增塑劑對(duì)塑料產(chǎn)品性能的影響

曹柳男，張紅梅，張小英

(太原市塑料研究所，山西 太原 030006)

增塑劑對(duì)塑料產(chǎn)品性能的影響

Effect of plasticizer on properties of plastic products

曹柳男，張紅梅，張小英

(太原市塑料研究所，山西 太原 030006)

本文從實(shí)驗(yàn)角度對(duì)松香十二酯、脫氫樅酸十二酯、脫氫樅酸十四酯、脫氫樅酸十六酯4種增塑劑對(duì)PVC樹脂的增塑性能等方面的所用加以探究。希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)理論研究與實(shí)踐提供一些參考依據(jù)。

增塑劑；PVC樹脂；性能

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 增塑劑（松香十二酯）對(duì)PVC增塑性能的初步研究

將100份樹脂粉、20份增塑劑、及其2.5份的鈣鋅符合穩(wěn)定劑混合攪拌均勻，然后取出55 g并且進(jìn)行密煉，溫度為185℃，時(shí)間為8 min，結(jié)束之后壓片，然后得出物料流變曲線。

分別測試PVC樹脂粉及其壓片體系。在室溫40℃，保溫3 min，再將溫度升至150℃，然后將升溫曲線記錄下來。

1.2 三種脫氫樅酸長脂鏈對(duì)PVC增速性能的初步研究

表1 增塑PVC材料配方

依據(jù)表1的三種配方，分別稱量脫氫樅酸十二、十四、十六，與PVC樹脂粉及其穩(wěn)定劑混合并且攪拌均勻，取體系55 g進(jìn)行密煉，溫度為185℃，時(shí)間為8 min，結(jié)束之后進(jìn)行壓片，得到物料流變曲線。

測試PVC樹脂粉及其壓片體系，測試環(huán)境溫度40℃，保溫3 min之后將溫度升至150℃，將升溫曲線進(jìn)行記錄。

2 結(jié)果與討論

2.1 松香十二酯/PVC樹脂增塑體系

時(shí)間與密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系是：在0～0.4 min區(qū)間范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速是10，在區(qū)間0.4～0.5 min區(qū)間之內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為30, 0.6～8.3 min范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為70，時(shí)間為8.4 min時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速先是30，然后變?yōu)榱悖瑴囟葹?85℃。

在0～1.2 min區(qū)間內(nèi)，達(dá)到加料峰，峰值隨著物料溫度的升高與密煉設(shè)定溫度逐漸接近，慢慢地PVC樹脂出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，密煉體系內(nèi)部空氣被排出，轉(zhuǎn)矩最小。1.2～2.5 min區(qū)間內(nèi)，PVC樹脂顆粒出現(xiàn)破碎，物料黏度增加，其表面逐漸出現(xiàn)塑化現(xiàn)象，密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩逐漸升高。在2.5～8.2 min區(qū)間之內(nèi)熔融物料隨著物料各處溫度的一致而逐漸均勻，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩保持大約為3.46 Nm的平衡轉(zhuǎn)矩。這說明在溫度為185℃、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為70時(shí)，密煉體系中的PVC樹脂完全熔融，PVC樹脂與增塑劑松香十二酯的密煉混合效果非常理想。

對(duì)于PVC樹脂，松香十二酯能夠使降低其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，雖然具有一定的增速性能，但是相對(duì)于鄰苯二甲酸酯類，增速性能較弱，可能是前者的分子量大于后者，盡管相對(duì)于鄰苯二甲酸酯類，其增塑性能較弱，但仍舊能夠作為新型的環(huán)保增塑劑來使用。

2.2 脫氫樅酸十二脂/PVC樹脂增塑體系

按照上表第一種配方，對(duì)于脫氫樅酸十二酯/ PVC增塑體系，時(shí)間與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間存在如下關(guān)系：最小區(qū)間內(nèi)為30，0.6為70，10 min時(shí)轉(zhuǎn)速逐漸下調(diào)至30，最終變?yōu)?，密煉溫度為185℃。在低于2 min時(shí)，轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)加料峰，峰值逐漸向密煉溫度靠近，出現(xiàn)PVC樹脂軟化及其內(nèi)部空氣排出等現(xiàn)象，此時(shí)轉(zhuǎn)矩降至最低。在2～4 min時(shí)，PVC樹脂顆粒由于密煉轉(zhuǎn)子和熱產(chǎn)生的剪切作用而破碎，并且其內(nèi)部物料表面出現(xiàn)塑化現(xiàn)象，且黏度變大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩慢慢升高；4～10 min時(shí)，熔融物料結(jié)構(gòu)逐漸均勻，密煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩保持穩(wěn)定，平衡轉(zhuǎn)矩大致為3.55 Nm，說明在溫度為185℃、轉(zhuǎn)速是70的條件下，PVC樹脂能夠?qū)崿F(xiàn)完全熔融，增塑劑與PVC樹脂的混合密煉效果非常理想。

在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度方面，二者的轉(zhuǎn)變溫度分別是69℃和58℃，相對(duì)于純PVC樹脂，二者分別下降了15℃和30℃，對(duì)于PVC樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變而言，脫氫樅酸十二酯雖然具有一定的增速效果，但弱于鄰苯二甲酸酯類，可能由于前者的分子量大于后者，前者單位增塑性能不及后者，可作為新型環(huán)保增塑劑來使用。

2.3 脫氫樅酸十四酯/PVC樹脂增塑體系

按照上表第二種配方，對(duì)于脫氫樅酸十四酯/ PVC增塑體系，時(shí)間與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間存在如下關(guān)系：最小區(qū)間內(nèi)為30，0.6為70，10 min時(shí)轉(zhuǎn)速逐漸下調(diào)至30，最終變?yōu)?，密煉溫度為185℃。在低于2.5 min時(shí)，轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)加料峰，峰值逐漸向密煉溫度靠近，出現(xiàn)PVC樹脂軟化及其內(nèi)部空氣排出等現(xiàn)象，此時(shí)轉(zhuǎn)矩降至最低。在2.5～6 min之間時(shí)，PVC樹脂顆粒破碎，并且其內(nèi)部物料表面出現(xiàn)塑化現(xiàn)象，且黏度變大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩慢慢升高；6～10.4 min時(shí)，熔融物料結(jié)構(gòu)逐漸均勻，密煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩保持穩(wěn)定，平衡轉(zhuǎn)矩大致為3.43 Nm，說明在溫度為185℃、轉(zhuǎn)速是70的條件下，PVC樹脂能夠?qū)崿F(xiàn)完全熔融，增塑劑與PVC樹脂的混合密煉效果非常理想。

在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度方面，二者的轉(zhuǎn)變溫度分別是73℃和99℃，相對(duì)于純PVC樹脂，二者分別下降了10℃和91℃，上述數(shù)據(jù)表明了對(duì)于PVC樹脂而言，脫氫樅酸十四酯增塑劑雖然具有一定的增速效果，但弱于鄰苯二甲酸酯類，可能由于前者的分子量大于后者，前者單位增塑性能不及后者，可作為新型環(huán)保增塑劑來使用。

2.4 脫氫樅酸十六酯/PVC樹脂增塑體系

按照上表第三種配方，對(duì)于脫氫樅酸十六酯/ PVC增塑體系，時(shí)間與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間存在如下關(guān)系：0.6為70，10 min時(shí)轉(zhuǎn)速逐漸下調(diào)至30，最終變?yōu)?，密煉溫度為185℃。在低于3.8 min時(shí)，轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)加料峰，峰值隨著物料溫度的增加而逐漸向密煉溫度靠近，出現(xiàn)PVC樹脂軟化及其內(nèi)部空氣排出等現(xiàn)象，此時(shí)轉(zhuǎn)矩降至最低，PVC樹脂顆粒破碎，并且其內(nèi)部物料表面出現(xiàn)塑化現(xiàn)象，且黏度變大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩慢慢升高。在3.8～8.2 min之間時(shí)，熔融物料結(jié)構(gòu)逐漸均勻，密煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩保持穩(wěn)定，平衡轉(zhuǎn)矩大致為3.52 Nm，說明在溫度為185℃、轉(zhuǎn)速是70的條件下，PVC樹脂能夠?qū)崿F(xiàn)完全熔融，增塑劑與PVC樹脂的混合密煉效果非常理想。

在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度方面，二者的轉(zhuǎn)變溫度分別是74℃和65℃，相對(duì)于純PVC樹脂，二者分別下降了10℃和25℃，上述數(shù)據(jù)表明了對(duì)于PVC樹脂而言，脫氫樅酸十六酯增塑劑雖然具有一定的增速效果，但弱于鄰苯二甲酸酯類，可能由于前者的分子量大于后者，前者單位增塑性能不及后者，可作為新型環(huán)保增塑劑來使用。

3 結(jié)論

作為環(huán)保型增塑劑的松香十二酯、脫氫樅酸十二酯、十四酯、十六酯與樹脂粉及其穩(wěn)定劑按照一定比例混合之后進(jìn)行密煉，得到相應(yīng)的流變曲線體系穩(wěn)定之后趨于一定穩(wěn)定數(shù)值，四種增塑劑的平衡轉(zhuǎn)矩分別是3.46 Nm、3.55 Nm、3.43 Nm及其3.52 Nm，這組數(shù)據(jù)說明四種增塑體系完全熔融之后，黏度具有近似性，說明在與PVC樹脂的密煉效果方面，四種增塑劑的效果均較為理想。在對(duì)PVC樹脂的增速性能方面，四種增塑劑均有一定作用，但不及鄰苯二甲酸酯類，但依舊可作為新型環(huán)保增塑劑來使用。

[1] 張雙靈.食品級(jí)PVC膜中增塑劑鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯遷移特性研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué), 2013.

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TQ414..99

1009-797X(2016)22-0056-02

B DOI∶10.13520/j.cnki.rpte.2016.22.018

曹柳男(1982-)，女，本科，中級(jí)工程師，主要從事高分子化學(xué)方面工作。

2016-09-23