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文：增塑劑
英文：Plasticiser
1、增塑劑
凡添加聚合物體系能使聚合物體系塑性增加物質(zhì)都叫做增塑劑
增塑劑主要作用削弱聚合物分子之間次價(jià)健即范德華力從而增加了聚合物分子鏈移動(dòng)性降低了聚合物分子鏈結(jié)晶性即增加了聚合物塑性表現(xiàn)聚合物硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度下降而伸長(zhǎng)率、曲撓性和柔韌性提高
增塑劑按其作用方式分兩大類型即內(nèi)增塑劑和外增塑劑
內(nèi)增塑劑實(shí)際上聚合物部分般內(nèi)增塑劑聚合物聚合過(guò)程所引入第二單體由于第二單體共聚聚合物分子結(jié)構(gòu)降低了聚合物分子鏈有規(guī)度即降低了聚合物分子鏈結(jié)晶度例氯乙烯－酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔軟內(nèi)增塑劑使用溫度范圍比較窄而且必須聚合過(guò)程加入因此內(nèi)增塑劑用較少
外增塑劑低分子量化合物或聚合物把添加需要增塑聚合物內(nèi)增加聚合物塑性外增塑劑般種高沸點(diǎn)較難揮發(fā)液體或低溶點(diǎn)固體而且絕大多數(shù)都酯類有機(jī)化合物通常們與聚合物起化學(xué)反應(yīng)和聚合物相互作用主要升高溫度時(shí)溶脹作用與聚合物形成種固體溶液外增塑劑性能比較全面且生產(chǎn)和使用方便應(yīng)用廣現(xiàn)人們般說(shuō)增塑劑都指外增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯(DOP）和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)都外增塑劑
2、增塑劑分類及性能
增塑劑品種繁多其研究發(fā)展階段其品種曾多達(dá)1000種上作商品生產(chǎn)增塑劑過(guò)200多種而且原料來(lái)源于石油化工鄰苯二甲酸酯多
增塑劑分類方法多根據(jù)分子量大小分單體型增塑劑和聚合型增塑劑；根據(jù)物狀分液體增塑劑和固體增塑劑；根據(jù)性能分通用增塑劑、耐寒增塑劑、耐熱增塑劑、阻燃增塑劑等；根據(jù)增塑劑化學(xué)結(jié)構(gòu)分類常用分類方法
根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分：
(1)鄰苯二甲酸酯（: DBP、DOP、DIDP）
(2)脂肪族二元酸酯（: 己二酸二辛酯DOA、 癸二酸二辛酯DOS）
(3)磷酸酯（:磷酸三甲苯酯TCP、磷酸甲苯二苯酯CDP）
(4)環(huán)氧化合物（:環(huán)氧化大豆油、環(huán)氧油酸丁酯）
(5)聚合型增塑劑（：己二酸丙二醇
聚酯）
(6)苯多酸酯（: 1,2,4－偏苯三酸三異辛酯）
(7)含氯增塑劑（: 氯化石蠟、五氯硬酯酸甲酯）
(8)烷基磺酸酯
(9)多元醇酯
(10)其增塑劑
種理想增塑劑應(yīng)具有下性能：(1)與樹脂有良好相溶性；(2)塑化效率高；(3)對(duì)熱光穩(wěn)定；(4)揮發(fā)性低；(5)遷移性?。?6)耐水、油和有機(jī)溶劑抽出；(7)低溫柔性良好；(8)阻燃性好；(9)電絕緣性好；(10)無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒；(11)耐霉菌性好；(12)耐污染性好；(13)增塑糊粘度穩(wěn)定性好；(14)價(jià)廉
增塑劑鄰苯二甲酸酯類增塑劑用量大約占增塑劑總產(chǎn)量80%我國(guó)該類增塑劑主要鄰苯二甲酸二辛酯(DOP）和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)主由于受原料醇來(lái)源限制鄰苯二甲酸二庚酯(DHP)、鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)、鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)等性能優(yōu)良品種產(chǎn)量大
3、鄰苯二甲酸酯反應(yīng)機(jī)理
增塑劑總產(chǎn)量鄰苯二甲酸酯占總產(chǎn)量80%上而DOP、DBP 其主導(dǎo)產(chǎn)品DBP例介紹鄰苯二甲酸酯反應(yīng)機(jī)理
我國(guó)DBP生產(chǎn)大多常壓下原料苯酐和正丁醇酸性催化劑（H2SO4）存條件下進(jìn)行反應(yīng)酸性催化劑傳統(tǒng)酯化催化劑具有較高活性 而且價(jià)格偏宜容易得等優(yōu)點(diǎn)其缺點(diǎn)容易引起副反應(yīng)
酯化反應(yīng)首先苯酐分子和醇分子形成鄰苯二甲酸單丁酯此反應(yīng)需催化劑放熱反應(yīng)般120℃反應(yīng)趨于
完成
反應(yīng)式下：
單丁酯H+作用下和醇分子反應(yīng)生成二丁酯,生成單丁酯反應(yīng)逆而由單丁酯生成二丁酯反應(yīng)平衡反應(yīng)逆
反應(yīng)式下：
總反應(yīng)式：
此反應(yīng)平衡反應(yīng)因此增加醇濃度或減小水濃度及取走反應(yīng)熱都有利于二丁酸生成實(shí)際生產(chǎn)提高二丁酯濃度控制140～145℃合適溫度下,使丁醇適當(dāng)過(guò)量,并及時(shí)除去反應(yīng)生成水
4、生產(chǎn)工藝
4.1 間歇式生產(chǎn)工藝
間歇式生產(chǎn)裝置即所謂萬(wàn)能生產(chǎn)裝置美國(guó)賴克霍德化學(xué)公司套生產(chǎn)裝置種萬(wàn)能生產(chǎn)裝置典型例子該裝置處理60種上原料除能生產(chǎn)般鄰苯二甲酸酯外還能生產(chǎn)脂肪族二元酸酯等其種類增塑劑
鄰苯二甲酸酯間歇式生產(chǎn)工藝條件大同小異隨原料醇和產(chǎn)物性質(zhì)同而略有同生產(chǎn)DBP例用苯酐和正丁醇酸性催化劑（H2SO4)存條件進(jìn)行酯化反應(yīng)使平衡反應(yīng)有利于DBP生成反應(yīng)過(guò)程斷除去酯化反應(yīng)生成水并適量多加些正丁醇
酯化完畢加入適量NaOH溶液和掉H2SO4經(jīng)分層分離掉廢水進(jìn)行脫醇減壓條件下脫除未反應(yīng)掉正丁醇再加入活性炭脫色脫色完畢過(guò)濾得終產(chǎn)品DBPDBP生產(chǎn)工藝框圖圖所示有酯化、和、脫醇、脫色、過(guò)濾五生產(chǎn)工序間歇式生產(chǎn)工藝五工序均間歇式操作
間歇式生產(chǎn)優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)1)投資少建設(shè)快
2)產(chǎn)品切換容易生產(chǎn)多種增塑劑
3)工藝技術(shù)簡(jiǎn)單人員素質(zhì)易滿足
缺點(diǎn) 1)產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大太穩(wěn)定
2)工藝落勞動(dòng)強(qiáng)度大
3)能耗物耗高
間歇式生產(chǎn)適合于小規(guī)模、多種增塑劑生產(chǎn)投資少見效快
4.2 連續(xù)化生產(chǎn)工藝
由于DOP、DBP增塑劑需要量大因此DOP、DBP主連續(xù)化生產(chǎn)工藝已普遍采用目前我國(guó)大DOP單線生產(chǎn)能力5萬(wàn)噸／年大DBP單線生產(chǎn)能力 2萬(wàn)噸／年
連續(xù)式生產(chǎn)酯化反應(yīng)器分塔式反應(yīng)器和階梯式串聯(lián)反應(yīng)器兩大類采用酸性催化劑時(shí)選用塔式酯化器比較合理；采用非酸性催化劑或用催化劑時(shí)因反應(yīng)混合物停留時(shí)間較長(zhǎng)所采用階梯式串聯(lián)反應(yīng)器較合適
DBP連續(xù)化生產(chǎn)工藝五工序酯化、和、脫醇、脫色、過(guò)濾均連續(xù)操作
連續(xù)式生產(chǎn)優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)1)產(chǎn)品質(zhì)量好且質(zhì)量穩(wěn)定
2)能耗、物耗低經(jīng)濟(jì)效益好
3)工藝先進(jìn)勞動(dòng)生產(chǎn)率高
4)自動(dòng)化水平高勞動(dòng)強(qiáng)度小
缺點(diǎn)1)建設(shè)周期長(zhǎng)次性投資大
2)主要設(shè)備制作加工比較困難
3)產(chǎn)品切換困難適合多品種增塑劑生產(chǎn)
4)對(duì)工人素質(zhì)要求高
連續(xù)式生產(chǎn)適合原料來(lái)源有保證有較高生產(chǎn)管理水平和較高人員素質(zhì)大規(guī)模生產(chǎn)
4.3 半連續(xù)化生產(chǎn)工藝
所謂半連續(xù)化生產(chǎn)指酯化工序采用間歇式酯化工序（和、脫醇、脫色、過(guò)濾）采用連續(xù)式半連續(xù)化生產(chǎn)工藝間歇式生產(chǎn)工藝連續(xù)化生產(chǎn)工藝過(guò)渡階段國(guó)內(nèi)DOP、DBP等主要鄰苯二甲酸酯類增塑劑生產(chǎn)多采用半連續(xù)化生產(chǎn)工藝其規(guī)模般1～2萬(wàn)噸／年
半連續(xù)化生產(chǎn)優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn) 1)投資比連續(xù)化生產(chǎn)低
2)切換品種比連續(xù)化生產(chǎn)容易較適合生產(chǎn)多品種增塑劑
3)部分連續(xù)生產(chǎn)操作方便原料收率基本同全連續(xù)化生產(chǎn)
4)與間歇式相比生產(chǎn)模大、勞動(dòng)生產(chǎn)率高
缺點(diǎn)1)與連續(xù)化生產(chǎn)比, 勞動(dòng)強(qiáng)度高、產(chǎn)品質(zhì)量易波動(dòng)
2)間歇酯化比連續(xù)酯化能耗高
3)自動(dòng)化程度比連續(xù)化生產(chǎn)低
半連續(xù)化生產(chǎn)較適合于規(guī)模適、多品種增塑劑生產(chǎn)生產(chǎn)品種靈活半連續(xù)式生產(chǎn)大優(yōu)點(diǎn)
5、結(jié)束語(yǔ)
由于增塑劑用量大品種繁多增塑劑生產(chǎn)技術(shù)趨于向兩方面發(fā)展方面主增塑劑連續(xù)化大生產(chǎn)；另方面特殊增塑劑多品種、小批量間歇生產(chǎn)
隨著PVC產(chǎn)量增大和石油化工工業(yè)發(fā)展增塑劑已經(jīng)發(fā)展成石油化工基礎(chǔ)鄰苯二甲酸酯主產(chǎn)品大生產(chǎn)化工行業(yè)鄰苯二甲酸酯占增塑劑總產(chǎn)量80%上大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)提供了條件由于多品種、小批量增塑劑存使萬(wàn)能生產(chǎn)裝置即間歇生產(chǎn)仍有其發(fā)展生存必要
了降低產(chǎn)品色澤提高產(chǎn)品熱穩(wěn)定性和進(jìn)步簡(jiǎn)化工藝流程非酸性催化劑已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化采用非酸性催化劑主要有副反應(yīng)少產(chǎn)品色澤淺產(chǎn)品精制簡(jiǎn)單產(chǎn)生廢水少水質(zhì)好產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好收率高等優(yōu)點(diǎn)