第三节 各类树脂加工改性分论

一、PVC加工配方设计

PVC属于强极性聚合物，其分子间作用力大，导致其软化温度和熔融温度较高，如PVC的熔融温度在160～210℃范围内。

PVC分子内含有的取代氯基，容易导致PVC脱HCl反应，从而引起PVC的降解反应。在加工中，PVC受热后极不稳定，在温度达到90℃时就开始轻微分解，当温度达到120℃时就会发生明显的分解。

分析PVC在加工中的两个温度——熔融温度和分解温度，分解温度反而低于熔融温度，也就是说PVC树脂在加工中还未熔融流动就已分解，何谈加工成制品呢？因此，纯PVC是无法用热塑性方法加工成型的，必须进行加工改性配方设计，使其分解温度高于熔融温度，保证PVC树脂在加工中可熔融流动而不分解。

PVC的加工配方设计：一为降低熔融温度，办法为加入增塑剂；二为提高分解温度，办法为加入热稳定剂。此外，对于PVC硬制品，还需加入加工助剂以改善熔体流变特性；对软硬各类制品，还需加入润滑剂以改善流动性和表面性能。

（一） PVC加工用增塑剂

1.增塑剂的作用机理

增塑剂是指可提高聚合物塑性的一类物质。其主要作用有两点：一是降低聚合物的熔融温度和熔体黏度，从而降低其加工温度；二是赋予聚合物制品以柔软性、弹性和耐低温性能。增塑剂主要用于PVC类树脂如PVC、CPVC、HMWPVC及PVDC等，其用量可占整个增塑剂的98%以上。除PVC类外，第二大用增塑剂的树脂为纤维素类和PVA，其他树脂如SBS、PA及ABS等有时有少量应用。

增塑剂为什么能降低聚合物的加工温度和提高制品的柔软性呢？其具体的作用机理可分为如下两类。

（1）体积效应

这种效应产生在非极性增塑剂与非极性树脂之间。其作用方式为增塑剂插入树脂的大分子链中间，增大分子间的距离，削弱分子间的作用力；从而达到降低熔融黏度，增加分子链柔顺性的目的。非极性增塑剂的加入量越多，其体积效应越大；长链非极性增塑剂的体积效应大于环状非极性增塑剂。

（2）屏蔽效应

这种效应产生在极性增塑剂与极性树脂之间。其作用方式为增塑剂与极性树脂之间的相互作用代替了树脂之间的极性引力，从而削弱了分子间的作用力，这种作用称为屏蔽效应。

2.增塑剂的性能

增塑剂的性能为衡量其作用效果好坏的具体指标，它主要包括增塑效率、相容性、耐寒性、耐久性、耐热性、绝缘性、阻燃性和卫生性等，下面分项介绍各项指标。

（1）增塑效率

指对树脂的增塑能力大小和增塑效果的好坏，具体指标以改变定量柔性指标所需加入增塑剂的量来评定，加入越少，其增塑效率越高。一般低相对分子质量增塑剂较高相对分子质量增塑剂的增塑效率高，烷基支链化程度和芳环结构增多都使增塑效率下降。

常用增塑剂的增塑效率大小为：DBS＞DBP＞DOS＞DOA＞DOP＞DIOP＞M-50＞TCP＞PCl-50。表2-14也介绍了不同增塑剂的增塑效率。

（2）相容性

指树脂和增塑剂的相容能力。同一增塑剂对不同极性树脂的相容能力不同，极性越相近，其相容性越好，如DBP（邻苯二甲酸二丁酯）、DMP（邻苯二甲酸二甲酯）、DEP（邻苯二甲酸二乙酯）等极性增塑剂与纤维素和PA等极性树脂的相容性好。增塑剂的结构与其相容性大小有关，含有芳香族基团、酯基、环氧基和酮氧基等基团的增塑剂与树脂的相容性好，增塑剂分子中的烷基链越长其相容性越差。另外，环氧化物、脂肪族二元羧酸酯、聚酯和氯化石蜡等增塑剂与PVC的相容性不好。

常用增塑剂与PVC相容性大小为：DBS＞DBP＞DOP＞DIOP＞DNP＞ED₃＞DOA＞DOS＞氯化石蜡。

（3）耐寒性

指增塑剂在低温下发挥增塑作用的能力。增塑剂的增塑能力随温度的降低而下降，不同增塑剂的下降幅度不同，下降幅度小的增塑剂耐寒性好。增塑剂的耐寒性与其结构有关，以亚甲基（—CH₂—）为主体的脂肪族二元酸酯类增塑剂的耐寒性最好，是最常用的一类耐寒增塑剂。而含有环状或支化结构的一类增塑剂在低温下在树脂中运动困难而耐寒性不好。

常用增塑剂的耐寒性大小为：DOS＞DOZ＞DOA＞ED₃＞DBP＞DOP＞DIOP＞DNP＞M-50＞TCP。

（4）耐久性

指增塑剂在树脂中存在并发挥增塑作用的时间长短，时间越长说明其耐久性越好。耐久性包括耐迁移性、耐抽出性和耐挥发性等。

①耐迁移性。增塑剂的耐迁移性包括两个方面：一是增塑剂由制品内部向表层渗出，二是增塑剂向与其接触的固态转移。增塑剂的迁移性与其相容性大小有关，相容性越好则耐迁移性越好；另外，相对分子质量大、含有支链或环状结构增塑剂的耐迁移性好。

②耐抽出性。指增塑剂扩散到与之接触液体介质中的倾向，介质主要为水、溶剂、洗涤剂及润滑剂等。就耐油、耐熔剂性而言，非极性烷基所占比重较大的增塑剂耐抽出性差，苯基、酯及枝化程度高的增塑剂耐抽出性好；就耐水性而言，正好与上述相反，聚酯类增塑剂是耐水性优良的品种。

③耐挥发性。指增塑剂受热时从制品表面向空气中扩散的倾向。增塑剂的耐挥发性与相对分子质量大小有关，相对分子质量越大，耐挥发性越好；还与增塑剂的结构有关，含直链烷基结构较含支链烷基结构增塑剂的耐挥发性好，含有环状等大体积基团结构增塑剂的耐挥发性好。一般情况下，聚酯类、环氧类、DIDP、TCP及季戊四醇等增塑剂的耐挥发性好。

对于不耐挥发的PVC增塑剂，降低其挥发改性方法如下：

对PVC进行表面处理，如低温等离子辐射、电子束发射、紫外线照射等，但成本高。

在PVC中添加纳米填料，粒度越细效果越好，如不同层次种类效果不同，蒙脱土＞二氧化硅＞碳酸钙。加入量5%之前挥发损失率下降快，5%之后挥发损失率下降慢，具体见表2-15所示。

（5）绝缘性

增塑剂的绝缘性不如PVC树脂好，加入PVC中会导致其绝缘性下降，因此对于PVC绝缘制品要注意增塑剂绝缘性对其的影响。常用增塑剂的绝缘性大小为：TCP＞DNP＞DOP＞M-50＞ED3＞DOS＞DBP＞DOA。

（6）卫生性

指增塑剂的毒性大小。大部分增塑剂都为无毒或低毒，如环氧类和柠檬酸酯类为无毒增塑剂，苯二甲酸酯类和二元羧酸类为低毒增塑剂。但DOP和DOA有致癌嫌疑，磷酸酯类增塑剂有毒，只有磷酸二苯-2-乙基己酯例外，氯化石蜡也有毒。

（7）阻燃性

磷酸酯类和氯化石蜡类增塑剂都属于阻燃类，其具体阻燃性大小为：TCP＞TPP＞TOP＞DPOP。

3.各类PVC增塑剂介绍

PVC可用的增塑剂品种很多，以前最常用的为邻苯二甲酸酯类。但近年来，对PVC用邻苯二甲酸酯类增塑剂是否有害的争论由来已久，欧盟在REACH法规中陆续已将DEHP、BBP、DBP等10几种列为高关注物质，2014年欧盟在ROHS中增加DEHP、BBP、DBP为限制含量物质。邻苯类增塑剂也已成为很多国际大公司也将其列入关注对象，因此可以预言邻苯二甲酸酯类增塑剂被替代趋势已不可阻挡。

按照各类增塑剂的环保程度，将增塑剂分成环保类、过渡类、限制类三大类。

（1）环保增塑剂

1）对苯二甲酸二辛酯（DOTP）

中文名称对苯二甲酸二辛酯，与邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为同分异构体，又称为对苯二甲酸二（2-乙基己）酯，英文名为Di-octyl-terphthalate，英文简称DOTP。对苯二甲酸二辛醇酯已成为通用增塑剂的替代品种，其结构与DEHP相似，只是酯基官能团在苯环上1，4两个取代位上不像DEHP在1，2两个取代位上。

DOTP是近乎无色的低黏度液体，具有良好的电性能和耐寒性，挥发性小，增塑效率略低于DOP，其他物理机械性能均优于DOP，适用作为PVC树脂的增塑剂，用于要求高绝缘、耐抽出、耐热、耐寒及柔软性好的制品，可与DOP以任何比例掺和。由于结构原因，耐热性，耐久性明显好于DOP。近年，由于对苯二甲酸价格明显下落，使得DOTP价格接近甚至低于DOP，可以大量选用，替代DOP。该产品是性能优良的通用型主增塑剂。本品与PVC相容性好，即使大量使用也不会析出；挥发性、迁移性、无毒性均优于DOP，能赋予制品良好的耐光、耐热、耐老化和电绝缘性能，综合性能优于DOP。由于以本品生产的制品具有耐水耐抽出性能好、毒性低、耐老化、电绝缘性能优良，在玩具膜、电线、电缆中得到广泛应用。

与DOP相比，DOTP的电气绝缘性能更佳，体积电阻率是DOP的十几倍，受热后电性能稳定，在相同条件下挥发残留量仅为DOP的一半，同时增塑后的PVC树脂的低温柔性、耐低温性也都比较好，因此特别适用于耐高温聚氯乙烯电缆料的生产。总之，DOTP除了塑化性略低于DOP外，其他均优于DOP。

国外在70℃级电缆料中已普遍应用DOTP，而DOP只能达到65℃级电缆料的要求，不能满足国际电工委员会（IEC）规定的70℃级电缆标准。为了与国际接轨，我国电缆行业全面推行IEC277，1979标准，因而必将促进DOTP等耐高温增塑剂的生产和应用。

2）聚酯增塑剂

聚酯增塑剂（polyester plasticizers）通过多元醇和多元酸缩聚反应而成，主要为二元醇和二元酸缩聚，如己二酸类、壬二酸类、癸二酸类、苯二甲酸类和苯酐类6大类。具体品种聚己二酸二丁酯、聚辛二酸二丁酯、己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯、邻苯二甲酸聚酯等，随着价格的逐步降低，有望实现大规模推广使用。聚酯增塑剂的外观为黄色或无色的黏滞状油性液体，无味，无毒（通过FDA），不溶于水，已被美国FDA批准用于食品包装。

聚酯增塑剂与一般常用的增塑剂最大的不同在于具有较大的相对分子质量。聚酯增塑剂的相对分子质量可以与PVC相当，如聚合度达到1000以上，因此与PVC具有更好的相容性。与低相对分子质量增塑剂相比，聚酯增塑剂具有耐抽出、挥发性低、耐老化、耐油、耐高温和迁移性小等方面性能超群的特点，远远好于DOP和环氧大豆油。使它享有“永久性增塑剂”之称，是发展较快的一类增塑剂。

除国内已有的聚酯类增塑剂外，还有聚己二酸二丁酯、聚辛二酸二丁酯等经改性后的高分子增塑剂。乙烯-SO₂共聚物、乙烯-CO共聚物、EVA-CO共聚物等都是PVC的优良高分子增塑剂。

3）柠檬酸酯类增塑剂

柠檬酸酯作为一种新型绿色环保塑料增塑剂，无毒无味、与树脂相容性好、耐寒、耐光、耐水、挥发性小、抗菌，可替代邻苯二甲酸酯类传统增塑剂，做环保PVC、PVDC、纤维素树脂的主增塑剂，可替代邻苯二甲酸酯类传统增塑剂DOP、DINP等，广泛用于食品及医药仪器包装、化妆品、日用品、玩具、军用品等，同时也是重要的化工中间体。其中乙酰柠檬酸酯，性能更为优越，用途更广。

已见报道的品种有50多种，其中15种投入工业化生产，主要品种有：柠檬酸三辛酯（TEC）、柠檬酸三丁酯（TBC）、柠檬酸三辛酯（TOC）、柠檬酸三壬酯、柠檬酸三丁己酯、乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）、乙酰柠檬酸三辛酯（ATOC）、乙酰柠檬酸三壬酯、乙酰柠檬酸三丁己酯等。柠檬酸酯的两个主要品种柠檬酸三丁酯（TBC）、乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）已获得美国FDA批准作为安全、无毒增塑剂，我国也建议在包装材料中使用。

常用的两个柠檬酸酯类增塑剂介绍如下：

①柠檬酸三丁酯（TBC）：柠檬酸三丁酯是由柠檬酸和正丁醇在催化剂的作用下酯化合成而得，因具有相容性好、增塑效率高、无毒、不易挥发、耐候性强等特点而广受关注，成为首选替代邻苯二甲酸酯类的绿色环保产品。它在寒冷地区使用仍保持有好的挠曲性，又耐光，耐水，耐热，熔封时热稳定性好而不变色，安全经久耐用，适用于食品、医药物品包装、血浆袋及一次性注射输液管等。TBC对PVC、PP、纤维素树脂都可增塑，其相容性好；TBC与其他无毒增塑剂共用可提高制品硬度，尤其对软的纤维醚更为适用；TBC具无毒及抗菌作用，不滋生细菌，还具有阻燃性，所以它在乙烯基树脂中用量甚大。

②乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）：ATBC为无毒、无味主增塑剂，比TBC的毒性更小（TBC不是无毒）。ATBC作为主增塑剂，具有溶解性强，耐油性、耐光性好，并有很好的抗霉性。它与大多数纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯等有良好的相容性，主要用作纤维素树脂和乙烯基树脂的增塑剂。在儿童玩具方面，随着DOP毒性资料的不断被发现，越来越多领域禁止使用DOP，而ATBC无毒，无味，透明性好，水抽出率低，经其增塑的塑料制品加工性能优良，热合性好，二次加工方便，特别适合作为儿童玩具主增塑剂使用。在医用制品方面，ATBC无毒，水抽出率低，对人体没有潜在危害，经其增塑的医用制品耐高温、低温性能好。ATBC的生物分解性好，2天就可生物降解，可用于PLA、PHA、PBS、PCL、PPC等生物降解塑料中。ATBC可1∶1替代DOP，比DINP的用量更少。用ATBC增塑的制品，其制品的表面光滑，无渗析。

柠檬酸酯类增塑剂与其他增塑剂性能比较见表2-16所示。

4）环氧植物油基增塑剂（EPO）

植物油基增塑剂分子结构中不含有苯环，无毒环保，可以用于食品和医药领域。除了增塑性能好外，还具有较好的辅助热稳定性能。

植物油基增塑剂主要品种：环氧大豆油、环氧棉籽油、环氧米糠油、环氧蓖麻油（丹麦丹尼斯克生产的植物基增塑剂就是环氧蓖麻油类别）、环氧向日葵油等，其中环氧大豆油（ESBO）用量最大，占到70%。

环氧大豆油（ESBO）英文名是Epoxidized soybean oil，它是精制的豆油在酸存在下用H₂O₂（双氧水）环氧化制得的浅黄色油状液体，具体组成主要为环氧亚油酸酯、环氧油酸酯和环氧棕榈酯等的混合物。

ESBO与PVC相容性有限，只能做聚氯乙烯的辅助增塑剂兼热稳定剂。挥发性低，逸移性小，具有良好的热稳定性和光稳定性，耐水性和耐油性亦佳，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电绝缘性能。

本品可与聚酯类增塑剂并用，与热稳定剂并用有显著的协同效应。在配方中使用1-3phr就可达到极佳的效果。ESBO适用于各种PVC制品，如聚氯乙烯无毒制品、聚氯乙烯透明制品、透明瓶、透明盒、食品、药物包装材料、聚氯乙烯医用制品“输血袋”，聚氯乙烯户外使用的塑料制品，防水卷材，塑料门窗，贴墙纸塑料膜等。在要求耐候性高的农用薄膜中加入环氧大豆油可大大延长薄膜使用寿命。使用环氧大豆油的聚氯乙烯塑料制品，不但其材料成本会有所降低，它的各项物理性能还有不同程度的提高，如耐加工性、耐热老化性、耐折性等。

为了提高环氧大豆油与PVC的相容性，进而提高到成为PVC的主增塑剂，对大豆油进行先酯化后环氧化的处理，得到可以作为PVC主增塑剂的新品种，称为环氧大豆油油酸多元醇，具体如环氧化季戊四醇四大豆油酸酯、环氧化丙二醇二大豆油酸酯、环氧化乙二醇二大豆油酸酯、环氧化大豆油酸甲酯、环氧化蔗糖八大豆油酸酯、环氧油酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧化甘油三酸酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯等。用环氧大豆油油酸多元醇作为PVC主增塑剂，PVC制品的力学性能优于DOP增塑的制品。

其他植物增塑剂品种介绍：

环氧甲酯——脂肪酸甲酯深加工产品，原料为废弃的动植物油。

ED3——为环氧硬脂酸（2-乙基）己酯，俗称环氧硬脂酸辛酯。ED3的耐寒性好，可代替DOA和DOS使用。ED3的缺点为与树脂的相容性差，加入量应控制在2～5份内。

EPS——为4，5-环氧四氢邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯。增塑效率与DOP相当，相容性优于DOP，可用之于主增塑剂，无毒且具有光热稳定性。

此外，还有一些新开发的生物增塑剂，如烷基磺酸芳香酯、单甘油酯等，如丹尼斯克（中国）有限公司开发出来自蓖麻油的乙酰化单甘油酯（AMG）增塑剂。

5）苯多酸酯类

包括偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、均苯四酸四酯、1，2，4-偏苯三酸三异辛酯等，具体介绍如下：

①偏苯三酸类增塑剂（TOTM）。偏苯三酸类增塑剂系列产品包括偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三（810）酯、偏苯三酸三甘油酯等。增塑剂偏苯三酸三辛酯，商品名为TOTM，通常用偏苯三酸酐（偏酐）和辛醇（2-乙基己醇）酯制得。它具有良好的耐热性、低挥发性、耐迁移、耐寒性、电绝缘性、耐油性及可加工性，热稳定性较聚酯增塑剂优，唯耐油性不及聚酯增塑剂。TOTM可广泛用作PVC耐热增塑剂、抗溶剂交联氯乙烯树脂的增塑剂、90℃和105℃级耐热电缆配方的主增塑剂及用作6kV、10kV高压电缆所需的配套增塑剂。TOTM的挥发性小、耐抽出、耐迁移性具有类似聚酯类增塑剂的优点，它的相容性、加工性和低温性能优，类似邻苯二甲酸酯类，常用于PVC耐热增塑剂。

②均苯四酸四辛酯（TOPM）。均苯四酸四辛酯（TOPM）是以石油重芳烃为原料开发出来的新兴精细石油化工产品。均苯四酸酯可由均苯四酸（或均苯四酸二酐）与醇直接酯化而得，一般是一元、二元、三元和四元酯的混合物，当前在医用塑料制品中使用得最多的还是均苯四酸四辛酯（TOPM）。TOPM用作医用塑料制品的增塑剂有以下优点：具有比TOTM及DOP小得多的毒性，对生理过程无不良影响；与血液或其他生理流体接触时，被抽出的危险可忽略不计；改进增塑效能和增加制品的使用寿命。TOPM的开发成功是降低增塑剂毒性的一个突破，使医用塑料制品找到了迄今为止毒性最低的增塑剂。TOTM及TOPM在医用塑料制品中的应用领域正在不断拓宽，特别是TOPM的应用发展迅速，促进了医用塑料制品的发展。

6）二甘醇二苯甲酸酯（DEDB）

二甘醇二苯甲酸酯简称DEDB，具有相容性好、耐寒性好、抗静电性、抗污染性能显著、热稳定性突出、挥发性低、耐光变色性好等特点，而且毒性低，LD50为5.44g/kg。国外有关食品、化妆品、医药等管理部门认为DEDB是一种可以用于接触食品包装材料的安全性较大的增塑剂或其他添加剂。使用性能与DOP相当，可作为聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯等许多树脂的增塑剂，采用DEDB替代DOP的动力非常强大。

DEDB分子链中含有苯环结构，使它的相对分子质量增加分子极性增大，与PVC、聚醋酸乙烯等相容性好，具有增塑效率高，耐污染和耐持久性好，其耐油性、耐溶剂抽出性好，经测试拉伸强度为20MPa，断裂伸长率25%。

DEDB与DOP使用性能十分相近，可广泛应用于人造革、鞋类、薄膜、地板、软硬管材、电缆料等塑料生产行业。

7）二丙二醇二苯甲酸酯（DPGDB）

二丙二醇二苯甲酸酯（DPGDB）也叫一缩二丙二醇二苯甲酸酯。本品为无毒增塑剂。美国药品食品管理局产品批准文号：FDA：21CFR175.105，176.170and176.180。DPGDB挥发性较低，用于PVC主增塑剂，显示出突出的机械性能，优良的抗煤油抽出性，较好地塑化温度和良好的加工性能DPGDB与高聚物渗混，不在制品表面渗出形成滴液或液膜，也不形成品状表面硬壳，由于与PVC等高聚物相容性好，可以作为主增塑剂使用，也是聚醋酸乙烯等的理想增塑剂，也可以作为浇筑型聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料的增塑剂。DPGDB的主要优点为用量少、塑化温度低、工艺性能好、制品尺寸稳定，而且成本低廉除用于PVC地板铺面材料等大量PVC制品外，在热固性塑料、橡胶制品、涂料、黏合剂、填料都有广泛的用途，市场需求迫切。

8）癸二酸二正己酯（DHS）

癸二酸二正己酯由于具有挥发性低、无色、无毒、黏度低等特点，可作为许多合成橡胶的低温增塑剂及硝基纤维素、乙烯基树脂和丁苯橡胶的耐寒辅助增塑剂，用于农用薄膜、电线、薄板、人造革、户外用水管以及冷冻食品、医药包装的生产。

9）苯萘满丁烷（PTB）

PTB与PVC相容性好，热稳定性高，其有优良的低温挠曲性、低挥发性，可代替DOP作主增塑剂。PTB使用从煤焦油中提取的萘和萘满为廉价原料合成，工艺简单，成本低。PTB可替代30%～80%DOP的制品性能相近。

生物降解型增塑剂。利用植物油基生产的高效、无毒、可降解的环保型增塑剂，例如天然多元醇类增塑剂以及环氧化油脂类等。

10）多元醇脂肪酸酯、多聚多元醇脂肪酸酯

各类具体品种介绍如下：

①DINCH：DINCH为DINP加氢制备的环己二羧酸支链C9醇酯，是最佳的非邻苯二甲酸酯类增塑剂，性能与邻苯二甲酸酯类接近，目前在替代邻苯类增塑剂方面位居前列。DINCH为极性增塑剂，可用于PVC、ABS、TPU、PET，耐低温性好。

②季戊四醇二乙二醇C₅—C₉酸酯：它兼具季戊四醇酸酯和二乙二醇C₅—C₉酸酯的功能，为性能独特的多元醇酯，其耐热性、耐老化性、耐抽出性、耐低温性、相容性都很好，挥发性低，价格低。

③马来酸酯类：马来酸二丁酯、二辛酯作为反应性增塑剂不仅可用于增塑PVC塑料制品，还可用于增塑聚甲基丙烯酸甲酯。

（2）过渡类增塑剂品种

1）邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）

中文名称为邻苯二甲酸二异壬酯，英文Diisononyl phthalate，英文简称DINP。DINP是一种通用的增塑剂，目前全球只有几家公司能够生产。

DINP与DOP相比，相对分子质量更大一点，碳链更长一点。所以拥有更好的老化性能，抗迁移性能，抗萃取性能，更高的耐高温性能。相应的，同等条件下，DINP的塑化效果比DOP稍差。一般认为，DINP比DOP更环保。

DINP作为一种主要的增塑剂，广泛地应用于各类的软质PVC产品。如电线电缆、薄膜、PVC皮革、PVC地板革、玩具、鞋材、封边条、护套、假发、桌布等。在某些橡胶产品和涂料中，DINP也有少量的应用。

2）邻苯二甲酸二葵酯（DIDP）

中文名称为邻苯二甲酸二葵酯，英文名称didecyl phthalate，英文简称DIDP。该产品是耐高温、耐老化性能优良的主增塑剂。其耐挥发、耐迁移、耐抽出、电绝缘性好，制品机械性能好、柔软性随温度变化较小，适用于使用温度范围宽广的制品，大量用于耐高温（105℃）电缆、汽车内装饰材料、运输带等制品中。

DIDP和DOP、DINP同属于一个系列的产品，都是邻苯二甲酸酯类。DIDP是苯酐和十个碳进行酯化反应，所以比DOP和DINP拥有更高的相对分子质量，更好的耐热性，更好的耐迁移性，更好的耐萃取性。对于PVC的电线胶粒来说，单独使用DIDP作为增塑剂的胶粒，可以达到UL 90℃的标准；单独使用DOP做主增塑剂的PVC电线胶粒，可以达到UL 60℃标准，而单独使用DINP作为PVC电线胶粒的主增塑剂，可以达到UL 75℃标准。当然，也有厂家混合使用DIDP和TOTM，来生产符合UL 105℃标准的电线胶粒。因为DIDP表现出的良好的耐候性能，DIDP也大量使用在汽车的PVC内饰中，如汽车皮革，汽车的PVC仪表台面板，车门的PVC塑料饰件等。

经过10年的科学评价，欧盟已确认两款应用最广泛的增塑剂DINP和DIDP无危害性，并且通过目前的情况证明，对人类健康和环境均无危险性。

（3）限制类增塑剂品种

DOP（DEHP）邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯或邻苯二甲酸二辛酯简称DOP或DEHP，英文名Di-（2-ethylhexyl）phthalate。它是邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇酯化合而得的无色或淡黄色油状透明液体。DOP是塑料加工中使用最广泛的增塑剂之一，具有良好的综合性能。DOP增塑效率高、挥发性小、耐紫外光、耐水抽出、逸移性小，而且耐寒性、柔软性和电气性能等都很好，是一类比较理想的主增塑剂，也是国内用量最大的增塑剂。

因邻苯二甲酸酯类增塑剂结构中含苯环，近年来国外不断有DOP等邻苯二甲酸酯增塑剂可能致癌的报道。美国FDA（食品与药物管理局）及欧盟已禁止将其用于食品包装塑料、化妆品与儿童玩具等。在港、台以及国外先进地区由于辛醇的产量及价格问题以及DOP致癌问题的争论，它已逐步被其他的增塑剂取代。

DBP为邻苯二甲酸二正丁酯，其用量仅次于DOP。其外观为清澈之油状液体，与DOP相比，优点为耐寒性好于DOP、价格低于DOP，缺点为挥发大、耐水和耐热差，对农作物有一定危害，不宜用于农业中。常作为DOP的代用品，很少单独使用，一般与DOP协同加入，用于PVC工业膜及人造革等制品中。

DOA（DEHA）为己二酸二（2-乙基）己酯，俗称己二酸二辛酯，是常用的耐寒增塑剂品种，主要用于耐寒膜、电缆料、人造革及冷冻食品包装材料等。DOA的耐抽出性差，不宜用于输油管道。近年来随着环保意识的增强，发现DOA有致癌嫌疑，现开发DINA（己二酸二异壬酯）和己二酸直链醇酯（D610A或D79A）逐步取代DOA。

DOZ为壬二酸二（2-乙基）己酯，俗称壬二酸二辛酯。耐寒性介于DOA和DOS之间，因价格高应用比较少。

DOS为癸二酸二（2-乙基）己酯，俗称癸二酸二辛酯。耐寒性最好，但耐热氧化、耐候性、耐油性及耐溶剂抽出性差。DOS一般与DOA并用，加入量不大于主增塑剂的1/3。

DIOP为邻苯二甲酸二异辛酯，外观为透明淡黄色油状液体。DIOP的耐挥发性好，耐低温及电绝缘性优，只是增塑效率不及DOP。DIOP是近年来发展较快的增塑剂品种，可作为PVC的主增塑剂，是DOP的有效代用品。

DIBP为邻苯二甲酸二异丁酯，是DBP的代用品，性能基本同DBP，也不可用于农业中。

DHP为邻苯二甲酸二庚酯，是近年来开发的主增塑剂品种，其性能介于DOP与DBP之间并接近DOP，主要用于PVC人造革、片材、薄膜及地板革中。

DIDP为邻苯二甲酸二异癸酯，其优点为电绝缘性好、耐热性好、耐迁移性好，常用于PVC电缆和人造革中。

DNP为邻苯二甲酸二壬酯，与DOP相似，挥发性小于DOP，但增塑效率不及DOP，耐寒性不好。

此外还开发了直链和准直链醇的邻苯二酸甲酯类增塑剂，其耐热性、耐挥发性和耐寒性都很突出，代表品种有911P为邻苯二甲酸C_9～11醇酯和812P为邻苯二甲酸C_8～12醇酯等。

（二） PVC加工用热稳定剂

1.热稳定剂的稳定机理

纯PVC树脂对热极为敏感，当加工温度达到90℃时，即发生轻微的热分解反应；当温度达到120℃时，即发生明显的热分解反应，使PVC树脂颜色逐渐加深。

PVC的热降解机理十分复杂，目前的研究还不是十分成熟。但一致公认的是，PVC的热分解反应实质是由于脱HCl反应引起的一系列反应，最后导致大分子链断裂。

虽然对PVC的热降解机理研究得不透，但在如何防止PVC降解方面却比较成熟。大家一致认为，PVC是通过如下六个方面来实现热稳定目的的。

①捕捉PVC分解产生的HCl，防止HCl催化降解反应。铅盐类、金属皂类、有机锡类及亚磷酸酯类和环氧类热稳定剂都按此机理发挥热稳定作用。

②置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂类、有机锡类及亚磷酸酯类热稳定剂按此机理发挥热稳定作用。

③与自由基反应，中止自由基链的传递。有机锡类及亚磷酸酯类热稳定剂按此机理发挥热稳定作用。

④与共轭双键发生加成作用，抑制共轭链的增长。有机锡类和环氧类热稳定剂按此机理发挥热稳定作用。

⑤分解氢过氧化物，减少自由基的数目。有机锡类及亚磷酸酯类热稳定剂按此机理发挥热稳定作用。

⑥钝化有催化脱HCl作用的金属离子。

同一种热稳定剂可按上述几种不同的热稳定机理发挥热稳定作用。

2.常用热稳定剂的种类

欧洲议会的环保法案76/769/EEC-PVC规定：2003年8月首先在电器类产品中禁止使用铅盐类热稳定剂，2015年全面禁止使用铅盐类热稳定剂。同时，欧盟还对玩具中各类重金属的含量做了最高溶出值限制，具体见表2-17所示。

（1）铅盐类热稳定剂

这是PVC最常用的稳定剂品种，环保法规未出台前其最高用量可占PVC热稳定剂的70%以上。但因其本身低毒的影响，近年来用量呈下滑趋势，欧洲议会规定2015年全面禁止使用铅盐类热稳定剂。

铅盐类热稳定剂的优点为热稳定性优良，而且初期和长期热稳定性好，电绝缘性和耐候性好；缺点为分散性差，毒性大，不透明，有初期着色性，难以制成鲜明色彩的制品，缺乏润滑性，易产生硫、镉污染。

铅盐类热稳定剂的主要品种有：

①三碱式硫酸铅。俗称三盐，分子式为3PbO·PbSO₄·H₂O，代号为TLS，是PVC最常用的稳定剂品种。三盐的外观为白色粉末，相对密度为6.4。三盐一般与二盐协同加入，因本身无润滑性而需加入润滑剂，主要用于PVC硬质不透明制品中，用量一般为2～7份。

②二碱式亚磷酸铅。俗称二盐，分子式为2PbO·PbHPO₃·1/2H₂O，代号为DL，在PVC中用量仅次于三盐。二盐的外观为白色粉末，相对密度为6.1。二盐的热稳定性稍低于三盐，但耐候性好于三盐，因此两者往往协同加入，二盐的加入量一般为三盐的1/2左右。

③二碱式硬脂酸铅。代号DLS，具有润滑性，不如三盐、二盐常用，并常与其并用，用量一般为0.5～1.5份。

国内铅盐类热稳定剂的发展重点在于消除粉尘污染，开发无尘复合铅盐技术，并配合适当的酯类和硬脂酸盐类润滑剂，以粒状或片状代替传统的粉状。

（2）有机锡类热稳定剂

是PVC最佳稳定剂，其优点为热稳定性、耐候性、初期着色性、大都无毒性、透明性优异，缺点为价格稍高（但加入量少，一般为0.5～2份），润滑性一般。它是目前用途最广、效果最好的一类热稳定剂，主要适用于硬质、高透明PVC制品及注射、吹塑成型的材料。

有机锡热稳定剂大部分为液体，只有少数为固体。既可单独使用也可与金属皂类并用。

可以作为PVC热稳定剂的有机锡化合物至少有几千种，但取得工业化应用的不超过20种。

（3）复合金属皂类热稳定剂

钙/锌复合热稳定剂目前是PVC的第一大热稳定剂品种，其热稳定性不如铅盐，但具有安全无毒、产品透明、润滑性好等优点。

钙/锌复合稳定剂的主要成分为硬质酸钙/硬脂酸锌，两者比例为0.65/1。因其自身的热稳定性一般，必须配合辅助热稳定剂才能达到理想的热稳定性能，具体如水滑石、亚磷酸酯或β-二酮。因钙/锌复合稳定剂本身具有一定的润滑性，配方中可以减少润滑剂用量。钙/锌复合稳定剂主要用于PVC透明、无毒和软制品中，具体如电缆料、薄膜、片材等，近年来已逐步开始用于PVC硬制品如管材、型材等。

（4）稀土类热稳定剂

我国的稀土资源丰富，稀土类稳定剂是最有发展前途的稳定剂品种。稀土类稳定剂具有效率高、价格低、透明好、无毒性、耐候性好等优点，并兼有偶联、增韧、增容等特殊功能。

稀土热稳定剂可以为稀土的氧化物、氢氧化物、有机弱酸盐（硬脂酸、脂肪酸、水杨酸、柠檬酸、月桂酸、酒石酸和苹果酸等），其中以稀土氢氧化物的热稳定性最好，稀土有机酸中水杨酸稀土要好于硬质酸稀土。

稀土热稳定剂的热稳定性与有机锡中京锡-8831相当，好于铅盐和金属皂类。其具体热稳定效果为铅盐的3倍和钡/锌复合皂类的4倍。可以部分代替有机锡类热稳定剂而广泛应用，加入量为3份左右。有机锡类与稀土类或锑类热稳定剂并用，具有优良的热稳定性和透明性。

（5）锑类热稳定剂

有机锑类热稳定剂由美国开发于20世纪50年代，但直到20世纪70年代才在双螺杆剂出机中获得应用。1978年国际卫生基金会（NSF）批准有机锑可用于PVC-U上水管，随着目前世界范围内的禁铅要求的普及，有机锑类热稳定剂的重要性越来越增大，时代的要求加速了其发展。

工业生产的有机锑类热稳定剂虽有几十种，但可分为含硫锑和含氧锑两大类。含硫锑为硫醇锑类，包括三价硫醇锑（三硫醇锑）和五价硫醇锑（五硫醇锑）两大类，具体品种如三（十二烷基硫醇）锑；含氧锑为羧酸酯锑类化合物，具体品种如三（巯基乙酸异辛酯）锑。硫锑类有机锑只含Sb-S键不含Sb-C键，不属于有机金属化合物，价格低，无污染，属低毒产品，因此目前主要应用的有机锑为硫醇锑类，其中五价硫醇锑的稳定效果明显好于三价硫醇锑。三价硫醇锑的热稳定性甲基锡TM-181和辛基锡京锡TVS-8831相当；五价硫醇锑的热稳定性与甲基锡TM-181相近，优于辛基锡京锡8831。

（6）有机热稳定剂

长久以来，PVC加工业一直使用含铅、钡、锌、钙、锡或镉这样的重金属元素的热稳定剂，但是这些热稳定剂由于其中所含的重金属元素，对人或环境都会造成危害。近年来，随着环保要求越来越高，传统的金属类热稳定剂中的重金属逐渐受到限制，有的不久即将退出市场。为此开发出不含有任何金属的纯有机热稳定剂，以适应市场的环保需要。目前已开发的主要品种有：香兰素衍生物类、脲嘧啶类如1，3-二甲基-6-氨基脲嘧啶（DMAU）、N-苯基酰胺类、环氧葵花油类、丁香油酚、苯基脲衍生物、蒽醌衍生物、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯基缩丁醛、顺式聚丁二烯、聚四亚甲基癸二酸酯、聚二甲基硅氧烷等。

（7）辅助热稳定剂

这类稳定剂单独使用无任何稳定作用，只有与其他稳定剂协同使用，才具有热稳定效果，并可促进主稳定剂效果的发挥。

主要品种如下：

①亚磷酸酯类：这是一类重要的辅助热稳定剂，可与钡/镉、钡/锌及钙/锌等复合主稳定剂并用，主要用于PVC软质透明配方中，用量为0.1～1份。

②环氧化合物类：主要为环氧增塑剂如环氧大豆油，与金属皂类有协同作用，与有机锡类并用效果好，用量为1～5份。

③多元醇类：主要有季戊四醇、木糖醇及甘露醇等，与钙/锌复合稳定剂有协同作用。

④螯合剂类：β-二酮、β氨基巴豆酸酯、α-苯基吲哚、二苯基硫脲、硫脲衍生物、脲、含氮化合物及酚类抗氧剂等，可与钙/锌等复合主稳定剂并用。

⑤无机类：水滑石、沸石等。

（三） PVC加工用加工助剂

1.PVC加工助剂的作用原理

PVC的加工助剂是能改善其加工性能的一类助剂。对于PVC硬制品而言，不加入加工助剂，很难加工出合格的制品。

PVC加工助剂的作用原理为促进树脂的熔融、改善熔体的流变性和赋予润滑功能。

（1）促进树脂的熔融

当加入加工改性剂的PVC树脂在剪切应力作用下加热时，加工改性剂首先熔融并黏附在PVC树脂微粒表面，基于其与树脂的相容性和高相对分子质量，使得PVC体系的黏度和摩擦力增加，从而可有效地将热和剪切应力传递给整个PVC树脂，促进PVC树脂的熔融。在此过程中，加工改性剂起到了热和剪切应力传递的作用。

（2）改善熔体的流变性

PVC在流变性方面的不足之处在于熔体强度差、延展性差、易产生熔体破裂等，加入加工改性剂可彻底解决上述问题。其具体作用原理为加工改性剂可提高PVC熔体的黏、弹性，其黏、弹性不足是导致流变性差的根本原因。加入加工改性剂后，一方面可增大复合体系的相对分子质量以提高黏度；另一方面，可增加复合体系内“交联”和“缠绕”的程度以提高其弹性。

（3）赋予润滑功能

加工改性剂与PVC树脂相容部分首先熔融，起到促进熔融的作用；与PVC不相容部分则向熔融体系外迁移，起到润滑作用。

2.常用PVC加工助剂品种

（1）ACR

ACR为丙烯酸酯类具有核-壳结构的共聚物，其种类很多，可用于加工助剂的为ACR-201，它为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯的核-壳共聚物，外观为白色粉末，在PVC中的加入量为1～3份。

ACR-201加入PVC中的主要作用为：降低塑化扭矩，缩短塑化时间，提高流动性，改善塑炼效果，使熔体光亮、透明，熔体延伸率和热强度增大。在不同加工方法中，其具体功效不同。

①在压延成型中，减少气泡和气纹，改善板材的热成型性能。

②在吹塑成型中，防止垂坯的延伸和收缩，提高熔体的热强度和延伸率。

③在注塑成型中，易于充模，缩短成型周期。

④在挤出发泡成型中，稳定泡孔结构，泡沫塑料的相对密度小、强度大。

（2）AMS

AMS树脂是α-甲基苯乙烯的低聚物。AMS可分成两类：一类为聚合度为2～10的线型低聚物，其六聚体又称为M-80；另一类为环状二聚物。

AMS无毒、透明，加入PVC中可显著降低熔体黏度、降低能耗、提高制品的光洁度和透明度，加入量为5～20份。除用于PVC外，还可用于TPU、PS、CPE、SBS、ABS、PP、HDPE、LLDPE及氯丁橡胶和丁腈橡胶中。

纯AMS的用量不大，其改性品种前景广阔。河南沁阳希望合成材料厂开发的AMS与少量橡胶接枝而成的类苯乙烯改性剂（简称LC）目前应用很广泛。LC安全无毒、不影响透明性，与PVC的相容性好，可用于PVC各类制品中，加入量3～6份。其作用较之同量ACR-201要好，与CPE有协同作用。

（3）P83

为丁二烯和丙烯腈的共聚物，是一种新型粉末丁腈橡胶，外观呈松散粉末状，具有特殊的立体结构，含有特种热稳定剂、隔离剂和其他成分，表面经PVC乳液处理过。P 83为美国固特异公司开发，与PVC的相容性好，在改善PVC加工性能的同时，可改善耐磨性、柔韧性、热稳定性和耐低温性。P 83的加入量一般在20份左右，兼有加工和增韧双重功效，主要用于PVC密封材料、鞋底等弹性体中。

（4）MC100

这是一类新型PVC加工助剂，具体成分不详。其作用为明显缩短塑化时间、促进PVC凝胶化、降低平均扭矩、降低熔体黏度、改善加工性能、提高透明度、降低应力发白现象、提高阻燃性和抑烟性，降低能耗和生产成本。与ACR比较，其性能只好不差，价格低于ACR，是其理想的替代品。MC100和ACR在PVC中应用比较如表2-18所示。

（5）820-G

820-G是由氯化石蜡与氧化聚丙烯-乙烯通过自由基接枝而成的表面活性剂和经过氯硅烷偶联剂表面处理的载体所组成。它可改善PVC的加工流动性、提高冲击强度、缩短塑化时间、增加表面光泽和改善制品的手感，加入量为10份左右。

（6）Elvaloy741、742和838G

为乙烯-醋酸乙烯共聚物与第三极性单体（如一氧化碳、二氧化硫和丙烯酸丁酯等）的共聚物，加入PVC中可降低转矩值、减少功率消耗等，主要用于PVC制鞋材料、防水卷材、型材、人造革、电缆料、密封材料和医用制品等，加入量为20～30份。

（四） PVC加工用润滑剂

1.润滑剂的分类

（1）按润滑剂的结构分类

可以分成为饱和烃和卤代烃类、脂肪酸类、脂肪酸酯类、脂肪族酰胺类、金属皂类、脂肪醇类和多元醇类等。

（2）按润滑剂的作用分类

按润滑剂是在树脂的内部或表面作用，可以将润滑剂分成内、外润滑剂，内、外润滑剂的区分标准为其与树脂的相容性大小。内润滑剂与树脂的亲和力大，其作用为降低树脂内分子间的作用力；外润滑剂与树脂的亲和力小，其作用为降低树脂与加工设备之间的黏附力。

内、外润滑剂的划分是相对的，两者之间并无严格的划分标准。

例如，在极性不同的树脂中，内、外润滑剂的作用会发生变化。如对极性树脂如PVC、PA而言，硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸单甘油酯等起内润滑作用；而对PE、PP等非极性树脂，前面所列润滑剂则起外润滑作用。相反，高分子石蜡与极性树脂的相容性差，在PVC中只能做外润滑剂；而在PE、PP等非极性树脂中则为内润滑剂。

又如，在不同加工温度下，内、外润滑剂的作用也会发生变化。如硬脂酸和硬脂醇两个润滑剂，在PVC压延成型初期，由于加工温度低，与PVC的相容性差，主要起外润滑作用；当温度升高后，其与PVC树脂的相容性提高，则转变为主要起内润滑作用。

常用润滑剂的内、外润滑作用比例见表2-19所示。

2.PVC常用润滑剂的种类

按润滑剂的结构分类法介绍。

（1）饱和烃类

按其极性大小可分为：非极性烃如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡等，极性烃如氯化石蜡和氧化聚乙烯蜡等。

按相对分子质量大小可分为：液体石蜡（C_16～21），固体石蜡（C_26～32），微晶石蜡（C_32～70），和低分子聚乙烯蜡（相对分子质量1000～10000），主要用于PVC外润滑剂。

具体品种如下：

①液体石蜡：俗称白油，为无色透明液体，可用于PVC的透明外润滑剂，用量为0.5份左右。

②固体石蜡：又称为天然石蜡，白色固体，可用于PVC的外润滑剂，用量为0.1～1份，用量太大影响透明性。

③微晶石蜡：又称为高熔点石蜡，外观为白色或淡黄色固体，因结晶细微而称为微晶石蜡，其热稳定效果和润滑效果好于其他石蜡，用量为0.1～0.2份。

④低相对分子质量聚乙烯：又称为聚乙烯蜡，外观为白色或淡黄色固体，透明性差，可用于PVC的挤出和压延加工，用量为0.5份以下。

⑤氧化聚乙烯蜡：为聚乙烯蜡部分氧化的产物，白色粉末，具有优良的内外润滑作用，透明性好，价格低，用量为0.1～1份。

⑥氯化石蜡：与PVC相容性好，透明性差，与其他润滑剂并用效果好，用量在0.3份以下为宜。

（2）金属皂类

既是优良的热稳定剂，又是一种润滑剂；内、外润滑作用兼有，不同品种的侧重稍有不同。

常用金属皂类润滑剂的加入量如下：

PbSt：0.2～1.0份；ZnSt：0.15份； LiSt：0.6份； BaSt：0.2～1.0份； CaSt：0.2～1.5份。

（3）脂肪族酰胺类

包括单脂肪族酰胺和双脂肪族酰胺两大类，单脂肪族酰胺呈内润滑作用，主要品种有硬脂酸酰胺、芥酸酰胺和蓖麻油酰胺等；双脂肪族酰胺呈外润滑作用，主要品种有N，N’-，亚乙基双硬脂酰胺和N，N’-亚乙基双蓖麻醇酸酰胺等。

具体品种如下：

①硬脂酸酰胺：外观为白色或淡黄色粉末，内外润滑均好，透明且制品有光泽，可用于PVC、PS和氨基树脂中，加入量为0.3～0.8份。除此之外，硬脂酸酰胺还可用于PO类树脂的开口剂。

②油酸酰胺：外观为白色粉末，在PVC中少用，主要用于PE、PP及PA中，用量为0.2%～0.5%。油酸酰胺也可作为开口剂应用。

③芥酸酰胺：外观为白色粉状或片状物，主要用之于PO类树脂的开口剂。

④N，N’-亚乙基双硬脂酰胺：外观为白色至淡黄色粉末或粒状物，代号EBS，常用于PE、PP、ABS、PA、PF中，可用之于开口剂和光亮剂；也可作为PVC内润滑剂，用量0.2～2.0份。

（4）脂肪酸类

①硬脂酸：仅次于金属皂类而广泛应用的润滑剂，可用于PVC。用量少时，起内润滑作用；用量大时，起外润滑作用。一般加入量为0.5份以下。

②羟基硬脂酸：与PVC相容性好，可作为内润滑剂，但热稳定性差。

（5）脂肪酸酯类

①硬脂酸丁酯：外观为无色或淡黄色油状液体，在PVC中以内润滑作用为主兼外润滑作用，用量为0.5～1.5份。

②单硬脂酸甘油酯：代号GMS，外观为白色蜡状固体，为PVC优良的内润滑剂，对透明性影响小，加入量低于1.5份，可与硬脂酸并用。

③酯蜡和皂化蜡：主要指以褐煤蜡为主要原料，经漂白等工序制成的后续产品。漂白蜡有S蜡和L蜡，酯化蜡有E蜡和EG蜡，皂化蜡有O蜡和OP蜡。主要用于HPVC中，用量为0.1～0.3份。

（6）脂肪醇类

①硬脂醇：外观为白色细珠状物，起内润滑作用，透明性好，在PVC中用量为0.2～0.5份，还可用于PS中。

②季戊四醇：PVC用高温润滑剂，用量0.2～0.5份。

③季戊四醇硬脂酸脂：英文简称PETS，属于耐高温润滑剂，在高温下具有良好的热稳定性和低挥发性，良好的脱模和流动性能，对部分结晶的塑料有极好的成核作用，可用于透明产品。推荐用于（聚碳酸酯）（PC）、尼龙（PA）、热塑性聚酯（PET，PBT等）、PPO、PPS及其他的热塑性工程塑料。

（五） PVC加工配方设计原则

1.增塑剂的选用原则

在PVC的软制品中，增塑剂是必须加入的，一方面提高流动性，另一方面更重要的是赋予制品柔软性能。

（1）主、辅增塑剂协同选用

按增塑剂与树脂的相容性大小，可以分为主增塑剂和辅助增塑剂两类，主增塑剂与树脂的相容性好，而辅助增塑剂与树脂的相容性一般。

主增塑剂可以单独使用，与树脂相容性好、增塑效率高，大量加入也不析出的一类增塑剂，目前主要品种为：

主增塑剂为环保的邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、聚酯类、柠檬酸酯类、苯多酸酯类和磷酸酯类，其中磷酸酯类增塑剂的主要品种如TCP（TTP）、DPOP、TBP（磷酸三丁酯）和TPP（磷酸二苯酯）等。

辅助增塑剂一般不单独使用，要与主增塑剂协同加入。之所以需要在加入主增塑剂的同时加入辅助增塑剂，是因为它们具有这样或那样主增塑剂不具备的特性，如耐寒性、耐热性、阻燃性及低价性等。辅助增塑剂有脂肪族二元酸酯类和环氧类等，具体品种如下：

①脂肪族二元酸酯类：这是常用的辅助增塑剂品种，其突出的优点为耐寒性好，常用于PVC耐寒制品中。主要品种有DOA、DOZ及DOS，其中DOS的耐寒性最佳。

②环氧化合物类：为常用的辅助增塑剂品种，包括环氧油类和环氧酯类。环氧化合物类增塑剂的耐热性、耐迁移性和耐光性好，并兼有增塑与润滑作用于一体。主要品种有DSO、ED3和EPS。

③季戊四醇类：主要优点为耐热性好，缺点为耐寒性差和价格高。具体品种有季戊四醇和双季戊四醇酯，主要用于PVC耐热105℃电缆料中。

在一个具体的PVC加工配方中，一般不只加入一个增塑剂，而是加入几种增塑剂，以发挥各自的优势，这就是增塑剂的协同作用。在这些增塑剂中，主增塑剂是必不可少的。

（2）按制品的软、硬程度选用

PVC制品的软、硬程度不同，所需增塑剂的加入量大小也不同，具体如下：

①硬制品：增塑剂的加入量为0～5份；

②半硬制品：增塑剂的加入量为6～25份；

③软制品：增塑剂的加入量为26～60份；

④糊制品：增塑剂的加入量为61～100份。

以上加入量只是一个常用范围，实际加入量很可能超出上述范围。

（3）按制品的性能要求选用

①耐寒类PVC制品：常选用脂肪族二元酸酯类增塑剂与主增塑剂搭配，其中以DOS的耐寒性最好。

②无毒类PVC制品：选用环保类增塑剂，重点为TOTM、聚酯类、柠檬酸酯类和植物基增塑剂。

③农用PVC制品：不选DBP和DIBP，它们对农作物有毒害作用。

④耐高温PVC制品：选用耐热类增塑剂如TCP、DIDP、DNP、聚酯类及季戊四醇类等。

⑤绝缘类PVC制品：应选用耐热和绝缘类增塑剂，耐热类如TOTM、TCP及DPOP等，绝缘类如DIDP、DOTP及M-50等。

⑥阻燃类PVC制品：选用磷酸酯类的氯化石蜡类增塑剂，可兼有阻燃效果。

⑦低成本PVC制品：选用氯化石蜡和石油酯等廉价增塑剂。

（4）特殊增塑剂

①低温增塑剂：品种有邻苯二甲酸的直链醇二酯、脂肪二酸的支链或直链醇酯，如己二酸二-2-乙基己基酯（DEHA）、己二酸二异壬酯（DINA）等。低温增塑剂用于配方中，既可解决脆性问题，又可保持原硬度；而添加非低温增塑剂用量，虽可解决脆性，但降低硬度。

②低挥发增塑剂：对于汽车用品如DIDP或直链增塑剂L9P、L911P等，对于电缆护套如TOTM、TINTM、L11P、DTDP等。

③阻燃增塑剂：磷酸酯类和氯化石蜡等。

（5）填料的影响

对于填料含量：＜20份时，每添加10份碳酸钙，要增加＜1份增塑剂；20～50份时，每添加10份碳酸钙，要增加1份增塑剂；＞50份时，每添加10份碳酸钙，要增加＞1份增塑剂。

2.热稳定剂的选用原则

（1）硬质PVC配方中热稳定剂的选用

与增塑剂正好相反，在硬质PVC配方中热稳定剂是必须加入的，而且要求热稳定剂的加入量大、稳定效果好。

①不透明硬制品：常选用三盐及二盐，两者往往协同加入，比例为三盐/二盐为2∶1～1∶1，总加入量为3～5份。

②透明硬制品：不选用铅盐类，常选用除铅之外的钙锌复合稳定剂、有机锡类、稀土类、有机锑类和有机热稳定剂，其中钙锌复合稳定剂加入量为3～4份、有机锡类加入量为1～2份。

（2）软质PVC配方中热稳定剂的选用

热稳定剂的加入量小，有时在增塑剂加入量较大时也可不加入，对热稳定剂的稳定效果要求不高。①不透明制品：选用铅盐（1～2份）和钙锌复合类（1～2份）协同加入。

②半透明制品：选用几种钙锌复合类并用，总加入量为2～3份。

③透明制品：选用有机锡类（0.5～1份）与钙锌复合类（1～2份）协同加入，也可用稀土类和有机梯类代替有机锡类。

（3）无毒PVC配方中热稳定剂的选用

应遵循原则为：铅盐类热稳定剂不宜选用；钙锌复合金属皂类热稳定剂可以选用；有机锡类应选用无毒品种；有机梯类和稀土类都无毒，均可选用；辅热稳定剂中环氧类无毒，可以选用。

（4）PVC配方中主热稳定剂的协同作用

在一个PVC配方中，往往选用几个主稳定剂并用，可发挥其协同作用。具有协同作用的主热稳定剂品种为：三盐和二盐之间有协同作用，两者加入比例为2∶1～1∶1之间；不同金属皂类热稳定剂之间有协同作用，一般规律为热稳定性高的品种与稳定性低的品种协同效果好，如常用的Ca/Zn等；金属皂类与有机锡类热稳定剂有协同作用，在透明配方中两者往往协同加入；稀土类和有机锡类热稳定剂有协同作用，用稀土类取代有机锡类可降低成本。

（5）PVC配方中主、辅热稳定剂的协同作用

具有协同作用的主、辅热稳定剂有：金属皂类与环氧类，金属皂类与多元醇类，金属皂类与β-二酮类化合物，金属皂类与亚磷酸酯类，稀土类与环氧类，有机锑类热稳定剂可与亚磷酸酯、环氧化物及硬脂酸钙等。

（6）PVC配方中热稳定剂与其他助剂的并用

除有稀土类和金属皂类热稳定剂外，大部分热稳定剂本身无润滑作用，如铅盐、有机锡类及有机锑类。因此，在选用无润滑作用热稳定剂时，需另外加入润滑剂；而对本身有润滑作用的热稳定剂，可不加或少加润滑剂。

3.润滑剂的选用原则

（1）按PVC的加工方法选用

①压延成型：目的为防止黏辊和降低熔体黏度。润滑剂以内、外润滑剂配合使用，以金属皂类为主，并配以硬脂酸辅之。

②挤出、注塑：目的降低黏度、提高流动性、易于脱模。润滑剂以内润滑剂为主，以酯、蜡配合使用。

③模压、层压：以外润滑剂为主，常用蜡类润滑剂。

④糊制品的搪塑：润滑剂用量少，以内润滑剂为主，并常用液体类。

（2）按PVC制品不同选用

①软制品：因含有大量增塑剂，本身具有一定的润滑性，所以润滑剂用量小。在透明膜配方中，选用金属皂类和液体复合稳定剂，配合硬脂酸为润滑剂。在吹膜配方中，为防止黏连，可选用硬脂酸单甘油酯为润滑剂。在电缆料配方中，如有填料加入，可选用高熔点蜡0.3～0.5份为润滑剂。

②硬制品：因增塑剂的加入量小，需加大润滑剂的用量。对无毒透明制品如吹塑瓶、透明片等，常用OP蜡及E蜡等，加入量为0.3～0.5份；也可用0.5份硬脂酸正丁酯、0.5份高碳醇与硬脂酸正丁酯或0.5份硬脂酸与其配合使用。对不透明制品如板材、管材等，常用金属皂类、石蜡、硬脂酸并用，其中金属皂为1～2份、石蜡和硬脂酸为0.3～0.5份。

（3）按PVC中共混树脂品种的选用

对于共混其他树脂的PVC配方，所用润滑剂与纯PVC配方不同，具体如下：

在PVC中加入ABS、CPE、ACR、MBS等抗冲击改性剂的配方，由于共混树脂与润滑剂的相容性大，应增加其加入量。为改善PVC制品的光泽，常加入氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，也需要增加润滑剂的加入量。例如，在PVC透明板材配方中，是否加入MBS，配方中润滑剂的品种和加入量都不同。

注：配方2#中因含有MBS润滑剂的加入量增加了1.1份。

（4）润滑剂的并用

在一个具体PVC加工配方中，一般不单用一个润滑剂，而是内、外润滑剂兼用，并且内、外润滑剂也选用几个品种复合使用。

（5）润滑剂与其他助剂的关系

①与稳定剂的关系：PVC配方中加入的稳定剂大都具有一定的润滑性，不同热稳定剂的润滑性大小为：金属皂类＞液体金属复合皂类＞稀土类＞有机锑类＞铅盐类＞月桂酸锡＞马来酸锡≈硫醇锡，因此对于在PVC配方中加入润滑性好的热稳定剂，可适当减少润滑剂的用量。

②与加工助剂的关系：加工助剂大都兼有外润滑功能，可适当减少润滑剂的用量。

③与填料的关系：配方中含有大量非润滑填料时，应增加内外润滑剂的用量。

（6）润滑剂的加入量

随加工方法的不同，润滑剂的加入量不同，具体如表2-20所示。

4.加工助剂的选用原则

①加工助剂一般用于PVC硬制品中，在PVC软制品中很少用。

②加工助剂常用于挤出成型，在压延和注塑成型中少用。

③冲击改性剂一般兼有加工助剂的功能，如ACR401、MBS、EVA等。因此，PVC配方中如含有冲击改性剂，则可不加或少加加工助剂。

④含填料的PVC配方，要加大加工助剂的加入量，一般可达10份左右。

⑤不同加工助剂的加入量不同，ACR在2份以内，AMS在10份以内，而P83加入量高达50份左右。

（六） PVC加工配方设计参考实例

对于不同类型的PVC制品，其加工配方设计要点见表2-21所示。

下面按PVC制品的分类介绍其具体配方设计。

1.PVC管材配方设计实例

PVC管材可分成硬管和软管两类，软管又分透明和不透明、增强与不增强、普通与缠绕等品种。

（1）PVC硬管加工配方设计

树脂：常用SG-4型，有时也选用SG-3或SG-5型。

增塑剂：可不加入或少加入。

稳定剂：常用三盐和二盐搭配，用量4～6份，并可适当加入1～3份金属皂类。

润滑剂：常用硬脂酸及石蜡，用量1～2份。

加工助剂：需要加入。

PVC硬管加工配方设计公式：PVC（SG-4）+（增塑剂）+稳定剂（铅盐、金属皂）+润滑剂+加工助剂

具体配方实例如下：

①PVC普通管材加工配方：

PVC（SG-4）：100份；BaSt：0.8份；三盐：4份；石蜡：1份；二盐：0.8份；CaCO₃：5份；PbSt：1.2份；炭黑：0.01份。

②PVC排水管加工配方：

PVC（SG-3或SG-4）：100份；金属皂：1.5份；三盐：3份；ACR：3份；二盐：1份；PE蜡：0.6份；DOP：5份；CPE：5份；环氧大豆油：2份；轻质CaCO₃：4份。

③PVC上水管加工配方：

PVC（卫生级）：100份；京锡4432：0.8～1份；Ca/Zn：1～3份；CaCO₃：8份；CaSt：2～4份；石蜡：1～1.5份；京锡8831：2～3份。

（2）PVC软管加工配方设计

树脂：选用SG-2或SG-3型。

增塑剂：以DOP、DBP为主，加入量可达50份左右。

稳定剂：视透明、有无毒与否选用，加入量在5份以下。

润滑剂：常用石蜡，加入1份以下。

PVC软管加工配方公式：PVC（SG-2或SG-3）+增塑剂（50份左右）+稳定剂（铅盐、金属皂、有机锡）+少量润滑剂。

具体配方实例如下：

①PVC普通软管加工配方：

PVC：100份；PbSt：1.2份；DOP：30份；CdSt：0.6份；DBP：20份；BaSt：0.4份；二盐：2份；石蜡：0.5份。

②PVC无毒透明软管加工配方：

PVC（卫生级）：100份；环氧大豆油：5份；DOP：45份；HSt：0.5份；AlSt：0.5份；石蜡：0.2份；ZnSt：0.5份。

2.PVC异型材加工配方设计

树脂：选用悬浮法紧密型SG-5或SG-6型树脂。

增塑剂：不加或只加1～2份DOP。

热稳定剂：世界各地应用情况不同，我国以铅盐为主、有机锡和稀土辅之，美国以有机锡为主、金属皂类和铅盐类辅之，欧洲以铅盐为主，有机锡和金属皂类辅之。

润滑剂：以石蜡、硬脂酸和金属皂类为主，加入量1份左右。

加工助剂：常用ACR，加入量3份左右；对于有冲击改性剂的配方可不加或少加。

光稳定体系：对户外用型材，紫外线屏蔽剂必须加入，一般选金红石型钛白粉，加入1～6份，铅盐稳定体系可少加，有机锡稳定体系要多加。紫外线吸收剂可加可不加，一般加入UV-532或UV-9等，加入量为0.5份。

PVC型材加工配方公式：PVC（SG-5或SG-6）+（增塑剂）+热稳定剂（铅盐、有机锡、稀土）+润滑剂+加工助剂+光稳定剂（金红石型钛白粉、UV-532、UV-9等）。

具体配方实例如下：

①铅盐稳定体系PVC型材加工：

PVC（SG-5）：100份；石蜡：0.1～0.2份；三盐：1～1.2份；CPE：8份；二盐：0.8～1份；TiO₂：1～1.5份；PbSt：0.4～0.6份；CaCO₃：2～4份；CdSt：0.4～0.6份。

②复合铅盐稳定体系PVC型材加工配方：

PVC（SG-5）：100份；润滑剂：0.5～1份；复合铅盐（含润滑剂）：4～5份；TiO₂：4份；ACR401（增韧剂）：5～8份；CaCO₃：5份；ACR201（加工助剂）：0～0.5份。

③有机锡稳定体系PVC型材加工配方：

PVC（SG-5）：100份；润滑剂：1～1.5份；有机锡：1.5～2份；TiO₂：4份；ACR401（增韧剂）：5～8份；CaCO₃：5份；ACR201（加工助剂）：0.5～1份。

④金属皂类稳定体系PVC型材加工配方：

PVC（SG-5）：100份；羟基硬脂酸：0.3份；环氧大豆油：1.2份；TiO₂：4份；亚磷酸酯：0.5份；CaCO₃：4份；CPE：10份；润滑剂：0.5～1份；Ba/Ca：1.5～2份。

⑤稀土稳定体系PVC型材加工配方：

PVC（SG-5）：100份；ACR201：1～2份；复合稀土稳定剂：3.2～3.8份；TiO₂：5份；CPE：6～8份；CaCO₃：8～10份；环氧大豆油：1份。

3.PVC板材和片材加工配方设计

PVC板和片材可分成软质和硬质两中，用挤出、压延和层压方法生产。

（1）PVC软质板和片材加工配方设计

树脂：选用SG-2或SG-3型。

增塑剂：以DOP、DBP为主，视不同需要配以磷酸酯或氯化石蜡，加入量可达40～50份之多。

稳定剂：普通制品可选铅盐及金属皂类，透明制品需选有机锡或金属皂类。

润滑剂：少量硬脂酸和石蜡。

PVC板和片材加工配方公式：PVC（SG-或SG-3）+增塑剂（40～50份）+稳定剂（铅盐、金属皂、有机锡）+少量润滑剂。

具体配方实例如下：

PVC（SG-3）：100份；BaSt：1.5份；DOP：28份；PbSt：0.5份；DBP：20份；HSt：0.3份；三盐：1份；CaCO₃：5～10份；二盐：0.5份。

（2）PVC硬质板和片材加工配方设计

树脂：层压法选用SG-4或SG-5型，挤出法选SG-5或SG-6型。

增塑剂：加入量小于10份，常用DOP。

稳定剂：普通板、片常用铅盐和金属皂，透明制品用有机锡。

润滑剂：层压法选石蜡和硬脂酸等外润滑剂；挤出法内外润滑剂兼用，常用合成酯蜡和高级醇。

加工助剂：常用ACR，用量2～4份。

PVC硬质板、片材加工配方公式：PVC（SG4～6）+（增塑剂）+稳定剂（铅盐、金属皂、有机锡）+润滑剂+加工助剂

具体配方实例如下：

①PVC无毒透明片加工配方：

PVC：100份；AMS：1.5～3份；环氧大豆油：3～5份；MBS：3～10份；京锡8831：3份；石蜡：0.2～0.4份。

②PVC一般透明片加工配方：

PVC（SG-5）：100份；BaSt：1.05份；DOP：7份；CdSt：0.35份；环氧酯：3份；ZnSt：0.1份；有机锡（C-102）：2.5份；CPE：10份。

4.PVC薄膜加工配方设计

按生产方法的不同，PVC薄膜可分为压延膜和吹塑膜两种，其加工配方设计略有差异。

（1）PVC压延膜加工配方设计

树脂：选用SG-2或SG-3型。

增塑剂：用量大，一般可达40～50份；品种多，一般选2～5种并用。常用DOP，并配以DBP、DOA、DOS及M-50等。

稳定剂：透明制品以金属皂类为主，具体有Ba/Cd、Ba/Cd/Zn及Ba/Pb等，加入量3～5份；有时加入有机锡。不透明制品可用铅盐类。

润滑剂：可不加或少加，常用硬脂酸，用来0.5份以下。

PVC压延膜加工配方公式：PVC（SG-2或SG-3）+增塑剂（40～50份）+稳定剂（金属皂、有机锡）+润滑剂。

具体配方实例如下：

①PVC大棚膜加工配方：

PVC：100份；DOP：37份；DOA：10份；BaSt：2份；环氧酯：3份；CaSt：0.5份。

不用DBP及DIBP，因其对农作物有害。

②PVC书皮膜加工配方：

PVC：100份；Ba/Cd/Zn：1.5份；DOP：30份；HSt：0.3份；M-50：10份；CaCO₃：15份；环氧大豆油：2份。

③PVC医用膜加工配方：

PVC（卫生级）：100份；京锡8831：1份；DOP：45份；CaSt：0.5份；环氧大豆油：5份；HSt：0.3份。

（2）PVC吹塑膜加工配方设计

树脂：选用SG-3型。

增塑剂：品种以DOP为主，适当加入ED3及M-50等降低成本，加入量为30～40份，低于压延膜的加入量。

稳定剂：不透明制品选用铅盐类，半透明制品选用金属皂类，透明制品选用有机锡类，用量一般为2～3份。

润滑剂：选用硬脂酸和石蜡，用量1份左右。

开口剂：常用碳酸钙、滑石粉、硅藻土及钛白粉等，加入量为1～3份。

PVC吹塑膜加工配方公式：

PVC（SG-3）+增塑剂（30～40份）+稳定剂（2～3份）+润滑剂+开口剂（1～3份）。

具体配方实例如下：

①PVC农用无滴大棚膜加工配方：

PVC：100份；BaSt：2份；DOP：34份；CaSt：1份；环氧硬脂酸丁酯：3份；水杨酸苯酯：0.3份；有机锡：1份；硬脂酸甘油单酯：4份。

②PVC扭结膜加工配方：

PVC：100份；MBS：8份；ACR：2份；HSt：0.5份；BaSt：2份；石蜡：0.5份；ZnSt：2份；滑爽剂：0.5份。

③PVC热收缩膜加工配方：

PVC：100份；亚磷酸酯：0～0.5份；DOP：6份；硬脂酸丁酯：0.2～0.5份；有机锡：1.2份；硬脂酸：0.2～0.3份；MBS：5～10份；OPE蜡：0.1～0.15份；ACR-201：1.5～4份；酞菁蓝：适量。

5.PVC电缆料加工配方设计

PVC电缆可分为护层级和绝缘级两种，其中护层级要求耐热性、耐候性好，而绝缘层则要求绝缘性好。

树脂：选用SG-1或SG-2型，并以SG-2型最为常用。

增塑剂：绝缘层以DOP为主，适当配以DIDP、DOTP、M-50及氯化石蜡等绝缘性优良的增塑剂；护层级则选用耐热性好的增塑剂，具体如TOTM、TCP、DIDP及DPOP等。用于电缆料加工配方的增塑剂最大加入量可达60份左右。

稳定剂：以铅盐为主，最好三盐和二盐并用，总用量为6份左右。

润滑剂：常用金属皂类、硬脂酸和石蜡等，用量为1份左右。

PVC电缆料加工配方公式：

绝缘级：PVC（SG-1或SG-2）+增塑剂（DOP、氯化石蜡等）+稳定剂（铅盐）+润滑剂。

护层级：PVC（SG-1或SG-2）+增塑剂（DIDP、TOTM、TCP等）+稳定剂（铅盐）+润滑剂。

具体配方实例如下：

①PVC普通绝缘级电缆料加工配方：

PVC：100份；二盐：2份；DOP：20份；PbSt：0.8份；氯化石蜡：18份；CaSt：0.4份；M-50：18份；CaCO₃：4份；三盐：3份；煅烧陶土：6份。

②PVC普通护层级电缆料加工配方：

PVC：100份；二盐：2份；DIDP：30份；PbSt：1份；TCP：12份；BaSt：1份；DOP：13份；Ca-CO₃：8份；三盐：3份。

③PVC耐热（105℃）护层电缆料加工配方：

PVC：100份；PbSt：0.6份；TOTM：62份；BaSt：0.6份；双酚A：0.4份；三盐：1份；二盐：0.5份。

6.PVC吹塑制品加工配方设计

树脂：选用SG-5或SG-6型，对于食品和医用级要求VC含量小于10^-6kg/kg。

增塑剂：可不加或少加，加入量一般小于10份；对于食品和医用级制品不宜选用磷酸酯类和氯化石蜡等。

稳定剂：要求无毒透明时选有机锡类，其他情况选金属皂类，加入量3～4份。

润滑剂：选硬脂酸及合成酯蜡类，加入量为1份左右。

加工助剂：常用ACR及AMS，加入量3份左右。

冲击改性剂：MBS等。

PVC吹塑制品加工配方公式：

PVC（SG-5或SG-6）+（增塑剂）+稳定剂（金属皂类、有机锡类）+润滑剂+（加工助剂）

具体配方实例如下：

PVC（卫生级）：100份； CaSt：0.5份； MBS：10～15份； HSt：0.3份； AMS：1～2份。

7.PVC注塑制品加工配方设计

树脂：要求流动性好、收缩率小，常选SG-4或SG-5型。

增塑剂：视制品的软硬程度确定加入量，常用品种为DOP，并配以环氧酯等其他品种。

稳定剂：硬制品选用铅盐类和有机锡类，软制品选金属皂类。

润滑剂：比较重要，可以解决脱模问题。常用硬脂酸和石蜡，可配以褐煤酯及OPE蜡等。

加工助剂：硬制品需要加入。

PVC注塑制品加工配方公式：

PVC（SG-4或SG-5）+增塑剂+稳定剂（铅盐、金属皂、有机锡）+润滑剂+加工助剂。

具体配方如下：

PVC：100份；CaSt：1.5份；DOP：4份；BaSt：1份；环氧酯：3份；钛白粉：10份；三盐：5份。

8.PVC革类制品配方设计

PVC革类制品包括人造革、地板革及壁纸等，成型方法可以用压延法、涂刮法和载体法。

树脂：面层常选乳液法PVC，底层选悬浮法SG-3型PVC。

增塑剂：以DOP为主，适当配以价廉的M-50等，加入量可达60～80份。

稳定剂：面层选金属皂类，底层选铅盐类。

润滑剂：可不加，如加选硬脂酸和石蜡。

PVC革类制品加工配方公式：

PVC（乳液或悬浮SG-3）+增塑剂（60～80份）+稳定剂（面层金属皂类、底层铅盐类）+（润滑剂）。

具体配方实例如下：

①PVC压延法人造革加工配方：

PVC：100份； Ba/Ca/Zn：2.5份； DOP：45份； CaCO₃：10～20份； DBP：20份。

②PVC刮涂法人造革加工配方：

③PVC车用地板革加工配方：

PVC：100份；PbSt：1份；PVC旧料：20份；CaSt：1份；CaCO₃：30份；HSt：1份；DOP：20份；AC：0.5份；三盐：3份。

④PVC浮雕壁纸加工配方：

PVC（乳液）：100份； DOP：65份； Ba/Ca：2.5份； AC：5份； TiO₂：12.5份； CaCO₃：25份。

9.PVC鞋类制品加工配方设计

PVC鞋类制品主要包括各类鞋底、凉鞋、拖鞋及雨靴等。

树脂：用SG-2、SG-3及SG-4型。

增塑剂：以DOP和DBP为主，适当配以DOS耐寒增塑剂和价廉的石油酯和氯化石蜡，总加入量可达60份左右。

稳定剂：不透明鞋以铅盐为主，适当配以金属皂类；透明鞋选金属皂类和有机锡类。加入量一般在5份以下。

润滑剂：用于硬脂酸和石蜡等。

PVC鞋类制品加工配方公式：

PVC（SG-2、SG-3、SG-4型）+增塑剂（60份左右）+稳定剂（铅盐、金属皂、有机锡）+润滑剂。

具体配方如下：

①PVC不透明凉鞋加工配方：

PVC：100份；M-50：16份；DOP：20份；三盐：2份；DBP：20份；二盐：1份；BaSt：1.5份；HSt：0.2份；CaCO₃：8份。

②PVC透明凉鞋加工配方：

PVC：100份；有机锡：1.8份；DOP：30份；Cd/Ba：1份；DBP：30份；BaSt：1.5份；环氧大豆油：3份。

③PVC泡沫拖鞋加工配方：

④PVC鞋底加工配方：

PVC：100份；CaCO₃：5份；DOP：80份；环氧大豆油：3份；P83：20份。

10.PVC糊制品加工配方设计

PVC糊制品主要用于生产儿童玩具和人体模型。

树脂：选用PVC乳液，也可掺入30%悬浮法PVC混合使用。

增塑剂：以DOP为主，适当配以其他品种，例如邻苯二甲酸丁苄酯可以加速胶凝，加入量大，有时高达100份以上。

稳定剂：以金属皂类为主，适当配以环氧酯类。

润滑剂：可不加或少加。

PVC糊制品加工配方公式：

PVC糊（配以少量乳液）+增塑剂（以DOP为主）+稳定剂（金属皂类为主）+（润滑剂）。

具体配方实例如下：

①PVC搪塑玩具娃娃配方：

PVC（乳液）：70份；环氧大豆油：5份；PVC（SG-3）：30份；Ca/Zn：3份；DOP：35份；硫醇锡：0.3份；邻苯二甲酸丁苄酯：20份；碳酸钙：5～20份；聚己二酸丙二醇酯：10份。

②PVC回转成型玩具配方：

PVC（乳液）：90份；氯化石蜡：10份；PVC（SG-3）：10份；环氧化酯：5份；DOP：90份；Cd/Ba/Zn：3份；DOA：20份。

11.PVC蘸塑制品加工配方

PVC蘸塑制品主要为清洁用手套或非塑料制品的护层等。

树脂：PVC乳液。

增塑剂：常用DOP和环氧酯。加入量：冷蘸塑为85～95份、热蘸塑为65～85份。

稳定剂：加入量较少，一般2份左右，常用三盐和二盐。

润滑剂：可不加。

溶剂：主要有环己酮、乙酸乙酯、二氯乙烷及二甲苯等，挥发性和非挥发性协同加入，总加入量为30～40份。

表面活性剂：降低蘸塑糊黏度，减少增塑剂的使用量，加入量为0.2～0.3份。

PVC蘸塑制品加工配方公式：

PVC乳液+增塑剂（65～95份）+稳定剂（铅盐2份）+（润滑剂）+溶剂（30～40份）+表面活性剂（0.2～0.3份）。

具体配方实例如下：

12.PVC其他制品加工配方设计

①PVC弹性体加工配方：

PVC：100份；环氧大豆油：3份；DOP：100份；氢化丁腈胶：100份；CdSt：1.5份；DCP：1份；BaSt：0.5份；二乙烯基苯：2份。

②食品用PVC瓶盖发泡垫加工配方：

PVC：100份；CaSt+ZnSt：0.9～1.5份；DOP：48～54份；AC：1.3份；环氧增塑剂A：3～4份；HSt：0.6～0.9份；环氧增塑剂B：5～9份。

③PVC打包带加工配方：

PVC（SG-4）：100份；三盐：4～5份；DOP：2份；BaSt：0.5份；DBP：1份；PbSt：0.5份；CPE：1～2份；HDPE：10份。

二、热固性塑料加工配方设计

（一）热固性树脂加工成型原理

热固性树脂在其未成型时，分子为线性结构，具有与热塑性树脂一样的加工流动性。但这些线性热固性树脂在结构上与热塑性树脂不同，其分子链上带有可反应基团（如羟甲基等）或活性反应点（如不饱和键等），在成型过程中由于受热作用或不同组分相混合，上述可反应基团或活性反应点在外加助剂的作用下发生大分子间交联反应，由线性结构转变为网状体型结构，热固性树脂制成的制品具有不熔不溶的特点。因此，热固性树脂的加工是一种反应成型，合成树脂厂提供的树脂只是半成品，成型是合成反应的延续，成型为具体制品才是合成反应的结束。

对于热固性树脂，为什么必须要在其加工过程中实现交联反应呢？其主要目的是未经交联的热固性树脂强度十分低，制成制品后应用范围受到限制。所以说，热固性树脂的加工过程实质为树脂发生交联反应，提高制品强度的过程。

为使热固性树脂在加工中交联反应得以发生，往往需要在纯热固性树脂中加入交联剂（在热固性树脂常称为固化剂）及固化促进剂等。固化剂的作用可分为两方面，一方面可起到催化交联的作用，另一方面其本身也参与固化反应。热固性树脂所用固化剂与热塑性树脂不同，一般不用DCP及BPO等；对于不同的热固性树脂，其所用固化剂的类型不尽相同，有时还差别很大。

为衡量热固性树脂的交联反应进行如何？引入交联度的概念。交联度为已发生反应的基团或活性点占原有基团或活性点的百分比。交联度越高，说明其交联进行得越彻底；但交联度不一定越高越好，而是以制品的各项性能指标达到均衡点为宜。

以注塑成型加工为例，热固性树脂的加工过程可分为如下三步：

①塑化阶段：将线性热固性树脂在固化温度以下加热，使之转化成为可流动的流体。

②成型阶段：已塑化的流体在一定压力下充满模具的型腔。

③固化阶段：将模腔内的热固性树脂继续升温加热一段时间，分子链上的反应基团或活性点吸收大量热量后，开始活化，并在固化剂的参与下，发生大分子交联反应，至最后形成网状结构，定型为制品。

（二）热固性树脂加工用助剂

同PVC树脂一样，热固性树脂的加工助剂是必不可少的，否则加工反应无法进行下去。热固性树脂常用的加工助剂有：固化剂、固化促进剂、润滑剂、稀释剂及增塑剂等，其中以固化剂最为常用，且缺其不可。

1.固化剂

固化剂是可以促进或参与热固性树脂交联反应的一类化合物，又称为交联剂、硬化剂、变定剂及催化剂等。

固化剂有两种作用方式：当其本身参与交联反应时，常称为固化剂；当其只起到促进交联作用，本身不参与交联反应时，又常称为催化剂。

热固性树脂用固化剂品种很多，具体如胺类、酸酐类、咪唑类、聚酰胺类、三氟化硼络合物、硫醇类及酚类等，其中以胺类和酸酐类最为常用。

（1）胺类固化剂

胺类固化剂是热固性树脂最常用的固化剂品种，主要用于环氧树脂和酚醛树脂。其优点为：可常温固化，耐水及药品性好，固化制品的韧性较好。其缺点为：本身含有较多的低分子量化合物，固化后易引起制品表面起皱；吸湿和吸二氧化碳能力较强，固化后制品表面易产生发白现象；另外其具有低毒性。

胺类固化剂的品种很多，可达上百种，而且其改性品种研究也很活跃，本书介绍几个主要品种：

①二亚乙基三胺（DTA）：无色液体，沸点为216.7℃，折射率为1.4826，可溶于水和乙醇，但不溶于乙醚。DTA属高活性EP用固化剂，固化速度快，适于室温固化，固化温度为室温～100℃，固化时间为30min～4d，用量为5～10份。DTA常用于层压制品和浇铸制品，不适用于大型制品，固化制品耐热温度低（80℃）、吸湿性强。

②三亚乙基四胺（TTA）：淡黄色黏稠状液体，有氨味，沸点为277.5℃，折射率为1.4951。TTA为EP常用固化剂之一，适于室温和快速固化，固化温度为室温～100℃，固化时间为30min～4d。用量6～14份。主要用于层压和浇铸等小型制品成型，制品的力学强度、电性能、化学稳定性好，热变形温度高，可达115～120℃。

③六次甲基四胺：俗称乌洛托品、海克沙、甲醛氨及促进剂H等，外观为白色结晶粉末，不熔融，在280℃碳化。六次甲基四胺常用于PF树脂中，氧化镁和氧化钙可作为其固化催化剂；六次甲基四胺也可用做氨基树脂的固化催化剂。

④间苯二胺（MPD）：外观为淡灰色或琥珀色结晶，熔点为63℃，折射率为1.6339。MPD常用于EP，制品为层压和浇铸，用量14～16份，固化条件为150℃/4～5h。用MPD固化的制品耐热性好（热变形温度为150℃），电绝缘性优良，电学性能好，缺点为固化制品易带色。

⑤耐热固化剂：具体品种如芳香族二胺与4-羟基邻苯二甲酸酐反应而成的双羟基邻苯二甲酸亚胺，芳香二胺与1，2，4-苯三酸酐反应而形成的双羧基邻苯二甲酸亚胺等。

⑥耐水固化剂：具体品种如氰基胺等。

⑦多功能固化剂：可同时起到固化、稀释作用，具体品种如N，N′-二乙氨环氧化丙烷等。

⑧其他品种：四亚乙基五胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、二丁胺基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、多亚乙

基多胺、间二甲苯二胺4，4-亚甲基二苯胺及双氰胺等。

（2）酸酐类固化剂

酸酐类固化剂是仅次于胺类的第二大热固性树脂用固化剂，多用于EP树脂中。酸酐类固化剂的优点为耐热性好、电性能优良、挥发性小、固化时放热少、收缩率低，缺点为固化时产生气体、有刺激性气味、固化速度低、低于120℃难以固化等。酸酐类固化剂多为固态，但近年来有用液态酸酐取代固态酸酐的趋势。

酸酐类固化剂主要品种如下：

①邻苯二甲酸酐：俗称苯酐或酞酸酐，外观为白色有光泽的针状结晶，熔点为131.6℃，常用于EP树脂。邻苯二甲酸酐的价格低，固化时发热少，适于浇铸及层压制品，制品具有良好的电学性能和力学性能，耐药品性好，但耐酸、碱性差，热变形温度为110～147℃。邻苯二甲酸酐的固化条件为100℃/2h+150℃/5h，用量为30～50份。

②均苯四酸二酐（PMA）：外观为白色结晶粉末，熔点286℃，是EP常用的固化剂。PMA反应性极强，但因不溶解性，难与树脂混合；但可溶于邻苯二甲酸酐或马来酸酐，并与其共混用做复合固化剂。用PMA固化的制品耐热性优良（200～250℃），力学性能好，加入量56份左右。

③顺丁烯二酸酐（马来酸酐）：简称MA，外观为白色针状或粒状结晶，具有强烈的刺激性气味。MA在EP中一般不单独使用，常与其他酸酐配合使用，用量为19～27份。

④其他酸酐类：四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、四亚甲基马来酸酐、十二烯基丁二酸酐、环戊四酸二酐、氯桥酸酐、聚癸二酸多酐及偏苯三酸酐等。

（3）咪唑类固化剂

常用于EP树脂，其固化温度介于胺类和酸酐之间，又称为中温固化剂。咪唑类固化剂可单独使用，用量1～8份；又可与酸酐、芳胺及双氰胺等并用，用量0.3～3份。

用咪唑类固化剂成型的热固性塑料制品热变形温度高，力学性能和电学性能优良，其本身挥发性低，毒性小。

在用量方面，各地区不同。在日本，咪唑类固化剂用于EP中占一半；而在中国，主要以胺类为主。

咪唑类固化剂的主要品种如下：

①2-甲基咪唑：外观为淡粉红色粉末，熔点147～149℃，呈碱性，主要用于EP，适于粉末成型和粉末涂装。

②2-乙烯-4-甲基咪唑：外观为淡黄色液体或固体，熔点43～55℃，呈碱性。常用于EP固化，适于浇铸、浸渍及层压成型，用量为2～7份，固化条件为60～150℃/0.5min～6h。

此外还有2-乙基咪唑、2-异丙基咪唑、2-十一烷基咪唑及2-苯基-4-甲基咪唑等。

（4）其他类型固化剂

①聚酰胺类固化剂：其实质也为胺类固化剂，组成为脂肪酸与多胺缩聚而成的低分子量聚酰胺，与EP的相容性好，反应性高，使用寿命长，无挥发性及毒性。聚酰胺类固化剂与EP的配比为40/60～60/40之间，固化制品的尺寸稳定性好、力学性能高、电性能优异，主要用于层压及浇铸制品。

②三氟化硼络合物类固化剂：可用于EP的潜伏性固化剂，使用寿命长，可用于中、低温固化（两级固化，130℃/2h+150℃/2h），用量为1～5份。固化物具有优良的耐热性（170℃）、力学强度和电性能，主要用于小型浇铸件及干式层压制品。具体品种有三氟化硼、三氟化硼-哌碇络合物及三氟化硼-三乙醇胺络合物等。

③酚类固化剂：其实质也为胺类固化剂，应用较少，多用改性品种，如双酚AS、双酚S及间苯二酚与双胺反应即为新型固化剂。

④硫醇类固化剂：普通硫醇类固化剂固化速度慢，常用改性品种，一般用硫醇系化合物在胺类促进剂中作用而用于EP。

⑤过氧化物类固化剂：主要有过氧化环己酮、过氧化甲乙酯及过氧化苯甲酰等，用于不饱和聚酯。

2.其他加工助剂

（1）固化促进剂

这是一类可以加速固化剂固化作用的一类化合物，有的固化剂必需采用，而有的固化剂则不用。六次甲基四胺的固化促进剂为氧化镁及氧化钙。过氧化环己酮和过氧化甲乙酮的固化促进剂为钴、锰、钒等金属盐。另外，钾、钙及过渡金属元素与钴类固化促进剂有协同作用，两者的配比为Co/K=1∶2.4、Co/K/过渡金属元素=1∶2.4∶0.17、Co/K/过渡金属元素/Ca=1∶5∶0.2∶1.3。

（2）稀释剂

其作用为降低EP树脂的黏度，使之成为易流动的液体。

①非活性稀释剂：它不参加固化反应，仅仅达到降低黏度的目的，加入量为5%～10%。常用品种有丙酮、甲乙酮、环己酮、苯、甲苯、正丁醇及苯乙烯等。

②活性稀释剂：本身具有环氧基，不仅可降低黏度，还可参与固化反应。常用品种有双氧丙烷、丙烯醚（500^#）及环氧丙烷丁基醚（501^#）等。

（3）润滑剂

防止制品黏模，常用品种为硬脂酸及其盐类、硅油及液体石蜡等，加入量为1%～3%。

（4）增塑剂

常用环保邻苯二甲酸酯类、甘油及液体高沸点酯类。

（5）触变剂

使高黏度树脂在外力作用下，变成可流动状态；外力撤出时，又变成不流动状态。一般在生产大型制品时，才需用触变剂，具体品种有PVC粉和活性二氧化硅等。

（三）热固性树脂加工配方设计

不同的热固性树脂所选助剂品种不同，有的只需要固化剂，而有的需要几种并用。

1.酚醛树脂（PF）加工配方设计

（1）树脂的选择

选用线型酚醛树脂，一步法PF和二步法PF都可。

一步法PF树脂：也称为热固性酚醛树脂，它是在甲醛单体的比例大于苯酚单体（7∶6），并在碱性催化剂中反应生成的。其反应过程可分为甲、乙、丙三个阶段。

①甲阶段：树脂为线型结构，可溶与水、乙醇和丙酮中；

②乙阶段：树脂线、体结构并存，不溶于水，但溶于乙醇和丙酮中；

③丙阶段：树脂为体型结构，不熔、不溶。

我们选用的为甲阶段一步法线型树脂，一般为液态，不加入固化剂直接加热到一定温度即可发生固化。

二步法PF树脂：也称为热塑性酚醛树脂，它是在苯酚单体的比例大于甲醛单体（6∶5或7∶6），并在酸性催化剂中反应生成的。其产物为线型结构，加热也不会固化，只有加入固化剂等加工助剂后，才可固化成型。二步法PF树脂一般在加工前先配成模塑粉，然后用于压制及注塑成型。

（2）助剂的选择

固化剂：PF常用的固化剂为六次甲基四胺，加入量为10%～15%。当配方中选用二步法树脂时，必须加入固化剂；当配方中选用一步法树脂时，可不加固化剂，但为加速固化，一般也加入少量固化剂，加入量为5%～10%。在PF加工配方中，如含有大量的填料，固化剂的加入量应适当增加。

固化促进剂：常选用氧化镁和氧化钙，用来一般为2%左右。

润滑剂：常选用硬脂酸及其盐，如ZnSt、LiSt、CaSt、液体石蜡及脂肪酰胺等，加入量为1%～3%。

（3）酚醛塑料加工配方实例

①酚醛模塑粉（电木粉）配方

a.选用一步法酚醛树脂：

PF（一步法甲阶段树脂）：100份；木粉：88份；六次甲基四胺：4.2份；氧化镁或氧化钙：5.3份；润滑剂：2.5份；苯胺黑：2.5份。

b.选用二步法酚醛树脂：

PF（二步法树脂）：100份；木粉：100份；六次甲基四胺：12份；氧化镁：3份；硬脂酸锌：2份；苯胺黑：1份。

②酚醛层压板加工配方：一般选用一步法树脂，用乙醇进行稀释，然后浸渍棉布、玻璃布、纸、石棉及木片等，烘干后压成各种层压制品。选用不同的浸渍材料，酚醛树脂溶液的浓度要求不同，棉布为47%～57%、玻璃布为23%～33%、纸为30%～60%、石棉为40%～50%，木片为16%～25%。

具体配方如下：

a.酚醛木层压板配方：

酚醛：100份；甲醛：38.5份；氨水（25%）：6份；乙醇：100份。

b.酚醛玻璃布层压板配方：

一步法酚醛树脂（甲阶段）：30份；聚乙烯醇缩丁醛：2份；乙醇（96%）：180份。

2.氨基（AF）塑料加工配方设计

（1）树脂的选用

氨基树脂主要可分成两种。

①脲甲醛树脂（UF）：又称为电玉，是甲醛和脲合成的黏稠状树脂，其具体合成配方为：

尿素100份；甲醛（30%）300份；甘油20份。

②三聚氰胺甲醛树脂（MF）：又称为蜜胺，是三聚氰胺与甲醛合成的树脂。

（2）助剂的选用

①固化剂：不用或加入胺类如六次甲基四胺、二乙醇苯胺及对甲苯磺酸三乙胺等。

②固化促进剂：选用弱酸类如草酸、邻苯二甲酸及苯甲酸等，加入量为0.2%～20%。

③润滑剂：选用硬脂酸及其硬脂酸锌、钙、铝及镁皂类、硅油等。

（3）氨基塑料加工配方实例

①脲甲醛模塑粉（电玉粉）：

尿素：100份；草酸：0.4～0.6份；甲醛（37%）：200～225份；α—纤维素：60～70份；六次甲基四胺：5～8份；硬脂酸锌：1份。

②三聚氰胺甲醛模塑粉（蜜胺粉）：

③GF增强MF塑料加工配方：

MF树脂：100份；甲基硅油：2份；二乙醇苯胺：9份；滑石粉：37份；对甲苯磺酸三乙胺：0.065份；GF（玻璃纤维）：99份。

3.环氧树脂（EP）塑料加工配方设计

（1）树脂的选用

EP的品种很多，但常用的为双酚A单体和环氧氯丙烷单体合成的EP，它为线型结构，固化前呈热塑性。但大分子链上含有很多可反应活性基团，可在固化剂的作用下发生交联反应，变成热固性塑料制品。未固化的EP为液体，可以用作黏合剂。EP类黏合剂因分子链上含有大量活性基团，可与许多接触物质反应，具有很强的黏接力，与酮类、酯类等溶剂配制成的黏合剂称为“万能胶”。

（2）助剂的选用

①固化剂。EP可用的固化剂品种很多，主要有多元胺类、多元酸类、多元酸酐、咪唑类及三氟化硼络合物等，也可用其他热固性树脂作固化剂。固化剂的种类不同，其加入量也不同，一般在10%～40%之间。

②稀释剂。这是EP特有的一类加工助剂，旨在降低EP液体的黏度，成为可流动的液体。非活性稀释剂有丙酮、甲乙酮、环己酮、苯、甲苯、正丁醇、苯乙烯等，加入量为5%～20%。活性稀释剂有环氧丙烷、丙烯醚（500^#）及环氧化丙烷丁基醚（501^#）等，加入量为5%～15%。

③增塑剂。常用品种为DOIP、DIDP及甘油等，目的增加其柔韧性，加入量为5%～20%。

（3）环氧树脂加工配方实例

①浇铸成型配方：

EP：100份；纳迪克酸酐：50份；石英粉（270目）：200份；苄基二甲胺（＞95%）：0.25份；聚壬二酸酐：20份。

②层压板（胶液）加工配方：

EP（E-42）：100份；二亚乙基三胺：6份；三亚乙基四胺：4份；苯乙烯（稀释剂）：5份。

4.不饱和聚酯（UP）加工配方设计

（1）树脂的选用

UP是由不饱和二元羧酸（酸酐）与饱和二元羧酸（酸酐）及饱和二元醇反应的线型聚合物，加入固化剂后，可交联成热固性塑料制品。按其性能不同，可将UP分为通用型、耐腐蚀型、透明型和胶衣型等。

UP的玻璃纤维增强制品称为玻璃钢，其玻璃纤维含量在25%左右。

（2）助剂的选用

①固化剂：主要选用过氧化物类如过氧化环己酮、过氧化甲乙酮及过氧化苯甲酰等。

②固化促进剂：主要为钴、锰、钒等金属盐及其胺类。不同的固化剂品种选用不同的固化促进剂，如过氧化环己酮选用环烷酸钴及萘酸钴等、过氧化苯甲酰选用二甲基苯胺、二乙基苯胺及苯基二甲胺等。

③交联单体：常用的品种为苯乙烯及邻（间）苯二甲酸二烯丙酯等。

④触变剂：主要有PVC粉及SiO₂两种。

⑤润滑剂：常选用硬脂酸及其盐，如ZnSt、LiSt、CaSt、液体石蜡及脂肪酰胺等，加入量为1%～3%。

（3）UP塑料加工配方实例

①不饱和聚酯树脂液配方：

丙二醇：100份；苯乙烯（交联剂）：106份；邻苯二甲酸酐：89份；氢醌（储存稳定剂）：适量；顺丁烯二酸酐：59份；对苯二酚（缓聚剂）：0.024份。

②不饱和聚酯人造大理石加工配方：

UP（191#、195#、300#）：65份；氢氧化铝粉：90份；苯乙烯：35份；ZnSt：3份；过苯甲酸叔丁酯：2份；MgO：2份；玻璃粉：180份；GF：7份。

5.有机硅塑料加工设计

有机硅塑料主要由硅树脂预聚物、催化剂及脱模剂等组成。

硅树脂预聚物为线型聚甲基苯基硅氧烷。

催化剂为氧化铅及碳酸铅加硅醇类化合物，具体如二苯基硅醇及二苯基硅二醇等。

有机硅树脂（W30-1型）具体配方如下：

二甲基二氯硅烷：100份；苯基三氯硅烷：171.6份；二苯基二氯硅烷：34.3份。

三、其他塑料加工配方设计

（一） mLLDPE加工配方设计

作为第四代聚乙烯的mLLDPE树脂，与LDPE、HDPE、LLDPE相比，具有很多优异的性能，如高拉伸强度、高断裂伸长率、高冲击强度、透明性好、耐辐射好、高热氧稳定性、高清洁度、低热封温度耐穿刺性、耐应力开裂性、薄膜强度高、纵横强度均匀性好等，尤其是封口温度低、热封温度范围广、热封时间短、抗污染性好、密封性好、渗漏断裂现象少等，是热封制袋及复合薄膜热封层的重要材料。但mLLDPE相对分子质量高、相对分子质量分布窄、支链少，从而导致其的加工性不好，具体主要表现在如下几个方面。

（1）熔体流动性差

mLLDPE的相对分子质量分布窄，导致其熔体的黏度高，例如其剪切黏度为LDPE的4～5倍，在加工中会因黏度高导致扭矩增大、背压增加、能量消耗提高、产量下降。

（2）熔体强度低

mLLDPE因分子中支链少，分子链的缠结少，熔体强度远比LDPE低。这就会造成吹塑成型时膜泡不稳定，选用长支链化mLLDPE如辛烯共聚品种会好一些。

（3）熔体流变形特异

mLLDPE熔体流动不稳定，易产生熔体破裂现象而导致制品表面粗糙，熔体表面张力小、吹膜时泡管不稳定。易在口模出口处发生熔体破裂，造成膜泡出现鲨鱼皮状、破裂和引膜困难等。

（4）黏度对剪切速率依赖性小

mLLDPE的黏度对剪切速率敏感型小，必须提高剪切速率才可降低黏度，高剪切易导致过热，引发局部分解。

鉴于mLLDPE的上述加工缺点，纯mLLDPE难以单独加工，必须进行加工改性才可成型。mLLDPE具体加工改性方法如下。

1.选用长支链共聚品种

乙烯与辛烯共聚的mLLDPE加工性能要比丁烯、己烯共聚品种好很多，甚至可以单独加工。

2.共混LDPE树脂

LDPE是mLLDPE最优秀的加工助剂，其本身加工性十分优异，熔体黏度低且流动性好，在mLLDPE中加入15%～30%的LDPE，混合料即可在通用设备上加工。随着LDPE含量的增加，可逐步提高mLLDPE的剪切敏感性、临界剪切速率和熔体强度，降低熔体黏度。以临界剪切速率为例，其变化见表2-22所示。

以剪切敏感性为例，随LDPE加入量增加，开始下降，在LDPE加入量20%时，下降到最低值，之后随加入量增加剪切敏感性增加，到LDPE加入量为50%时，基本平稳。以熔体流动性为例，随LDPE加入量增加，开始缓慢增加，当LDPE加入量为80%时，增加迅速。以熔体强度为例，随LDPE加入量增加而增大，当LDPE的加入量为75%时，熔体强度增大22%。

3.加入加工改性剂

mLLDPE的加工改性剂可以提高熔体的流动稳定性，消除熔体破裂现象，降低熔体黏度、加工温度和背压等。

mLLDPE常用加工改性剂品种如下：

（1）有机硅类

主要品种有：有机硅酮类化合物、有机硅树脂及聚硅氧烷等。其作用为在树脂与金属设备之间形成一层润滑膜。

例如，在mLLDPE中加入0.5%有机硅，可使加工能耗降低33.3%，产量提高84%～107%。

（2）有机含氟弹性体（PPA）

这是mLLDPE最常用的一类加工助剂，由美国杜邦公司开发，我国已有生产。PPA的具体品种有：聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚偏二氟乙烯/六氟丙烯（60/40）共聚物（PPA），其中以PPA最为常用。PPA的具体组成为PPA树脂和界面活性剂，界面活性剂常用聚己内酯（PCL）或聚乙二醇（PEG）。

PPA的作用原理为在树脂与金属之间形成润滑膜，降低树脂与金属之间的摩擦力，并在表观上降低熔体的黏度。PPA在低剪切速率下，因有足够的时间向熔体表面迁移，改性效果显著；在高剪切速率下，因无时间全部迁移，改性效果一般。

PPA可以用于PE、EVA、PS、PA、PET、ABS中。在mLLDPE中加入2份PPA，当剪切速率为31.6s^-1时，黏度下降8.7%；当剪切速率为100s^-1时，黏度下降5.7%。

（二） UHMWPE加工配方设计

UHMWPE为超高相对分子质量聚乙烯的英文简称，与HDPE相比其相对分子质量高达200～400万。因分子量太高而具有与HDPE完全不同的性能，HDPE为通用热塑性塑料，而UHMWPE是一种综合性能十分优异的热塑性工程塑料。

UHMWPE的耐磨性突出，比钢铁高8～9倍、比尼龙高2.8倍；耐冲击性能优异，是PC的2～5倍、ABS的5倍、POM的1.5倍；摩擦因数仅为0.10～0.22，与F4相当，是理想的自润滑材料；此外，其耐化学药品、耐低温、消音、耐应力开裂等均好。

UHMWPE的主要缺点为加工性不好。这主要是因为UHMWPE的相对分子质量太大，熔体黏度极高（一般为10⁹Pa.s），流动性极差（熔体流动指数几乎为0），因而难以用通用热塑性塑料的加工方法直接进行挤出或注射加工。

UHMWPE的加工难点可归纳为如下几点：

①由于较高的黏度，在熔融时UHMWPE不能形成黏流态，只能处于高弹态；在普通螺杆挤出机上加工时，熔体包住螺杆一起转动，很难沿螺槽推进，陷入不能挤出的状态，俗称“料塞”。

②由于极低的摩擦系数，加工时粉料在进料过程中极易打滑，不易进料。

③由于临界剪切速率低（约为10^-2/s），在挤出成型时熔体易破裂，表面易出现裂纹；在注射成型时，会因出现喷射流状态而引起气孔和脱层现象。

④成型温度范围窄，加工时易引起氧化降解。

因为如上的难点，使得UHMWPE不能用通用的加工方法加工，只能用效率低、能耗大的间歇式压制烧结工艺加工，制品的形状不能太复杂。

解决UHMWPE加工性的方法有两个：一是从改进设备上入手，设计特殊的螺杆和料筒，以强制推料的方法加工；设备结构复杂，加工昂贵，生产成本高。二是添加流动改性剂，改进其原有的加工特性，具有或接近普通塑料的加工性能。

UHMWPE用流动改性剂主要包括如下几类：

①低分子润滑剂如聚乙烯蜡及硬脂酸盐等，又称为助加工剂。改性原理：在UHMWPE熔融时，小分子的助加工剂渗入大分子中间，润滑大分子以增大分子间的流动性，同时又可减小大分子间的作用力，使UHMWPE具有可流动性。此方法的缺点为在改进流动性同时，UHMWPE原有的性能损失很大，因此不常用。

②共混低熔点、低黏度、高流动性树脂如、MDPE、LDPE、HDPE、PP、聚酯及橡胶等。使用最多的是中等分子量PE（40万～60万）和低相对分子质量PE（＜40万）；如HDPE（DMD7006）的流动性好，与UHMWPE的容度参数、极性都很接近，两者的相容性好，因此最常用。其改进流动性原理为：共混体系被加热到熔点以上温度时，UHMWPE就会悬浮在改性树脂的液相中，使大分子间的作用力减小，且分子链的缠结程度下降，流动性增强，从而形成可挤出、可注射的悬浮体物料。以HDPE（DMD7006）为例，其不同加入量与熔体流动指数的关系如表2-23所示。

但此方法在改进流动性的同时，也会引起UHMWPE冲击强度、硬度及耐磨性能等不同程度的下降。为弥补冲击强度、硬度和耐磨性的下降，加入1%左右的聚乙烯成核剂。其原理为成核剂会增大共混体系的结晶度，使球晶形状完整、尺寸细化，从而提高强度。常用的成核剂有热解硅石、二氧化硅及硬脂酸钙等。值得一提的是硬脂酸钙的加入，不仅可弥补强度的损失，还可起到润滑作用，促进流动性进一步提高。以UHMWPE/HDPE（100/40）体系为例，加入0.5份硬脂酸钙可使其熔体流动指数提高1.5倍。

③液晶聚合物（LCP）。在UHMWPE中，处于分散相的LCP在熔融时为液晶态，大分子平行排练，分子间无缠绕，黏度低、流动性好，可带动连续相的UHMWPE一起流动，改善其加工流动性能（如表2-24所示），可用普通挤出和注射设备加工。

④北京化工大学徐定宇研究的高效流动改性剂（MS2），加入1%，可使UHMWPE的熔点下降10℃之多，流动性大为改善，对其他性能影响不大。

⑤中科院化学所研制的纳米层状硅酸盐，加入3%～5%时，UHMWPE的熔体流动指数由0提高到0.2～0.4g/min，可用普通挤出机加工。

下面介绍具体UHMWPE加工配方实例。

①UHMWPE/LCP改进加工性：

加工条件：以配方2#为例，注射温度为240～300℃；注射压力≤10MPa；保压压力4～5MPa；模具温度60～80℃；冷却时间1～2min。

②UHMWPE加工改性配方（1）：

UHMWPE：95%～97%；纳米层状硅酸盐：3%～5%。

相关性能：熔体流动指数为0.2～0.4g/10min。

③UHMWPE加工改性配方（2）：

UHMWPE：70%；中相对分子质量PE：29%；成核剂（热解硅灰石尺寸5～50μm，表面积100～400m²/g）：1%。

④UHMWPE加工改性配方（3）：

UHMWPE：99%；流动改性剂（MS₂）：1%。

相关性能：熔点下降10℃以上。

⑤低相对分子质量PE改进UHMWPE加工性：

相关性能：

⑥UHMWPE加工配方：

UHMW-PE（ME：3.5×10⁶）：79.8%；成核剂（热解硅石）：0.3%；中相对分子质量聚乙烯（ME：0.6×10⁶）：19.9%。

（三） PVA加工配方设计

1.PVA的加工特性

PVA为聚乙烯醇［Poly（vinyl alcohol）］的英文简称，它属于一种性能优良、用途广泛的水溶性聚合物。PVA膜的优点为透明度（透光率为60%～66%）和光泽性（反射率为81.5%）、水溶解性、生物降解性、非带电性（仅为PE的1/82）、较大的拉伸强度和撕裂强度、耐磨性、良好的耐油性、极好的阻隔性（对氧气的阻隔性为EVOH的2倍以上）、热合性、黏接性、抗辐射性、透湿性、印刷性、耐化学腐蚀性、脱模性和金属镀膜性等。

PVA属结晶性聚合物，分子中含有大量的羟基，可形成大量的分子内和分子间氢键，分子间存在很强的作用力，导致PVA的熔点（230℃）很高，与其分解温度（247℃）十分接近。另外，PVA对水敏感性极大，使不经改性的纯PVA很难用热塑性方法加工，只适用于湿法加工。正因为PVA的加工性能不好，大大地限制了其应用范围。因此，对PVA加工性的研究是目前的热点。

目前，国内外PVA膜的加工方法有溶液流延涂布法、湿法挤出法和干式挤出法三种。

溶液流延涂布法为典型的湿法成型，是PVA传统的成膜方法。它将PVA配成固体含量为10%～20%的水溶胶，将其均匀分布在金属带上，在烘箱内蒸发溶剂，剥离在加热干燥，并进行骤冷即可。溶液流延涂布法制成PVA膜的性能见表2-25所示。用此法已制成PVA纤维和薄膜，但由于流延法生产周期长、效率低、对原料纯度要求高、产品质量难控制、劳动强度大、产品成本高等缺点，限制了PVA的应用。此法以湖南工业大学和广东肇庆方兴包装材料有限公司为代表。

湿法挤出法属热塑性加工方法，是一类新型PVA加工方法。它将PVA与水、助剂等溶胀，然后熔融挤出、过滤、脱泡成膜。也选用可溶性PVA树脂，在其中加入适量的水、增塑剂、润滑剂、润湿剂和氢键合剂等，使用结构特殊的挤出机，具有溶解、塑炼和脱泡装置。湿法挤出法生产PVA膜的性能好于溶液流延涂布法，具体性能见表2-26所示。此法以四川涪陵地区塑料厂和华南理工大学等为代表。

干式挤出法为典型的热塑性加工方法，为我国最新独家开发。它将PVA真空干燥后与降低塑化温度改性剂、成膜剂按一定比例在高速混合机内混合均匀，用改进的单螺杆挤出机内挤出造粒，再经脱泡吹膜，定型处理即可。用挤出吹塑发生产的PVA膜性能好于流延法PVA膜，如干法挤出吹塑PVA膜的性能如表2-27所示。此法以工业塑料加工应用研究所和北京工商大学为代表。

2.PVA的改性配方设计

PVA加工改性的目的为拉大其熔融温度与分解温度的间距，使之可用热塑性方法加工。具体方法有两个：一是降低其熔融温度，使其远远低于分解温度；二是提高其分解温度，使其远远高于其熔融温度。

目前的改性方法为在PVA中加入增塑剂。一是减少分子内和分子间氢键的数量，降低分子间的作用力；二是控制聚集态结构，降低结晶度。

已开发的增塑剂有：水（去离子，铁含量在5 × 10^-8kg/kg以下）、丙三醇、乙二醇、丁二醇、二甘醇、双丙甘醇、山梨糖醇和己内酰胺等水溶性化合物，增塑剂的种类和用量对PVA的加工改性效果不同，具体可参见表2-28所示。

从表2-28中可以看出，不同增塑剂在不同程度上都降低了PVA的熔点，提高了PVA的热分解温度，拉大了两者之间的距离。如果以改性后PVA的熔点与热分解温度差值大小来衡量其改性效果好坏，各增塑剂的次序如下：

己内酰胺＞水＞丙三醇＞乙二醇

尤其是己内酰胺的改性效果最好，它将PVA的分解温度与熔点之差拉大到55℃，可以实现PVA的热塑性加工。

在实际应用中，往往将两种增塑剂协同加入，会取得比单一增塑剂更好的效果。如增塑剂A和B，单独加入A、B和协同加入25份，PVA的熔融温度分别为220℃、200℃和190℃。此外，除增塑剂外，还要加入适量的界面活性剂、尿素、硼酸及氢氧化铝等。举一PVA加工配方实例如下：

PVA：100份；丙三醇：10份；界面活性剂：0.1份；水：适量。

增塑剂的改性原理为：增塑剂进入到PVA大分子内部，与PVA分子间发生了强烈的相互作用，以更强的分子间复合取代了PVA本身的分子间氢键，降低了分子降作用力，降低了熔点。并不是所有物质都能成为PVA的增塑剂。多数低分子试剂都可进入PVC内部，但只有能与PVA分子发生强烈作用的才能成为增塑剂；而低聚物由于体积大，只有能与PVA分子间发生强烈作用的才能进入其内部，成为增塑剂并发挥增塑功能。

加入增塑剂的改性PVA属于非牛顿流体，随剪切速率增加，表观黏度下降。同时，改性PVA对温度也较为敏感，可用温度来调解熔体的黏度。但从生产控制的角度来考虑，黏度对温度太敏感，不易控制质量；可以通过降低PVA的含水量来降低温度的敏感性。

另外，加工时对PVA树脂也有要求。一是尽可能选用低醇解度树脂或与高醇解度树脂共混；二是PVA的聚合度应尽可能低。

还有一种改性方法，在PVA中加入轻度交联剂如密胺树脂改性液。一方面它可使PVA中的羟基发生适度的交联，使PVA形成三维结构的涂层，降低对水的敏感性；另一方面，改性液可以同部分羟基反应，适当减轻羟基成氢键的能力，降低其表面张力，增强与基膜的黏合力。

美国一公司用较低聚合度的PVA开发出具有水溶性、热塑加工性和生物降解性的PVA原料，可用挤出、吹塑等方法成型，PVA膜用于食品包装、农用水溶性膜等。日本一公司开发出熔点为200～210℃、分解温度为240℃的PVA，可用挤出、吹塑、注塑方法加工制成透明性、水溶性、耐药品性优异的PVA膜。

PVA成型后，如用高温热处理，可提高其拉伸强度和断裂伸长率。具体热处理方法为120℃温度、处理时间为150s，后处理温度越高、处理时间越长，其拉伸强度和断裂伸长率的增加幅度越大。

（四） CPVC加工配方设计

CPVC是PVC进一步氯化的产物，其含氯量由PVC的56.7%增加到61%～68%。由于含氯量的增大，导致CPVC的许多性能较PVC有很大变化，其耐腐蚀性、阻燃性、耐候性和电绝缘性能都有不同程度提高，耐热性能提高30～40℃，但冲击性能下降。

在加工性能方面，因含氯量增大，导致下列性能变化。

①分子结构不规整，结晶性更小。

②分子间极性增大，分子间作用力提高，使CPVC的熔体黏度增高。

③热稳定性下降，热分解温度降低，其热分解温度范围（180～200℃）与其加工温度范围（180～190℃）重叠，加工更困难。

④加工温度范围窄，仅10℃范围，工艺更难控制。

在具体设计CPVC加工配方时，所用增塑剂与PVC相似，但因其加工性能更差，所以加入量增多。

热稳定剂以铅盐类为主，最常用的为复合铅。

润滑剂除硬脂酸钙外都可用。在有CPE加入的配方中，最好添加0.3份左右的白油，有助于冲击改性效果的发挥。

另外，为改善其加工性，常将CPVC与其他树脂共混，具体共混品种如下：CPVC/PVC，降低熔融黏度，常用共混比例为CPVC/PVC=55/45；CPVC/聚α-甲基苯乙烯/相容剂共混，可提高熔融加工性能，制品表面光滑；CPVC/低相对分子质量PS（2～5份）共混，可降低黏度10%以上；CPVC/PMMA共混，可改善加工流动性能。CPVC/硫（5～29份），降低黏度和结晶度；CPVC/MMA-PP嵌段共聚物共混，可使熔体黏度由8.91×10⁴Pa.s下降到3.02×10⁴Pa.s；CPVC/AS共混，可改善整体加工性能。

CPVC的具体加工配方实例如下：

①CPVC加工配方（1）：

CPVC：100份；PE蜡：0.5份；十一烷醇：1份；1，4—丁烯乙醇二［β—氨三（2，3—环氧丙基）基丁二烯］酯：0.5份；异氰酸酯：3份。

加工条件：上述组分充分混合后，在180℃下压制5min，即成为片材。

②CPVC加工配方（2）：

CPVC：100份；炭黑：50份；三硫氰酸酯：1份；己二酸：1份；MgO：10份；DOS：25份；二环己胺：2份。

③硬质CPVC挤出配方：

CPVC：100份；稳定剂：1份；MBS：50份；抗氧剂：0.5份；加工助剂：3份；润滑剂：3.5份。

此配方的挤出温度如表2-29所示。

④硬CPVC注塑配方：

CPVC：100份；MBS：2～4份；EVA：4份；有机锡：2份；二盐：2份；硬脂酸钙：0.5份；石蜡：0.5～1份；抗氧剂（BHT）：0.5～1份。

此配方的加工温度：料筒温度：165～175℃、175～185℃，喷嘴温度：175～185℃，模具温度：70～80℃。

（五） CPE弹性体加工配方设计

CPE的加工性能大大好于PVC，但其加工配方中仍需要加入增塑剂、稳定剂及硫化剂等助剂。

1.硫化剂

CPE的大分子链上无双键，与仲碳原子键合的氯原子又不具有高反应活性，因而自身难以硫化，必须加入硫化剂。CPE用硫化剂为过氧化物类、胺类、硫脲类及三嗪类等，加入量一般为1～10份。

当采用过氧化物为硫化剂时，为提高交联速度和交联程度，常加入共交联剂。共交联剂的具体品种有：二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、氰尿酸三烯丙酯及异氰尿酸三烯丙酯等，加入量为0.5～5份。另外，为防止用过氧化物硫化时产生孔隙，需加入氯化氢接受体，如MgO及Mg（OH）₂等。

胺类硫化剂有双官能团的脂肪族胺和芳香族胺类，其中双官能团的脂肪族胺的反应活性高于芳香族胺。对以双官能团的脂肪族胺为硫化剂时，可加入金属氧化物和1～2份硫黄为硫化促进剂，以提高硫化速度。

硫脲类硫化剂主要为乙烯基硫脲，最好加入少量硫黄为硫化促进剂。

三嗪类硫化剂有三硫代三聚异氰酸，一般不单独使用，需配入硫化促进剂，具体品种如二乙基二硫代氨基甲酸镉及聚合的三甲基二氢喹啉。

2.稳定剂

主要为有机磷酸酯、硬脂酸盐、金属氧化物和环氧化物。

CPE的最佳稳定体系为：

硬脂酸铅：1份；环氧树脂：2份；二碱式磷酸铅：4份。

3.增塑剂

硫化剂品种不同，所用增塑剂不同。

以过氧化物为硫化剂时，可用氯化石蜡、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、环氧大豆油及低芳烃的石蜡油。

以胺和硫脲类为硫化剂时，可用硬脂酸、石油芳烃等为增塑剂。

具体CPE加工配方实例如下：

①CPE加工配方（1）

②CPE弹性体加工配方：

CPE（Cl=40.4%）：80；乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物：20；LDPE：10；环氧大豆油：10。

③CPE硫化配方：

CPE：100份；TAIC：5份；氯化镁：10份；DOP：20份；白炭黑：30份。

④CPE密封条加工配方：

CPE（含5份二氧化硅）：65份；固体Ba/Cd/Pb：3份；PVC：35份；液体Ba/Cd：0.6份；碳酸钙：25份；液体有机磷：0.6份；二氧化钛：8份；环氧大豆油：2.6份。

（六） POM加工配方设计

聚甲醛（POM）作为一种综合性能优良的工程塑料，被广泛应用。但由于其特殊的分子结构，POM热稳定性较差。在其熔融加工过程中，易在热、氧作用下发生断链、按自由基型分解方式进行热降解，进而发生连续脱甲醛反应。因此，POM的加工配方中需加入抗氧剂和甲醛吸收剂，以减少降解反应的发生概率。

抗氧剂一般选用位阻酚类和胺类，具体常用BASF公司牌号为Irgano259和Irgano245的酚类抗氧剂，以及抗氧剂2246和F等，加入量为0.2%左右。通常加入抗氧剂来捕捉体系产生的自由基，中断整个体系自动氧化循环过程，起到抗氧稳定作用。

甲醛吸收剂 双氰胺、三聚氰胺、聚酰胺及聚氨酯等，加入量为0.5%～1%。研究表明，不同品种甲醛吸收剂之间共用，具有协同作用效果；如双氰胺和聚酰胺两者共用，协同效果明显。

POM加工具体配方实例如下：

①聚甲醛加工配方（1）：

共聚：POM 99.1%；双氰胺：0.3%；抗氧剂245：0.5%；聚酰胺：0.1%。

此配方在220℃高温下加工1小时的热失重率仅为0.365%。

②聚甲醛加工配方（2）：

（七）纤维素加工配方设计

因纤维素塑料的加工流动性不好，在其加工配方中需加入增塑剂和润滑剂。

增塑剂：同PVC一样，可用邻苯二甲酸酯类如DOP、DBP和磷酸酯类；除此之外，还常选用樟脑油等其他类增塑剂。

润滑剂：金属皂类。

溶剂：选用乙醇、丙酮等。

稳定剂：选用胺类，主要用于乙基纤维素。

纤维素塑料的具体加工配方实例如下。

①乙基纤维素加工配方：

乙基纤维素：100份；CaSt：1份；DOP：8份；乙醇30份；TiO₂：10份；二苯胺：2份；染料：0.15份。

加工条件：上述配方在70～75℃下混合，在120～150℃下混炼拉片，造粒，然后用一般热塑性塑料设备加工成型。

②乙基纤维素模塑粉：

乙基纤维素：100份；二氧化钛：8份；DBP：3份；CaSt：1份；乙醇：32份；DOP：5份；二苯胺：2份；染料：0.1份。

③流涎法薄膜醋酸纤维素加工配方：

醋酸纤维素：100份；磷酸三甲酚酯：20份；丙酮：适量。

④醋酸纤维素加工配方：

醋酸纤维素：100份；黏土或氧化锌：10份；磷酸酯或邻苯二甲酸酯：25～55份；丙酮：适量。

⑤硝酸纤维素加工配方：

⑥乒乓球加工配方：

（八） PMMA加工配方设计

PMMA的加工与其他塑料不同，它直接用单体进行反应成型，而不是先合成树脂再加工。

在PMMA的加工配方设计中如何选择各类助剂？

1.助剂的选用

①引发剂：常用过氧化二苯甲酰（BPO）和偶氮二异丁腈（AIBN）等，加入量为0.02～0.06份。

②增塑剂：目的增加制品的柔软度，具体品种有DOP和DBP等，加入量为5%左右。

③润滑剂（脱模剂）：常用硬脂酸等。

④稳定剂：PMMA对加工温度比较敏感，因此加工中要注意控制温度，以免引起过热分解，另一方面常加入稳定剂。

2.PMMA加工配方实例

①PMMA浇铸加工配方：

MMA单体：100份； BPO：0.02份； DBP：4～6份。

②PMMA人造琥珀加工配方：

MMA单体：100份； DBP：4份； AIBN：0.02份； HSt：：0.1份。

③PMMA透明浇铸板加工配方：

MMA单体：100份；HSt：0.2～1份；AIBN：0.06份；甲基丙烯酸（改性剂）：0.1～0.15份；DBP：4～10份。

④PMMA浇铸管加工配方：

MMA单体：100份；DBP：5份；AIBN：0.02份；HSt：1份；过氧化碳酸二异丙酯：0.02份。

（九） TPU加工配方设计

1.树脂的选用

TPU以树脂供应，不像PU泡沫塑料以单体提供。TPU为线型聚合物，由双官能团的聚酯或聚醚二元醇、低分子二元醇及二异氰酸酯三种单体共聚而成。合成的单体不同，TPU的性能不同。常用单体如下：

长链二元醇 它与二异氰酸酯反应生成低熔点链段，赋予TPU以柔软性能；如要求TPU制品的柔软性好时，应选择长链二元醇含量高TPU。长链二元醇有聚酯和聚醚两种，具体品种有聚丙二醇醚、聚乙二醇醚、聚ε-己内酯和聚己二醇碳酸酯等。

低分子二元醇 它与二异氰酸酯反应生成高熔点链段，赋予TPU以刚性；如要求TPU制品的刚性好时，应选择低分子二元醇含量高TPU。

二异氰酸酯 常用MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）。

2.润滑剂的选用

选用硬脂酸皂类，以硬脂酸钙最常用。常常选几个润滑剂复合使用，总加入量为2～3份。

3.稳定剂的选用

为改善TPU耐热老化性，需加入抗氧剂，常用品种为抗氧剂1010，加入量为0.4～1份。

4.TPU加工配方实例

配方实例：

TPU：70%～85%；抗氧剂1010：0.4%；ABS：10%～25%；炭黑：1%；CaSt：2.5%。

（十）其他塑料的加工配方设计

1.PP加工配方设计

（1）提高熔体强度

PP为一种部分结晶聚合物，软化点与熔点很接近，温度超过熔点后熔体强度迅速下降，从而导致熔体强度低和耐熔垂性差，在发泡和热成型中限制了PP的应用。改进办法为提高其相对分子质量、加宽相对分子质量分布和引入长支链结构，前者可通过共混高相对分子质量树脂来实现，后者需通过接枝或交联达到目的。

共混主要混入LDPE树脂，交联有辐射和化学两种。

辐射交联的辐射源为电子射线和γ射线，于氮气环境中辐照剂量为5×10⁴Gy，结果为在PP分子链上产生长支链化，而不是凝胶，从而提高熔体强度。

化学交联为在PP大分子链上接枝第二单体，使其具有一定的支化度，从而提高熔体黏度。接枝单体为多官能团化合物如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等，常加入第二单体如苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸酯等电子给予体，抑制降解副反应。引发剂为过氧化物如过氧化二异并苯（DCP）、过氧化苯甲酰（BPO）、2，5-二甲基-2，5-双（叔丁基过氧化）-3-己炔（LPO）等。

（2）防止加工中受热降解

PP的抗热氧性不好，在加工中受热会发生降解反应。改进办法为加入抗氧剂，一般加入抗氧剂1010等酚类抗氧剂。

（3）减少“鱼眼”数目

在PP制品上经常出现“鱼眼”，加入抗鱼眼剂可克服，常用的抗鱼眼剂为3-叔丁基-4-羟基甲醚及邻叔丁基苯二酚等。

（4）降低铜敏感性

在加工设备中与PP接触部分含有铜时，易催化PP降解，需加入抗铜剂。抗铜剂品种主要有：

苯并三唑类，草酸二酰肼、苯甲酸肼、水杨酸肼等，草酰苯胺类，水杨醛或糖醛与己二胺的缩合物。加入量一般为0.5份左右，具体配方如下：

PP电缆料配方：

PP：100份；抗氧剂1010：0.5份；UV-531：0.2～0.5份；草酸二酰肼：0.1～0.5份。

2.PE加工配方设计

（1）加入润滑剂

纯PE类制品大都不需要加入润滑剂，但如果在PE树脂中加入其他助剂并影响了其加工流动性，则需要加入润滑剂；如PE填充制品，因大量填料的存在而影响加工性能，一般需要加入润滑剂。

可用于PE的润滑剂有：硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺、PE蜡、OPE蜡、高沸点石蜡、微晶石蜡及氟油等。

PE具体润滑配方实例如下：

PE打包带配方：

PE（粉料，MI=1～2）：100份；填充母料：20份；硬脂酸钙：0.2份；磷酸三苯酯：0.2份；白油：适量。

（2）加入开口剂

PE的极性小，吸水率低，摩擦时易产生静电并易于蓄积，导致薄膜的开口性差。因此，在生产薄膜时需加入开口剂。

PE常用的开口剂有；硬脂酸锌、磷酸氢钙、芥酸酰胺、二氧化硅、硅藻土及云母等，加入量为0.5%～0.7%。具体配方实例如下：

LDPE：100份； ZnSt：0.5～0.7份。

（3）加入抗鱼眼剂

常用的抗鱼眼剂为邻叔丁基对苯二酚等。

3.PA加工配方设计

（1）热稳定剂的选用

PA的热稳定性较差，热降解倾向严重，最好加入热稳定剂。常用的热稳定剂有：

①芳香胺类：如二苯胺及N，N-二苯基-对苯二胺等，加入量为0.5%～2%，缺点为有严重的色污染。

②铜盐类：如铜醋酸酯，常与卤素或含磷化合物并用，如铜醋酸酯/碘化钾/磷酸，缺点为有色污染。

③受阻酚类：不存在色污染问题，加入量为0.2%～0.7%。

④细分散炭黑：加入量为2%。

此外，还有亚磷酸盐等。

（2）成核剂的选用

在PA中加入少量的成核剂，可加速脱模缩短成型周期20%～30%。具体为在PA中加入0.1%左右的胶体硅石如40nm的二氧化硅。

（3）增塑剂的选用

在生产PA柔性制品如软管时，需要加入增塑剂。PA所用增塑剂与PVC不同，它用脂肪族二元醇，芳香族氨、磺、酰等化合物，加入量为10份左右。

（4）润滑剂

不用硬脂酸锌，外润滑用液体石蜡及硅油配成的甲苯溶液，内润滑用硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸锂、硬脂醇、二硬脂酸铝、油酰胺、硬脂酰胺及乙撑硬脂酰胺等。

4.AS加工配方设计

AS树脂在加工中受热分解时会放出酸性物质HCN，它对AS的分解有促进作用。必须加入酸性物质吸收剂即热稳定剂，不同类型热稳定剂的热稳定效果见表2-30所示。由于AS的成型温度高，可选用高热稳定性的稀土热稳定剂，从表2-30中也可以看出，其稳定效果最好。

5.PVDC加工配方设计

PVDC的两个对称氯原子的不稳定性导致树脂的熔融温度与分解温度十分接近，给热塑性加工带来困难。另外，PVDC加工中分解的氯气和氯化氢对设备有严重的腐蚀性，设备中含有的合金元素如铁、铜、锌等对PVDC的分解有催化作用，因此与物料有接触的部位要镀铬处理。

PVDC在加工中也需要加入热稳定剂和增塑剂。

PVDC用热稳定剂的种类同PVC，但用量偏大；增塑剂的主要品种有：己二酸酯类如二丁基己二酸酯、二辛基己二酸酯等，癸二酸酯类如二丁基癸二酸酯、二辛基癸二酸酯等，柠檬酸酯类如乙酰三辛基柠檬酸酯、乙酰三丁基柠檬酸酯等。可单独使用也可协同加入，用量为10份以下。

6.HMWPVC的加工配方设计

高相对分子质量聚氯乙烯（HMWPVC）是指聚合度在2000以上的PVC树脂，其性能特点为拉伸强度大、伸长率高、硬度随温度变化小、回弹性高，常用于耐热、耐磨、耐疲劳的特殊软制品如耐热电线电缆、远程输送皮带、水龙带、密封垫圈、高级鞋底及人造革等。

与PVC相比，HMWPVC因分子量大，熔融温度提高5～10℃，熔体黏度增大，为此增塑剂的用量要比PVC大，并常用PVC与其共混。另一方面，为降低成本和增加基体强度，一般加入适量无机填料如碳酸钙。

配方实例：

PVC-2500：100份；BaSt：1.2份；DOP：70份；PbSt：0.8份；三盐：5份；HSt：0.5份。

7.PAR加工配方设计

PAR（聚芳酯）加工温度与分解温度十分接近，加工温度范围窄，一般需加入热稳定剂如磷酸三苯酯，加入量0.1%～0.3%。

8.PPS加工配方设计

合成的PPS是一种相对分子质量很低（4000～5000）、结晶度较高（75%）的白色粉末，这种材料的黏度太低，无法直接用于塑化成型，只能用于喷涂。

用于塑化成型的PPS，需经交联改性处理，使相对分子质量进一步增加，提高熔体黏度，使其熔体流动指数达到10～20。交联处理有热交联和化学交联两种，目前以热交联为主。热交联的交联温度为150～350℃。

化学交联需加入交联促进剂，常用的交联促进剂有：氧化锌、氧化铅、氧化镁及氧化钴等金属氧化物，酚类化合物，六甲氧基甲基三聚氰酰胺，过氧化氢，碱金属或碱土金属的次氯酸盐等，加入量为10%左右。

经过交联处理的PPS仍具有一定的热塑性，废料可重复使用，属于半热固性塑料。

PPS加工配方实例如下：

①PPS热喷涂加工配方：

PPS（黏度100～150Pa·s）：100份；F₄：10～20份；氧化钴：10份。

②PPS冷喷涂加工配方：

PPS（黏度100～150Pa.s）：100份；氧化钴：10份。

上述配方与乙醇以2/8比例混合即可冷喷涂。

9.聚苯酯（AP）塑料加工配方设计

纯AP不熔融，仅在加热到427℃时发生类似金属的黏性流动，在425℃时会发生严重分解。因此，纯AP只能用热固性塑料方法加工；只有与其他加工性好的热塑性塑料共混改善其加工性能，才可用热塑性塑料方法加工。可用于与AP共混的树脂有：LDPE、HDPE、PS、ABS、PMMA及PA等。

10.PPO的加工配方设计

PPO熔体黏度大，单独加工困难，需进行改性处理，其改性品种称为MPPO。MPPO主要有PPO与PS共混或接枝而成，占70%～90%；另一类为PPO与PA共混物，占10%～30%。

11.PSF的加工配方设计

PSF可用热塑性方法加工，但熔体黏度大，造成加工困难，为此需要进行加工改性。主要办法为在PSF中混入聚乙烯、聚酯和矿物油等，具体配方如下：

PSF/PE=100∶3； PSF/PE/矿物=100∶3∶（1～2）； PSF/聚酯=100∶5以上。

12.F4的加工配方设计

F4的熔体黏度大，在形成熔体后仍不能流动，因此必须加入适当的助剂以降低其黏度，使其可以用挤出的方法熔融加工。加入的助剂为助挤剂，目的为增大分子间的润滑作用，具体品种有石蜡油和二氯乙烯等，加入量为15%～20%。

13.PLA的加工配方设计

①提高熔体强度：加入含有3个或以上多官能团的化合物，官能团为异氰酸酯、酸酐、环氧化物或有机过氧化物等，可与PLA分子上的羰基、羧基及羟基等基团发生反应，在分子中引入长支链，从而增加其熔体强度。

②加入耐水解剂：具体品种见本章第二节所示。

14.ABS加工配设计

ABS加工配方比较简单，一般只加入少量润滑剂即可。ABS可用的润滑剂品种有：PbSt，MgSt，ZnSt，亚乙基双硬脂酰胺、高熔点石蜡、PE蜡等。ABS不宜用酯蜡，因极性的酯基妨碍润滑边界层。