聚酯增塑劑在PVC塑料制品中的配方應(yīng)用:聚酯增塑劑是一種與PVC相容性好的極性聚合物，加入到PVC配方中，可不同程度地提前PVC的塑化時(shí)間。作為配方原料和助劑，常與DOP和環(huán)氧大豆油復(fù)配。由于聚酯增塑劑極性較強(qiáng)，其與配方中DOP的親和力也與其他液體增塑劑產(chǎn)品的特性有關(guān)。聚酯增塑劑在PVC制品中使用時(shí)，可以吸引和固定其他增塑劑不遷移到PVC制品表面，因此被稱(chēng)為永久性增塑劑，可以作為各種PVC制品中不可缺少的加工助劑，尤其是高檔PVC制品。

聚酯增塑劑可用于PVC制品，特別是作為PVC高檔制品的助劑，廣泛用于各種設(shè)備(包括制冷設(shè)備、機(jī)動(dòng)車(chē))的耐油電纜、煤氣管、防水卷材、人造革、鞋材、耐高溫電線涂層、水箱密封條、墊片、圓角等；高檔室內(nèi)裝飾；電工膠帶；耐油耐汽油特殊產(chǎn)品。與食品接觸，包括包裝膜、飲料軟管、乳品機(jī)械和瓶蓋墊圈等。

橡膠制品中使用聚酯增塑劑，可以賦予橡膠硫化耐熱性、耐油性、耐溶脹性和耐遷移性，可以改善膠料的加工性能，如降低膠料的粘度，提高硫化的回彈性和伸長(zhǎng)率，略微降低膠料的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度。它常用于丁苯橡膠和丁腈橡膠產(chǎn)品。

在EVA-VC接枝共聚物樹(shù)脂中，聚酯增塑劑可作為硬質(zhì)改性劑，可用于PVC門(mén)窗的配方中。加入6~10份聚酯增塑劑作為助劑后，產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐候性和抗沖擊性；軟質(zhì)聚氯乙烯制品中聚酯增塑劑的添加量可達(dá)20%~70%。聚酯增塑劑生產(chǎn)的特種丁腈橡膠粉可用作聚氯乙烯、ABS樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等的改性劑。，可以增加材料的韌性，提高抗冷沖擊能力。聚酯增塑劑生產(chǎn)的腈粉是制造耐油產(chǎn)品的理想原料。采用聚酯增塑劑作為聚氯乙烯改性劑，并將生產(chǎn)的聚氯乙烯改性劑用于硬質(zhì)聚氯乙烯配方中，可以改善聚氯乙烯樹(shù)脂的脆性，達(dá)到優(yōu)異的增韌效果。聚酯增塑劑用于PVC材料中，具有優(yōu)異的加工性能和抗劃傷性，特別適用于各種耐油、耐水的塑料制品。

在PVC中使用聚酯增塑劑的過(guò)程中，在加入高分子聚酯增塑劑之前，必須將PVC樹(shù)脂和液體增塑劑(DOP)完全吸收。具體操作方法是在密煉機(jī)中的PVC完全吸收增塑劑成為干粉時(shí)加入聚酯增塑劑。如果同時(shí)加入PVC樹(shù)脂、DOP和聚酯增塑劑，聚酯增塑劑會(huì)先吸收DOP等增塑劑再吸收PVC，導(dǎo)致PVC塑化不完全，產(chǎn)品的加工性能和PVC產(chǎn)品的特性下降。配方中加入DOP的作用是與聚酯起到協(xié)同塑化作用，提高PVC制品的性能。聚酯增塑劑在提高產(chǎn)品質(zhì)量方面可以發(fā)揮不可替代的作用。當(dāng)聚酯增塑劑的用量超過(guò)15份時(shí)，產(chǎn)品的性能可以大大提高。

硬質(zhì)(制品)PVC透明顆粒(粒料)根據(jù)制品的不同性質(zhì)有不同的配方。詳情見(jiàn)下文:

聚氯乙烯配方設(shè)計(jì)知識(shí)

純聚氯乙烯(PVC)樹(shù)脂屬于強(qiáng)極性聚合物，分子間作用力大，導(dǎo)致PVC的軟化溫度和熔融溫度較高，一般需要在160~210℃加工。另外，PVC分子中含有的取代氯基團(tuán)容易導(dǎo)致PVC樹(shù)脂脫氯化氫反應(yīng)，從而導(dǎo)致PVC的降解反應(yīng)。所以PVC對(duì)熱極不穩(wěn)定，升溫會(huì)大大促進(jìn)PVC的脫氯化氫反應(yīng)。純PVC在120℃開(kāi)始脫氯化氫反應(yīng)，導(dǎo)致PVC降解。鑒于以上兩方面的缺陷，

聚氯乙烯加工中需要添加添加劑，才能制成各種軟、硬、透明、隔熱好、發(fā)泡好的產(chǎn)品，滿足人們的需求。在選擇添加劑的品種和用量時(shí)，必須考慮理化性能、流動(dòng)性和成型性等所有因素，最終建立理想的配方。此外，根據(jù)不同的用途和加工方式，我們還需要選擇樹(shù)脂的類(lèi)型。不同類(lèi)型的PVC樹(shù)脂和各種添加劑的組合就是我們常說(shuō)的PVC配方設(shè)計(jì)。具體配方怎么設(shè)計(jì)？以下將通過(guò)闡述原輔材料的選擇來(lái)說(shuō)明，希望對(duì)大家有所裨益。

一、樹(shù)脂的選擇

工業(yè)上常用的粘度或k值表示平均分子量(或平均聚合度)。樹(shù)脂的分子量與產(chǎn)品的物理機(jī)械性能有關(guān)。分子量越高，產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彈性模量越高，但樹(shù)脂熔體的流動(dòng)性和塑性降低。同時(shí)，不同的合成工藝導(dǎo)致不同的樹(shù)脂形態(tài)。懸浮法生產(chǎn)的松散樹(shù)脂，俗稱(chēng)SG樹(shù)脂，結(jié)構(gòu)松散，表面形狀不規(guī)則，橫截面呈網(wǎng)狀輸送。所以SG樹(shù)脂能快速吸收增塑劑，快速塑化。懸浮樹(shù)脂的主要用途如下表所示。乳液樹(shù)脂應(yīng)作為PVC糊生產(chǎn)人造革。

懸浮聚氯乙烯樹(shù)脂的種類(lèi)及主要用途

模型級(jí)別的主要目的

SG1甲級(jí)先進(jìn)電絕緣材料

SG2甲級(jí)電絕緣材料和薄膜

一類(lèi)乙類(lèi)和二類(lèi)通用軟產(chǎn)品

SG3甲級(jí)電絕緣材料、農(nóng)膜、人造革表面膜

b級(jí)和ii級(jí)全塑涼鞋

SG4甲級(jí)工業(yè)和民用電影

乙類(lèi)、乙類(lèi)軟管、人造革、高強(qiáng)度管

SG5甲級(jí)透明產(chǎn)品

乙類(lèi)、乙類(lèi)硬管、硬片、單絲、導(dǎo)管和型材

SG6甲級(jí)記錄和幻燈片

乙類(lèi)、乙類(lèi)硬質(zhì)板材、焊條和纖維

SGG7甲級(jí)瓶，透明片

乙類(lèi)，乙類(lèi)硬質(zhì)注射管件，全氯乙烯樹(shù)脂

二、增塑劑體系

增塑劑的加入可以降低PVC分子鏈之間的作用力，降低PVC塑料中微晶的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、流動(dòng)溫度和熔點(diǎn)。增塑劑可以提高樹(shù)脂的可塑性，使產(chǎn)品柔軟，耐低溫性好。

增塑劑少于10份時(shí)，對(duì)機(jī)械強(qiáng)度沒(méi)有明顯影響，但加入5份左右時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度最高，這就是所謂的反增塑現(xiàn)象。一般認(rèn)為反增塑現(xiàn)象是加入少量增塑劑的作用，增加大分子鏈的流動(dòng)性，使分子有序產(chǎn)生微晶。添加少量增塑劑的硬質(zhì)制品的沖擊強(qiáng)度小于不添加額外時(shí)間的硬質(zhì)制品，但當(dāng)增加到一定用量時(shí)，其沖擊強(qiáng)度隨著用量的增加而增加，符合普遍規(guī)律。此外，隨著增塑劑的加入，產(chǎn)品的耐熱性和耐腐蝕性下降，馬丁的耐熱性每加入一種增塑劑下降2~3。所以一般硬制品不加增塑劑或者少加增塑劑。有時(shí)加入幾份增塑劑以改善加工流動(dòng)性。

柔軟的產(chǎn)品需要添加大量的增塑劑，增塑劑的量越大，產(chǎn)品就會(huì)越柔軟。

增塑劑包括鄰苯二甲酸酯、線性酯、環(huán)氧酯、磷酸酯等。就其綜合性能而言，DOP是一個(gè)很好的品種，可用于各種聚氯乙烯產(chǎn)品配方。DOS等線性酯類(lèi)是耐寒增塑劑，長(zhǎng)期用于農(nóng)膜。它們與PVC的相容性不好，一般用8 phr以下比較好。環(huán)氧增塑劑不僅具有良好的耐寒性，還具有耐熱性和耐光性，特別是與金屬皂穩(wěn)定劑配合使用時(shí)。電線電纜產(chǎn)品應(yīng)阻燃，選用電性能相對(duì)較好的增塑劑。PVC本身是阻燃的，但是增塑的軟制品大多是易燃的。為了使軟質(zhì)聚氯乙烯制品阻燃，應(yīng)添加磷酸鹽、氯化石蠟等阻燃增塑劑。這兩種增塑劑的電性能也優(yōu)于其他增塑劑，但隨著增塑劑用量的增加，電性能普遍呈下降趨勢(shì)。對(duì)于無(wú)毒用途的PVC產(chǎn)品，應(yīng)使用環(huán)氧大豆油等無(wú)毒增塑劑。至于增塑劑的總量，根據(jù)對(duì)產(chǎn)品柔軟度的要求以及不同的用途、工藝和使用環(huán)境，應(yīng)該是不同的。PVC膜一般采用壓延工藝生產(chǎn)，增塑劑總量約為50份。吹塑薄膜略低，一般45~50份。

三.穩(wěn)定系統(tǒng)

聚氯乙烯在高溫下加工時(shí)，容易釋放氯化氫，形成不穩(wěn)定的聚烯烴結(jié)構(gòu)。同時(shí)HCL具有自催化作用，會(huì)進(jìn)一步降解PVC。另外，如果有氧氣或者鐵、鋁、鋅、錫、銅、鎘等離子體，會(huì)催化PVC的降解，加速其老化。因此，塑料會(huì)出現(xiàn)各種不良現(xiàn)象，如變色、變形、開(kāi)裂、機(jī)械強(qiáng)度下降、電絕緣性能下降、脆性等。為了解決這些問(wèn)題，配方中必須加入穩(wěn)定劑，尤其是熱穩(wěn)定劑。聚氯乙烯穩(wěn)定劑包括熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑和螯合劑。在配方設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品用途和加工工藝的要求，選擇不同的穩(wěn)定劑品種和不同的用量。

(1)熱穩(wěn)定劑

熱穩(wěn)定劑必須能夠捕獲PVC樹(shù)脂釋放的具有自催化作用的HCI，或者能夠與PVC樹(shù)脂產(chǎn)生的不穩(wěn)定聚烯烴結(jié)構(gòu)反應(yīng)，防止或減少PVC樹(shù)脂的分解。一般考慮配方中選用的熱穩(wěn)定劑的特性、功能和產(chǎn)品要求。例如:

鉛鹽穩(wěn)定劑主要用于硬質(zhì)制品。鉛鹽穩(wěn)定劑具有熱穩(wěn)定性好、電性能優(yōu)異、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。但是有毒，容易污染產(chǎn)品，只能生產(chǎn)不透明的產(chǎn)品。近年來(lái)出現(xiàn)了大量的復(fù)合穩(wěn)定劑，單組分穩(wěn)定劑有被替代的危險(xiǎn)。復(fù)合穩(wěn)定劑具有特異性強(qiáng)、污染少、加工企業(yè)配料簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但是沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以復(fù)合穩(wěn)定劑之間差異很大。

鋇鎘穩(wěn)定劑是一種性能較好的熱穩(wěn)定劑。廣泛用于聚氯乙烯農(nóng)膜。一般鋇、鎘、鋅與有機(jī)亞磷酸酯、抗氧化劑結(jié)合使用。

鈣、鋅穩(wěn)定劑可作為無(wú)毒穩(wěn)定劑用于食品包裝、醫(yī)療器械、藥品包裝，但穩(wěn)定性相對(duì)較低。大量使用鈣穩(wěn)定劑時(shí)，透明度差，容易噴霜。鈣鋅穩(wěn)定劑通常使用多元醇和抗氧化劑來(lái)提高其性能。近年來(lái)，我國(guó)出現(xiàn)了硬管用鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑。深圳市森得利塑料添加劑有限公司成功研發(fā)出CZX系列無(wú)毒鈣鋅穩(wěn)定劑，能夠滿足硬質(zhì)管材及管件的生產(chǎn)，并被聯(lián)塑等管材生產(chǎn)廠家批量使用。

有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑性能更好，是PVC硬制品和透明制品的較好品種，特別是辛基錫幾乎成為無(wú)毒包裝產(chǎn)品不可缺少的穩(wěn)定劑，但價(jià)格相對(duì)昂貴。

環(huán)氧穩(wěn)定劑通常用作輔助穩(wěn)定劑。這種穩(wěn)定劑與鋇、鎘、鈣、鋅穩(wěn)定劑配合使用，可以提高光、熱的穩(wěn)定性，但其缺點(diǎn)是容易滲出。多元醇和有機(jī)亞磷酸酯也可以用作輔助穩(wěn)定劑。

近年來(lái)出現(xiàn)了稀土穩(wěn)定劑和水滑石穩(wěn)定劑。稀土穩(wěn)定劑的主要特點(diǎn)是加工性能優(yōu)異，而水滑石是無(wú)毒穩(wěn)定劑。

(2)抗氧化劑

PVC產(chǎn)品在加工和使用過(guò)程中，受熱和紫外線氧化，其氧化降解與自由基的產(chǎn)生有關(guān)。主要的抗氧化劑是斷鏈終止劑或自由基清除劑。其主要作用是與自由基結(jié)合形成穩(wěn)定的化合物，終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。聚氯乙烯的主要抗氧劑一般是雙酚a..還有輔助抗氧化劑或過(guò)氧化氫分解劑，PVC輔助抗氧化劑有亞磷酸三苯酯和亞磷酸二異辛酯。主抗氧化劑和輔助抗氧化劑的組合可以起到協(xié)同作用。

(3)紫外線吸收劑

對(duì)于戶(hù)外使用的PVC產(chǎn)品，PVC分子變成激發(fā)態(tài)或化學(xué)鍵被破壞，引起自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，促進(jìn)PVC降解老化。為了提高抗紫外線能力，經(jīng)常添加紫外線吸收劑。PVC常用的紫外線吸收劑有三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD、OBS。三嗪-5效果最好，但薄膜因顏色偏黃而略黃，加入少量酞菁藍(lán)可以改善。PVC農(nóng)膜常用UV-9，一般用量為0.2~0.5份。TBS、BAD屬于水楊酸，與OBS作用溫和，與抗氧化劑配合使用，會(huì)獲得良好的抗衰老效果。對(duì)于不透明的產(chǎn)品，一般通過(guò)加入不透明的金紅石型二氧化鈦來(lái)提高耐候性。這時(shí)候如果加入紫外線吸收劑，需要大量，不是很經(jīng)濟(jì)。

(4)螯合劑

在PVC塑料的穩(wěn)定體系中，經(jīng)常添加的亞磷酸酯不僅是輔助抗氧化劑，還起到螯合劑的作用。能與促進(jìn)PVC脫氯化氫的有害金屬離子形成金屬絡(luò)合物。常用的亞磷酸酯有亞磷酸三苯酯、亞磷酸二異辛酯和亞磷酸二辛酯。PVC農(nóng)膜中，一般用量為0.5~1 phr，初期易著色，單獨(dú)使用熱穩(wěn)定性差，一般與金屬皂配合使用

四.潤(rùn)滑劑

潤(rùn)滑劑可以減少聚合物與設(shè)備之間的摩擦，以及聚合物分子鏈之間的內(nèi)耗。前者稱(chēng)為外潤(rùn)滑，后者稱(chēng)為內(nèi)潤(rùn)滑。有外部潤(rùn)滑如硅油、石蠟等。，具有內(nèi)部潤(rùn)滑作用如甘油單酯、硬脂醇和酯等。至于金屬皂，兩者都有。另外需要注意的是，“內(nèi)外潤(rùn)滑”這個(gè)詞對(duì)我們來(lái)說(shuō)只是一個(gè)習(xí)慣用語(yǔ)，并沒(méi)有明顯的限制。有些潤(rùn)滑劑在不同的條件下發(fā)揮不同的作用，如硬脂酸，在低溫或少量時(shí)能起到內(nèi)潤(rùn)滑作用，但當(dāng)溫度升高或用量增加時(shí)，其外潤(rùn)滑作用逐漸占主導(dǎo)地位。另一種特殊情況是硬脂酸鈣，單獨(dú)使用時(shí)作為外潤(rùn)滑劑，但與硬鉛、石蠟一起使用時(shí)，可促進(jìn)塑化。

在硬質(zhì)聚氯乙烯塑料中，過(guò)量的潤(rùn)滑劑會(huì)降低強(qiáng)度，影響工藝操作。對(duì)于注塑產(chǎn)品，會(huì)出現(xiàn)脫皮現(xiàn)象，尤其是澆口附近。對(duì)于注射產(chǎn)品，硬脂酸和石蠟的總量一般為0.5~1份；對(duì)于擠出產(chǎn)品，一般不超過(guò)1份。

在軟性產(chǎn)品的配方中，過(guò)多的潤(rùn)滑劑會(huì)結(jié)霜，影響產(chǎn)品的強(qiáng)度、高頻焊接和適印性。然而，太少的潤(rùn)滑劑會(huì)粘在輥上。對(duì)于吹膜來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑劑太少會(huì)粘在模具上，容易使模具中的塑料焦化。同時(shí)，為了改善吹膜的發(fā)粘現(xiàn)象，應(yīng)加入少量的內(nèi)部潤(rùn)滑劑單甘酯。生產(chǎn)PVC軟制品時(shí)，潤(rùn)滑劑的加入量一般小于1份。

動(dòng)詞 （verb的縮寫(xiě)）填充材料

聚氯乙烯中加入一些無(wú)機(jī)填料作為填充劑，以降低成本，改善一些物理機(jī)械性能(如硬度、熱變形溫度、尺寸穩(wěn)定性和減少收縮)，增加電絕緣性和阻燃性。近年來(lái)，納米無(wú)機(jī)填料作為改性劑應(yīng)用于塑料成為研究熱點(diǎn)，并取得了一些研究成果，如納米碳酸鈣增韌增強(qiáng)聚氯乙烯。要解決的重要問(wèn)題是如何在塑料中均勻分散納米產(chǎn)品。

在硬擠出成型過(guò)程中，PVC制品的一般填料是碳酸鈣和硫酸鋇。對(duì)于注塑制品，要求流動(dòng)性和韌性較好，一般以二氧化鈦和碳酸鈣為宜。硬質(zhì)制品中填料的用量小于10 phr，對(duì)制品的性能影響不大。近年來(lái)，為了降低成本，人們?cè)噲D添加填料，這不利于產(chǎn)品的性能。

在軟質(zhì)產(chǎn)品中，加入適量的填料，會(huì)使薄膜具有良好的彈性，表面光滑干燥但不光亮，并具有抗熱壓縮性高、永久變形小的優(yōu)點(diǎn)。軟產(chǎn)品配方常用滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化鈦、粘土。其中滑石粉對(duì)透明度影響不大。薄膜的生產(chǎn)是填料的量可以達(dá)到3份，影響性能。同時(shí)要注意填料的細(xì)度，否則容易形成硬塊，破膠。普通附層電纜主要添加碳酸鈣；在絕緣級(jí)電纜的附著層中加入煅燒粘土，可以提高塑料的耐熱性和電絕緣性。此外，三氧化二銻還可以作為填料添加到軟質(zhì)產(chǎn)品中，提高產(chǎn)品的阻燃性。

特別指出，鈣鋅穩(wěn)定劑對(duì)高填充碳酸鈣有不同的顏色反應(yīng)，主要是發(fā)紅，這不是鈣鋅穩(wěn)定劑缺乏穩(wěn)定性，而是碳酸鈣中某些雜質(zhì)的影響。建議使用白度好、無(wú)活性成分的超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣粉作為填料，以減少不良反應(yīng)。

不及物動(dòng)詞著色劑

PVC塑料中使用的著色劑主要是有機(jī)顏料和無(wú)機(jī)顏料。PVC塑料對(duì)顏料的要求很高，如加工時(shí)耐高溫，不受HCL影響，加工時(shí)不遷移，耐光等。常用的有:(1)紅色主要是可溶性偶氮顏料、鎘紅無(wú)機(jī)顏料、氧化鐵紅顏料、酞菁紅等；(2)黃色主要包括鉻黃、鎘黃和熒光黃；(3)藍(lán)色主要是酞菁藍(lán)(4)綠色主要是酞菁綠；(5)鈦白粉主要用于白色；(6)紫色以塑性紫色RL為主；(7)黑色主要是炭黑。另外熒光增白劑美白，金粉銀粉彩印，珠光粉讓塑料有珠光散光。

七.發(fā)泡劑

聚氯乙烯發(fā)泡劑主要有ADC發(fā)泡劑、偶氮二異丁腈和無(wú)機(jī)發(fā)泡劑。此外，鉛鹽和鎘鹽也有助于發(fā)泡，可以將AC發(fā)泡劑的分解溫度降低到150~180℃左右。發(fā)泡劑的用量取決于發(fā)泡比例。

八.阻燃劑

建筑材料、電器、汽車(chē)、飛機(jī)用塑料都要求有阻燃性。一般含鹵素、銻、硼、磷、氮的化合物都有阻燃作用，可以作為阻燃劑使用。

硬質(zhì)PVC塑料是阻燃的，因?yàn)槁群扛摺Ｔ赑VC電纜、裝飾墻、塑料布中加入阻燃劑，可以提高其阻燃性能。常用氯化石蠟、三氧化二銻(2~5份)、磷酸鹽等阻燃劑。磷酸酯和氯化增塑劑也是阻燃劑。

PVC軟管成型主要采用懸浮PVC SG2、SG3、SG4樹(shù)脂，然后根據(jù)PVC軟管的應(yīng)用條件，適當(dāng)添加不同比例的增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等輔料，形成材料配方。

不同用途、不同特性的PVC軟管材料參考配方如下。

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