增塑剂对塑料产品性能的影响

曹柳男，张红梅，张小英

(太原市塑料研究所，山西 太原 030006)

增塑剂对塑料产品性能的影响

Effect of plasticizer on properties of plastic products

曹柳男，张红梅，张小英

(太原市塑料研究所，山西 太原 030006)

本文从实验角度对松香十二酯、脱氢枞酸十二酯、脱氢枞酸十四酯、脱氢枞酸十六酯4种增塑剂对PVC树脂的增塑性能等方面的所用加以探究。希望能够为相关理论研究与实践提供一些参考依据。

增塑剂；PVC树脂；性能

1 实验

1.1 增塑剂（松香十二酯）对PVC增塑性能的初步研究

将100份树脂粉、20份增塑剂、及其2.5份的钙锌符合稳定剂混合搅拌均匀，然后取出55 g并且进行密炼，温度为185℃，时间为8 min，结束之后压片，然后得出物料流变曲线。

分别测试PVC树脂粉及其压片体系。在室温40℃，保温3 min，再将温度升至150℃，然后将升温曲线记录下来。

1.2 三种脱氢枞酸长脂链对PVC增速性能的初步研究

表1 增塑PVC材料配方

依据表1的三种配方，分别称量脱氢枞酸十二、十四、十六，与PVC树脂粉及其稳定剂混合并且搅拌均匀，取体系55 g进行密炼，温度为185℃，时间为8 min，结束之后进行压片，得到物料流变曲线。

测试PVC树脂粉及其压片体系，测试环境温度40℃，保温3 min之后将温度升至150℃，将升温曲线进行记录。

2 结果与讨论

2.1 松香十二酯/PVC树脂增塑体系

时间与密炼机转子转速之间的关系是：在0～0.4 min区间范围内转速是10，在区间0.4～0.5 min区间之内转子转速为30, 0.6～8.3 min范围内转子转速为70，时间为8.4 min时转子转速先是30，然后变为零，温度为185℃。

在0～1.2 min区间内，达到加料峰，峰值随着物料温度的升高与密炼设定温度逐渐接近，慢慢地PVC树脂出现软化现象，密炼体系内部空气被排出，转矩最小。1.2～2.5 min区间内，PVC树脂颗粒出现破碎，物料黏度增加，其表面逐渐出现塑化现象，密炼机转子转矩逐渐升高。在2.5～8.2 min区间之内熔融物料随着物料各处温度的一致而逐渐均匀，转子转矩保持大约为3.46 Nm的平衡转矩。这说明在温度为185℃、转子转速为70时，密炼体系中的PVC树脂完全熔融，PVC树脂与增塑剂松香十二酯的密炼混合效果非常理想。

对于PVC树脂，松香十二酯能够使降低其玻璃化转变温度，虽然具有一定的增速性能，但是相对于邻苯二甲酸酯类，增速性能较弱，可能是前者的分子量大于后者，尽管相对于邻苯二甲酸酯类，其增塑性能较弱，但仍旧能够作为新型的环保增塑剂来使用。

2.2 脱氢枞酸十二脂/PVC树脂增塑体系

按照上表第一种配方，对于脱氢枞酸十二酯/ PVC增塑体系，时间与转子转速之间存在如下关系：最小区间内为30，0.6为70，10 min时转速逐渐下调至30，最终变为0，密炼温度为185℃。在低于2 min时，转矩出现加料峰，峰值逐渐向密炼温度靠近，出现PVC树脂软化及其内部空气排出等现象，此时转矩降至最低。在2～4 min时，PVC树脂颗粒由于密炼转子和热产生的剪切作用而破碎，并且其内部物料表面出现塑化现象，且黏度变大，转子转矩慢慢升高；4～10 min时，熔融物料结构逐渐均匀，密炼转子转矩保持稳定，平衡转矩大致为3.55 Nm，说明在温度为185℃、转速是70的条件下，PVC树脂能够实现完全熔融，增塑剂与PVC树脂的混合密炼效果非常理想。

在玻璃化转变温度方面，二者的转变温度分别是69℃和58℃，相对于纯PVC树脂，二者分别下降了15℃和30℃，对于PVC树脂的玻璃化转变而言，脱氢枞酸十二酯虽然具有一定的增速效果，但弱于邻苯二甲酸酯类，可能由于前者的分子量大于后者，前者单位增塑性能不及后者，可作为新型环保增塑剂来使用。

2.3 脱氢枞酸十四酯/PVC树脂增塑体系

按照上表第二种配方，对于脱氢枞酸十四酯/ PVC增塑体系，时间与转子转速之间存在如下关系：最小区间内为30，0.6为70，10 min时转速逐渐下调至30，最终变为0，密炼温度为185℃。在低于2.5 min时，转矩出现加料峰，峰值逐渐向密炼温度靠近，出现PVC树脂软化及其内部空气排出等现象，此时转矩降至最低。在2.5～6 min之间时，PVC树脂颗粒破碎，并且其内部物料表面出现塑化现象，且黏度变大，转子转矩慢慢升高；6～10.4 min时，熔融物料结构逐渐均匀，密炼转子转矩保持稳定，平衡转矩大致为3.43 Nm，说明在温度为185℃、转速是70的条件下，PVC树脂能够实现完全熔融，增塑剂与PVC树脂的混合密炼效果非常理想。

在玻璃化转变温度方面，二者的转变温度分别是73℃和99℃，相对于纯PVC树脂，二者分别下降了10℃和91℃，上述数据表明了对于PVC树脂而言，脱氢枞酸十四酯增塑剂虽然具有一定的增速效果，但弱于邻苯二甲酸酯类，可能由于前者的分子量大于后者，前者单位增塑性能不及后者，可作为新型环保增塑剂来使用。

2.4 脱氢枞酸十六酯/PVC树脂增塑体系

按照上表第三种配方，对于脱氢枞酸十六酯/ PVC增塑体系，时间与转子转速之间存在如下关系：0.6为70，10 min时转速逐渐下调至30，最终变为0，密炼温度为185℃。在低于3.8 min时，转矩出现加料峰，峰值随着物料温度的增加而逐渐向密炼温度靠近，出现PVC树脂软化及其内部空气排出等现象，此时转矩降至最低，PVC树脂颗粒破碎，并且其内部物料表面出现塑化现象，且黏度变大，转子转矩慢慢升高。在3.8～8.2 min之间时，熔融物料结构逐渐均匀，密炼转子转矩保持稳定，平衡转矩大致为3.52 Nm，说明在温度为185℃、转速是70的条件下，PVC树脂能够实现完全熔融，增塑剂与PVC树脂的混合密炼效果非常理想。

在玻璃化转变温度方面，二者的转变温度分别是74℃和65℃，相对于纯PVC树脂，二者分别下降了10℃和25℃，上述数据表明了对于PVC树脂而言，脱氢枞酸十六酯增塑剂虽然具有一定的增速效果，但弱于邻苯二甲酸酯类，可能由于前者的分子量大于后者，前者单位增塑性能不及后者，可作为新型环保增塑剂来使用。

3 结论

作为环保型增塑剂的松香十二酯、脱氢枞酸十二酯、十四酯、十六酯与树脂粉及其稳定剂按照一定比例混合之后进行密炼，得到相应的流变曲线体系稳定之后趋于一定稳定数值，四种增塑剂的平衡转矩分别是3.46 Nm、3.55 Nm、3.43 Nm及其3.52 Nm，这组数据说明四种增塑体系完全熔融之后，黏度具有近似性，说明在与PVC树脂的密炼效果方面，四种增塑剂的效果均较为理想。在对PVC树脂的增速性能方面，四种增塑剂均有一定作用，但不及邻苯二甲酸酯类，但依旧可作为新型环保增塑剂来使用。

[1] 张双灵.食品级PVC膜中增塑剂邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯迁移特性研究[D].西北农林科技大学, 2013.

[2] 张启兴.环氧增塑剂的生产工艺及其在PVC塑料加工中的应用[J].聚氯乙烯, 2014,12∶1～4.

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，中级工程师，主要从事高分子化学方面工作。

2016-09-23