物界面区域扩散。结果造成增塑剂向气相的挥发损失、向液相的抽出损失、向固相高分子材料的迁移损失;由于增塑剂的挥发、抽出、迁移,在宏观上造成起雾、渗出、软化、脆化和污染现象降低了塑化物或与塑化物接触的高分子材料的实际使用性能。 为了改善普通增塑剂的这些不足之处,近年来发展了分子量在1000以上的聚合型永久性增塑剂,该系列增塑剂除具有通常使用的增塑剂的一般性能外,更具有如下主要特点; 一.耐挥发性
增塑剂的挥发性包括塑化物在高温加工时增塑剂的挥发性和制品在使用条件下增塑剂的挥发性两个方面。增塑剂的挥发性与蒸气压有直接关系,分子量低的增塑剂的蒸气压高,所以低分子量的增塑剂的挥发性大。如DBP等分子量在300左右的增塑剂的挥发性是相当大的。分子量在500左右的DTDP和DUP的挥发性则稍小,而高分子量的聚酯型增塑剂的蒸气压非常低,其挥发性亦是现有增塑剂品种最低的。
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增塑剂的蒸气压为0.05μHg时的温度
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增塑剂 |
温度,℃(0.05μHg) |
增塑剂 |
温度,℃(0.05μHg) |
| 聚酯型增塑剂(PA2600) |
>230 |
D O S |
84 |
| 环氧化大豆油(G62) |
115 |
T C P |
78 |
| 季戊四醇四己酸酯 |
108 |
D O P |
68 |
| D I D P |
92 |
D B P |
29 | |
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在PVC塑化物中部分增塑剂的挥发性
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增塑剂 |
挥发损失% |
增塑剂 |
挥发损失% |
| D O A |
13.9 (24小时) |
聚酯型增塑剂PA6000 |
1.6 (144小时) |
| D I D A |
3.4 (24小时) |
聚酯型增塑剂PA2600 |
2.0 (144小时) |
| D I B A |
63.0 (24小时) |
聚酯型增塑剂PA2000 |
2.6 (144小时) |
| D O Z |
5.7 (24小时) |
D O I P |
6.5 (24小时) |
| D B P |
44.0 (24小时) |
T O P |
11.0 (24小时) |
| D O P |
4.5 (24小时) |
D I D P |
2.2 (24小时) |
| 聚酯型增塑剂PS8000 |
1.0 (144小时) |
环氧化大油 |
2.0 (24小时) |
试片配方:PVC100,增塑剂67,试片厚度1.0毫米,87℃。 |
二.耐抽出性 当塑化物与油类、溶剂类以及较浓的肥皂水等接触时,一方面塑化物中增塑剂会被溶剂抽出,但同时溶剂又会渗入到塑化物中引起塑化物溶胀和软化。 增塑剂的被抽出性与增塑剂本身的性质(如分子结构、分子量、极性)和所用溶剂的性质密切相关。由于有机溶剂、油类以及水和肥皂水等本身的性质不同,所以在抽出性上又不尽相同。如极性较大的DBP耐水性较DOP、DIDP、偏苯三酸酯较差,但耐非极性的煤油抽出性却比DOP、DIDP、偏苯三酸酯等要好一些。高分子量的聚酯增塑剂一方面由于随着分子量的增加但极性并未降低,另一方面因为它具有长链的大分子结构。所以耐极性与非极性溶剂抽出性都是非常优秀的,尤其是耐油性和耐有机溶剂
萃取性能是其他增塑剂所无法匹敌的。
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聚酯类增塑剂与其他增塑剂耐油抽出性(重量损失,%)
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溶 剂 |
增 塑 剂 |
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癸二酸型 聚酯PS8000 |
己二酸型 聚酯PA6000 |
己二酸型 聚酯PA2600 |
DOP |
TDP |
环氧大 豆油 |
| 高辛烷值航空燃① (RDE/F·75) |
+0.4 |
-2.0 |
-3.2 |
-23.0 |
-25.0 |
-26.0 |
| 石油醚SBP·2 ① |
-1.8 |
-2.3 |
-3.5 |
-19.0 |
-17.0 |
-18.1 |
| 煤油① |
+0.2 |
-0.6 |
-1.1 |
-17.0 |
-1.4 |
-12.0 |
| 变压器油① |
+0.1 |
-0.7 |
-1.6 |
-4.6 |
-1.0 |
-4.2 |
| 高芳香汽油② |
-1.5 |
-2.0 |
-3.1 |
-26.2 |
-18.4 |
-16.1 |
| 矿物油③ |
-0.5 |
-1.6 |
-2.0 |
-19.8 |
-7.9 |
-12.1 |
| 橄榄油③ |
-0.9 |
-1.4 |
-2.2 |
-19.3 |
-9.1 |
-10.9 | 试片配方:PVC100,增塑剂50 试片厚度:0。25毫米;实验时不得搅动溶剂。 ①在20℃浸渍10天,然后在20℃干燥24小时;②在25℃浸渍2小时;
③在50℃浸渍24小时; |
三.耐迁移性 一些软质PVC制品在使用过程中往往会与橡胶、漆膜、聚苯乙烯制品等接触。(如PVC地板、橡/塑复合电缆、压敏性胶粘带中软质PVC常与橡胶接触,电器制品中聚苯乙烯常与软质PVC接触,家具漆膜与PVC的接触等)在接触时软质PVC中的增塑剂会向这些材料中迁移,引起与之接触的材料变软、发粘、龟裂。同时也造成PVC制品本身的表面污染(有着色剂的制品尤为明显)。 增塑剂迁移性的大小
是扩散控制因素及表面控制因素决定的,在PVC中由于聚酯增塑剂是大分子结构其扩散速度最慢,迁移量几乎为零(中等分子量)。表面控制因素同挥发的情况一样(与蒸气压有关)。聚酯型增塑剂是已知所有增塑剂品种中耐迁移性性能最优秀的品种。
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聚酯型增塑剂与DOP迁移性比较
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聚酯型增塑剂(PA2600) |
D O P |
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失重% |
失重% |
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迁入天然橡胶 |
0.2 |
13.7 |
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迁入聚苯乙烯 |
0 |
7.6 |
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迁入ABS |
0 |
1.46 |
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迁入丁苯橡胶 |
0 |
10.0 |
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迁入丁腈橡胶 |
1.3 |
6.5 |
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迁入氯丁橡胶 |
2.0 |
粘结过紧,无法拨离。 |
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迁入硝酸纤维素 |
2.2 |
14.1 | 将高分子材料试片夹在PVC试片之间,在70℃老化7昼夜。
聚酯型增塑剂除具有上述优秀特性之外,还兼有;增塑效率高、光热稳定性好、电绝缘性好、无毒、相容性较好的综合性能。 在美、日及欧洲等橡塑工业发达的国家,聚合型增塑剂的生产、应用都非常普及。而我国在该领域发展非常缓慢,目前一些研究单位、厂家还处于研究、摸索阶段。 天津阿普瑞克化学有限公司自1997年同国内知名院所共同合作,重点进行了聚酯类增塑剂的研制开发。历经
三年多的潜心研究、实验,现已研制并生产出了五大类十三个牌号的聚酯型增塑剂产品。从而使国产聚酯增塑剂无论在品质上还是在应用性能上都已达到或接近了国外同类产品的水平,经有关权威机构检测认定以及客户的实际应用完全能够替代进口产品。
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聚酯增塑剂类:
1. 聚己二酸-1,2-丙二醇酯
规格 PA-1500,PA-2300,PA-2600,PA-6000商品名称 聚己二酸丙二醇酯、己二酸丙二醇聚酯 英文名称
Poly(1,2-propylene glycol adipate) 结构式 R3O-[ OCR1COOR2O]n- OCR1COOR3式中 R1:-( CH2) 4- R2:- CH2- CH- | CH3 R3:- CH2- CH-( CH2) 3- CH3- | C2H5 |
质量标准
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指标名称 |
指标 |
| 分子量 Mn |
1500-6000 |
| 色号 |
无色至淡黄色液体 |
| 酸值mgKOH/g ≤ |
3.0 |
| 粘度(25℃),Pa·s |
2.5-6.0 |
| 密度(ρ25),g/cm3 |
1.096-1.100 |
| 闪点 ℃ > |
278 | |
| 耐久性特别良好;耐溶剂和油抽出;耐迁移;极低的挥发性。广泛应用于耐油、耐高温特殊制品,如:耐油胶管、耐高温、高湿非迁移电缆料,耐高温线材的包复层、绝缘料等,用于接触涂料层、橡胶、聚苯乙烯、ABS和有机溶剂紧密的制品,如:电器电线、冰箱密封条、管、器材等。在抗污染制品方面用于地板材料、
耐油手套及胶靴。在接触食品方面可用于包装薄膜、饮料软管、瓶盖垫片等。作为冲击改性剂用于硬质PVC配方中,起到改善PVC树脂脆性,增韧的效果。 |
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2.聚己二酸-1,3-丁二醇酯
规格 PA-1500d,PA-2000d,PA-2800d,PA-3300d商品名称 聚己二酸丁二醇酯 己二酸丁二醇聚酯 英文名称
Poly(1,3-butylene glycol adipate) 结构式 R3O-[ OCR1COOR2O]n- OCR1COOR3式中 R1:-( CH2) 4- R2:- CH2- CH2- CH-
| CH3 R3:- CH2- CH-( CH2) 3- CH3- | C2H5 |
质量标准
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指标名称 |
指标 |
| 分子量Mn |
1500-3000 |
| 色号 |
无色至淡黄色液体 |
| 酸值mgKOH/g ≤ |
3.0 |
| 粘度(25℃),Pa·s |
3.0-5.0 |
| 密度(ρ25),g/cm3 |
1.080-1.084 |
| 闪点 ℃ > |
280 |
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| 本品在天然和合成橡胶、聚苯乙烯、丙烯酸涂料和各种油漆和搪瓷以及橡胶与PVC掺混料中耐迁移性显著。主要应用于:绝缘胶带、内涂层、电器绝缘材料、食品、烟草传送带、冰箱衬里以及内部装饰材料等。此外应用于橡胶制品中,能赋予橡胶以硫化耐热性,耐油性,抗溶胀性,和耐迁移,能
改善胶料的加工性能,如降低胶料的尼粘度,提高硫化胶的回弹性的伸长率。 |
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3.脂肪酸改性聚己二酸丙二醇酯
规格 PG-1500分子量
1500 该产品
耐久性能较单体(低分子量)增塑剂优秀,加工性能好,适用于对耐久性能有一定要求的PVC软制品、糊状成型产品、丁晴橡胶和氯丁橡胶等。 |
质量标准
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指标名称 |
指标 |
| 色号 |
淡黄色透明液体 |
| 酸值mgKOH/g ≤ |
2.0 |
| 粘度(25℃),Pa·s |
2.5-4.5 |
| 密度(ρ25),g/cm3 |
1.08-1.20 |
| 闪点 ℃ > |
260 |
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4. 癸二酸-1,2-丙二醇酯
规格 PS-3000,PS-6000商品名称 聚癸二酸丙二醇酯 癸二酸丙二醇聚酯 英文名称
Poly(1,2-propylene glycol sebacate) 结构式 R3O-[ OCR1COOR2O]- OCR1COOR3式中
R1:-( CH2) 2- R2: - CH2- CH- |
CH3
R3:- CH2- CH-( CH2) 3- CH3- | C2H5 |
质量标准
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指标名称 |
指标 |
| 分子量Mn |
1500-6000 |
| 色号 |
淡黄色透明液体 |
| 酸值mgKOH/g ≤ |
3.0 |
| 粘度(25℃),Pa·s |
3.0-5.0 |
| 密度(ρ25),g/cm3 |
1.05-1.07 |
| 闪点 ℃ > |
285 |
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| 本品耐久良好;耐迁移;特别低的挥发性;耐紫外线暴晒。主要用于:高级人造革、防水卷材,鞋料和衬套、涂敷织物、医疗器械外科手术器械和电器把柄、高档家具层板、嵌条和室内装璜片材、汽车用制品等。此外还可用于橡胶,粘合剂和油漆方面。 |
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5. 癸二酸-1,3-丁二醇酯
规格 PS-3500d,PS-8000d商品名称 聚癸二酸丁二醇酯 癸二酸丁二醇聚酯 英文名称
Poiy(1,3-butylene glycol sebacate) 结构式 R3O-[ OCR1COOR2O]- OCR1COOR3式中 R1:-( CH2) 2- R2:- CH2- CH2- CH-
| CH3 R 3:- CH2- CH-( CH2) 3- CH3-
| C2H5
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质量标准
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指标名称 |
指标 |
| 分子量Mn |
2000-8000 |
| 外观 |
淡黄色透明液体 |
| 酸值mgKOH/g ≤ |
3.0 |
| 粘度(25℃),Pa·s |
10-15 |
| 密度(ρ25),g/cm3 |
1.06-1.08 |
| 闪点 ℃ > |
300 |
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| 本品耐久性
能优秀;不迁移;耐挥发性突出;电性能优良,适用于高温、高湿等不良条件环境中要求耐久性苛刻的制品;如:医疗制品、军工产品、航天及精密仪器中的耐久制品。 | |