使用聚合物增塑剂

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橡胶和塑料已经成为现代生活不可分割的一部分，没有它们人类就无法生存。这些材料用于欧洲杯足球竞彩鞋底，花园椅子，所有类型的电影，dvd, cd，管，软管，轮胎，包装，和许多其他产品。

掌握先进的塑料技术意味着个人需要熟悉诸如聚甲醛、聚丙烯、丁腈橡胶、聚氨酯等名称，这可能会让他们相当困惑。然而，在大多数情况下，在所有这些有效应用中所使用的有价值的塑料的优异性能并不仅仅与聚合物本身有关。

就像一个在学校取得好成绩的优秀学生一样，塑料制品也能在稍微的额外帮助下达到班里的第一名。而这种帮助通常意味着仅仅是将独特的添加剂组合在一起，使聚合物变得柔软、柔韧、耐冲击和耐气候。大多数情况下，添加剂使塑料成为现在的样子。

塑化剂

增塑剂是独特的添加剂类型。例如，没有增塑剂，PVC将非常脆弱，脆弱，并且不会征服今天看到的巨大市场。没有增塑剂，大部分注射成型化合物都是完全不适合这种目的的，并且根本不会产生一些橡胶混合物。

增塑剂在低温下制造塑料弹性，可伸长，柔韧，塑料。在大多数情况下，通过整合增塑剂可以仅在商业基础上生产聚合物产品。

事实上，增塑剂的发明是塑料工业发展的主要原因。如果不是因为这一点，这个行业可能不会比早期阶段发展得更多。这是因为第一代塑料，以及改性的天然聚合物，如Galalith或硝化纤维素，都是脆而硬的，因此不能用于日常应用。

可以肯定的是，这并不能真正提高一种新材料的市场价值，例如，如果人们必须像对待梅森瓷器一样对待他们的梳子的话。

樟脑

然而，增塑剂改变了这一切。樟脑是第一个用于真正塑料的人。它是一种无色物质，其香味是喜致的许多寒冷的疗法，并含有从中国月桂丛的木材中获得的微晶Cinnamomum camphora.．

然后，在1869年，一位名叫约翰·韦斯利·海厄特(John Wesley Hyatt)的发明家和他的兄弟通过将樟脑和硝化纤维混合，使硝化纤维更具可塑性。

其他油

凯悦并不是第一个试图通过使用添加剂使不断发展的塑料行业的早期易碎产品更容易处理的人。例如，一位同样雄心勃勃的发明家亚历山大·帕克斯(Alexander Parkes)已经尝试使用植物油或木焦油来达到同样的效果。

然而，在获得正确的配方时，他确实遇到了困难。他的“Parkesin”相当容易加工，但仅仅几周后，用这种特定产品生产的女士手镯、梳子和耳环等物品就会扭曲到无法再使用的程度。这可能是因为帕克斯使用的油蒸发得太快。

香蕉油，甚至是蒸馏威士忌时形成的杂醇油，也被其他发明家使用过，但如果没有任何记录可以参考的话，也没有多大成功。

软如口香糖，硬如牛角

凯悦开发的新型塑料更好地满足了新兴塑料业务带来的挑战。根据樟脑与collodion(一种枪棉的溶液，化学上称为硝基纤维素)结合的量，他成功地制造出了一种塑料。这种塑料是透明的，但可以上色。它像粗橡胶一样柔韧，又像喇叭一样坚硬。这种塑料是赛璐珞。

在80°C至90°C的温和温度下，由于凯悦的芳香配方，这种可塑材料可以生产出任何所需的形状。这种材料最早的应用之一是假牙。然而，它闻起来不止一点点的樟脑，因此，并不总是满足他们的主人完全满意。然而，由于这种材料可以创造出一种合适的颜色，在之前使用过的坚韧的橡胶板上有了显著的增强。后来，这种材料作为胶片的完美衬底材料而流行起来。

现代塑料的起源

事实是，一段时间以来，凯悦开发的赛璐珞必须克服其与枪棉密切相关的众多挑战。由硝化纤维素组成的台球相互碰撞时，会发生微小的爆炸。据目击者称，爆炸威力巨大，足以让站在台球桌周围的牛仔们伸手去拿枪。

一篇杂志文章还引用了一位女士的故事，当别在她晚礼服上的赛璐珞纽扣非常靠近壁炉并点燃时，她的晚会变得更加令人兴奋。有一次，整个赛璐珞工厂爆炸了。然而，这些事件并没有掩盖一个事实:凯悦开发了第一种热塑性塑料，它是一种塑化剂，导致了今天的塑料。

但即使在凯悦之后，塑料的历史仍然与其增塑剂的历史密切相关。然后在1946年，一种数百吨易碎的三醋酸纤维素塑料的应用正在进行中。这种塑料曾被用于制造飞机窗户。

塑料被闲置在工厂的地面上，这时一个有创意的化学家想到了将这种材料与增塑剂结合起来。这就产生了一种新型的注塑材料。1952年，最近塑化的Cellit被称为“celllidor”，是多功能性的完美体现。在20世纪50年代，Cellidor被用于制造梳子外壳、仪表盘、收音机、眼镜框、螺丝刀手柄、发卡等。

橡胶的增塑剂

橡胶工业还使用增塑剂来完善其产品。广泛的捏合使未硫化橡胶如口香糖柔软，因为捏合过程断裂了聚合物的长链分子。但这意味着这种有用材料的其他主要特征也丢失。

由于这个原因，橡胶研究人员通过将所有类型的液体组分结合到它们的黑色配方 - 油，沥青，煤焦油，石蜡，萜烯（如樟脑）中，使所有类型的液体组分提前开始。这意味着即使当橡胶分子的尺寸不显着降低时，粗橡胶的混合物也足够粘在各种固体成分。炭黑是可以在混合器中可以毫不费力地捏合的固体成分的实例。

这些因素表明了这些不引人注目的增塑剂对聚合物加工的重要性，以及它们如何完全改变原本相对不受欢迎的聚合物材料的特性。矛盾的是，这种非凡的力量也表明，即使是著名的化学历史学家，目前也很难获得有关增塑剂技术的信息。

“正确”的增塑剂意义重大，以至于多年来收集的有关塑料性能的信息已经消失在使用聚合物的公司的宝库中。随着时间的推移，这意味着增塑剂成为相对匿名的实用物质。

现代樟脑的后裔

然而，众所周知，除了凯悦，其他人也开始使用樟脑。事实上，即使在今天，世界上三分之二的樟脑被用于生产赛璐珞。

1931年的化学百科全书与题为“增塑剂”的章节也列出了萜烯，除了甘油酯，邻苯二甲酸酯和有机磷酸盐，如三氯磺酸酯。

这些化合物使塑料具有柔韧性，并在一定程度上提高了它们的阻燃性能，以至于赛璐珞的继任者醋酸纤维素能够克服原来塑料的一个主要缺点。例如，在用磷酸盐和樟脑的混合物使其弹性后，塑料的可燃性得到了防止。

先进的技术知道大约有400种物质——外来物质和“世界一流物质”——以这样或那样的形式被用作塑化剂。这些物质中大约有100种具有重要的商业价值。

增塑剂数量

在20世纪90年代中期，使用了420多万吨增塑剂。如今，约90%的增塑剂用于pvc——pvc是一种基本形式的塑料，几乎与玻璃一样易碎，如果增塑剂的含量不占其含量的55%左右，则在大多数应用中完全没用。即使是硬质PVC也含有12%左右的增塑剂，这些增塑剂可以增强其加工性能。

基于应用类型，其他聚合物在许多不同量中使用增塑剂。纸张含有约5％的增塑剂，热塑性材料，高达10％，弹性体有时高达60％;欧洲杯足球竞彩某些塑料还有95％的增塑剂。

增塑剂是如何工作的

从本质上讲，所有的增塑剂都基于同样的原理，而且实际上是不言自明的，只要个人能够理解塑料的内部组成。“塑料”总是含有非常长的链分子，在极高的放大倍数下看起来像长线。当这些线松散地缠绕在一起时，塑料就会变得有弹性。

然而，对于大多数塑料来说，这些线往往会像包装的意大利面一样叠在一起。事实上，当有人不经意地把意大利面扔进锅里，而没有搅拌它，然后再把它筛出来，除了意大利面松散地缠在一起，还会有一些地方意大利面仍然粘在一起，就像它们在袋子里一样。这些小块看起来比其他的稍微硬一些，尽管意大利面本身已经完全煮熟并且很软了。

类似的事情发生在塑料的链分子上。刚性结构类似于严格规则的组合晶体，使塑料从外部看起来很硬。无论是在试管中还是在锅中，其规律是:刚性结构是硬的，松散纠缠的结构是柔性的。

化学

这就是增塑剂发挥作用的地方。在大多数情况下，无论讨论的是矿物油还是樟脑，其分子都相对小于聚合物材料的链分子。在处理塑料时，它们被交错成意大利面条状的结构。

这些分子随后在相邻的塑料分子线之间推挤，使它们彼此分离。它们的作用就像油在一盘意大利面上的作用一样，它使意大利面线彼此滑过。这表明有可能产生一个松散的和自由移动的结构——塑料原来是灵活的，当添加更多的增塑剂时，它变得更加灵活。这个简单的关联说明了塑料化学家工作中必不可少的整个系列产品。

在很大程度上，材料开发人员的专业知识在于能够识别出非常适合所使用的塑料的物质欧洲杯足球竞彩。亲水性物质不可能交织成拒水分子，例如未硫化橡胶的拒水分子，因为这两种物质会像油和水一样分离。

选择与自身分子结构和目标塑料链分子相匹配的增塑剂也是至关重要的。链分子之间不像意大利面链那样具有可比性——某些聚合物可以类似于扁平的意大利面，而其他聚合物看起来像由细电线连接在一起的粗氖管链，或者具有之字形外观。而另一些项链则像是由极度肥大的珍珠制成的。尽管如此，凯悦的赛璐珞还是获得了成功。这是因为樟脑分子非常适合之间的枪棉分子，塑造像一个珍珠项链。

然而，并不是所有的增塑剂都适合于每种聚合物。另一个事实是，每一种增塑剂对其“宿主分子”都有不同的影响。虽然一种增塑剂在较低的温度下提供了较高的柔韧性，但另一种增塑剂是专门开发的，以防止塑料在高温下液化。与此同时，还有其他的增塑剂可以使塑料变得更有弹性，也可以作为一种集成的灭火器，在火焰的初始阶段就能将其扑灭。塑化剂通过在高温下分解产生抗火焰的物质来实现这一点。

一个问题严重的解决方案

多年来，塑料行业的增塑剂订单已发展成无组织的化学品聚集。然而，它由几个“主要系列”的产品管理。

邻苯二甲酸盐用于PVC薄膜和电缆、纤维素粘合剂和涂料。有了二碳酸盐，柔韧的PVC在低温下变得有弹性。磷酸盐可用作液压油和阻燃剂。脂肪酸酯——人造黄油的远亲——用于橡胶和乙烯基树脂地板的增塑。对于某些应用，塑料技术人员还转向酒石酸酯和柠檬酸。

危险

当然，我们应该记住，尽管增塑剂对塑料技术有有益的影响，但它们也有自己的缺点。最近，人们怀疑邻苯二甲酸盐对健康有害。虽然尚未获得确凿的证据，但目前正在进行研究。

幸运的是，不管这次讨论的结果如何，它绝不意味着所有的增塑剂都应该被谴责:毕竟，一种增塑剂和另一种增塑剂是不一样的，正如樟脑所证明的那样，樟脑恰好是一种天然产品。

选择

同时，已经创建了一些非常有用的产品，用作邻苯二甲酸盐的替代品。像这样的产品采用一系列物质的形式，其成员称为“烷基磺酸盐”。已经知道很长一段时间，亚烷基磺酸盐没有不利影响，并且已被批准为粮食在大多数国家的食物安全。

烷基磺酸盐，已经用于手套，玩具小雕像，玩偶和水床膜的争议邻苯二甲酸盐，可以在建筑部门的密封胶中找到，并用于惠灵顿长靴和游泳辅助。此外，这种材料还提供了一系列额外的好处——例如，它不同于许多其他增塑剂，不受水和元素的侵蚀，而且它还能产生有利于印刷的产品。这是一个重要的因素，当涉及到创造生动的彩色儿童划水池由PVC薄膜，以及其他东西。

PVC的原材料是易碎的，几乎像玻璃一样的塑料，如果没有增塑剂，它几乎是无用的。烷基磺酸盐使PVC具有弹性，耐皂化和耐候。

漂流增塑剂分子

最近，行业研究人员提出了一种解决增塑剂分子漂移问题的方法。塑料中微小的增塑剂颗粒具欧洲杯猜球平台有难以置信的流动性。在特定情况下，这些颗粒就像海绵中的蜂蜜一样四处移动。欧洲杯猜球平台在塑料内部，某些增塑剂分子的运动迟早会结束，当它们到达塑料表面时，就会形成一层不吸引人的油腻薄膜。

家庭主妇不是唯一知道这个事实的人。已经训练以保持在聚合物内部的一个地方的独特增塑剂 - 例如，通过为它们提供长链分子 - 可以防止橡胶和塑料显影油腻或钝化的表面。

此外，研究人员还为电子电路板定制了无卤素增塑剂，这样用于生产电路板的易碎塑料在钻孔、穿孔和焊接时就不会断裂。

工业的成长与发展

增塑剂行业主要涉及传统产品。虽然在产品开发上投入如此多的精力是不寻常的，但它肯定是值得的。

在过去的两年里，塑料市场仅实现了4%的增长，但尽管如此，同一时期某些专业增塑剂的销售增长了约15%。仅这一数字就足以表明，增塑剂漫长历史的最后一章还没有写完:创新塑料和不断使用它们生产的产品的最新需求需要新颖的解决方案。在这里，只有塑料专家的集体智慧才能公正地处理这些问题。

自然的增塑剂

然而，回到增塑剂，从化学领域的坩埚和烧瓶中产生的增塑剂并不是世界上唯一的增塑剂。由于自然界也含有部分聚合物，所以它也需要物质来确保这些聚合物继续具有柔韧性。

淀粉、DNA、蛋白质、木材甚至石头本质上都含有长链分子，有时在空间上相互连接。大自然以水作为主要的增塑剂。天然纤维，如棉花、羊毛或丝绸，如果没有水分会很脆弱。

此外，过量的水分可以保持肌肉蛋白的弹性。到了老年，水分含量减少，而脂肪或多或少起到了增塑剂的作用。塑料工业并不是唯一依赖塑化剂的行业，但即使大自然母亲也离不开它们。肌肉纤维由链状分子组成，类似于塑料中的链状分子。就像现在的聚合物一样，肌肉纤维以脂肪分子和水的形式含有自己的增塑剂。

此外，水可以用来软化石英，众所周知，石英是一种非常坚硬的材料，而坚硬的天然石英只含有0.01%的水，出于技术原因，人工石英含有的水大约是它的10倍。人造石英可以像石膏一样在400°C的温度下成型，而“干燥”的天然石英在1000°C的温度下仍然保持“岩石坚固”。

这是一个很好的例子，说明增塑剂在技术上的使用并不一定局限于塑料。那些认真思考过他们雨伞的弯曲手柄的人会知道某种程序被用来使木材有弹性。

热水蒸气确实可以用来软化木材，但液态氨与四氢呋喃、二甲基亚砜或聚乙二醇等有机溶剂混合后，效果会更好。像这样的一个特殊的公式甚至可以让个人在手杖上打结。氨水蒸发后，木材恢复到原来的状态，即刚被切割的状态。

来自塑料中世纪的塑料

在一百年前，塑料通过凯悦本发明来了解。因此，到目前为止与古董颜料的保存相关的职业都没有令人惊讶的是，现在通过增塑剂问题来实现。例如，恢复器目前正在战斗，以维持由阿波罗宇航员在月球上佩戴的太空服，并陷入困境。

那些宇航服里有聚氯乙烯管，在邻苯二甲酸盐的帮助下被塑化了。在博物馆里呆了30多年后，这种液体物质从聚合物中扩散出来，这是所有漂浮的增塑剂的典型方式。结果，供给管变得很脆。曾经被认为是航天服技术的顶峰，现在已经变得不那么耐用了，与骑士的安全带相比，它们已经有几百年的历史了。从这个角度来看，人类还处于所谓的塑料技术的中世纪。