塑化劑

塑化劑圖片來自鳳頭蒼鷹部落格

塑化劑（Plasticizer），或稱增塑劑、可塑劑，是一種增加材料的柔軟性或使材料液化的添加劑。其添加對象包含了塑膠（塑膠添加劑）、混凝土、乾壁材料、水泥、膠粘劑與石膏等等。同一種塑化劑常常使用在不同的對象上，但其效果往往並不相同。塑化劑種類多達百餘種，但使用得最普遍的即是一群稱為鄰苯二甲酸酯類的化合物。據統計2004年全世界的塑化劑市場，總量約在550萬噸左右並朝600萬噸邁進。

簡介

塑膠添加塑化劑依據使用的功能、環境不同，製造成擁有各種韌性的軟硬度、光澤的成品，其中愈軟的塑膠成品所需添加的塑化劑愈多。一般常使用的保鮮膜，一種是無添加劑的PE（聚乙烯）材料，但其黏性較差；另一種廣被使用的是PVC（聚氯乙烯）保鮮膜，有大量的塑化劑，以讓PVC材質變得柔軟且增加黏度，但是不適合生鮮食品的包裝。

混凝土使用塑化劑（減水劑），可以增加混合物的工作性方便施工不易產生蜂窩（裂縫、破裂），從而可減少含水比例，增加強度。在乾壁材料中加入塑化劑可以增加混合物的液化程度，如此便不用添加太多水分，可減少乾燥牆版所需的工夫。

塑化劑的分類

鄰苯二甲酸酯類塑化劑

鄰苯二甲酸酯是最普遍使用的塑化劑，是由二羧酸鄰苯二甲酸及醇類所形成的酯類，有良好的防水性及防油性。這類的塑化劑並非食品或食品添加物，且具有毒性。常見的鄰苯二甲酸酯類塑化劑如下：

鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）
鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）
鄰苯二甲酸二丁酯（DnBP, DBP）
鄰苯二甲酸丁苄酯（BBzP, BBP）
鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP）
鄰苯二甲酸二正辛酯（DOP, DnOP）
鄰苯二甲酸二異辛酯（DIOP、Diisooctyl phthalate）
鄰苯二甲酸二乙酯|Diethyl phthalate（DEP）
鄰苯二甲酸二異丁酯（DIBP）
鄰苯二甲酸二正已酯（DnHP、Di-n-hexyl phthalate）

其他羧酸酯類塑化劑

二羧酸／三羧酸酯類的塑化劑
- 偏苯三酸酯|trimellitates類的塑化劑：用在汽車內裝或其他需耐高溫的場合，毒性相當低。
  - 偏苯三酸三甲酯（Trimethyl trimellitate, TMTM）
  - 偏苯三酸三(2-乙基己基)酯（Tri-(2-ethylhexyl) trimellitate, TEHTM-MG）
  - 偏苯三酸癸基辛基酯（Tri-(n-octyl,n-decyl) trimellitate, ATM）
  - 偏苯三酸壬基己基酯（Tri-(heptyl,nonyl) trimellitate, LTM）
  - 偏苯三酸三辛酯（Tri-(n-octyl) trimellitate, TOTM）
- 己二酸酯類的塑化劑：用在低溫或需耐紫外線的場合。
  - 己二酸二(2-乙基己基)酯|Bis(2-ethylhexyl) adipate（DEHA）
  - 己二酸二甲酯（Dimethyl adipate, DMAD）
  - 己二酸單甲酯（Monomethyl adipate, MMAD）
  - 己二酸二辛酯（DOA）
- 癸二酸酯類的塑化劑
  - 癸二酸二丁酯（DBS）
- 馬來酸酯類的塑化劑
  - 馬來酸二丁酯（Dibutyl maleate, DBM）
  - 馬來酸二異丁酯（Diisobutyl maleate, DIBM）
苯甲酸酯類的塑化劑

其他塑化劑

環氧植物油
磺醯胺類塑化劑
- N-乙基對甲苯磺酰胺（N-ethyl toluene sulfonamide, o/p ETSA）：鄰位（o）及對位（p）異構物
- N-(2-羥丙基)苯磺酰胺（N-(2-hydroxypropyl) benzene sulfonamide, HP BSA）
- N-丁基苯磺酰胺（N-(n-butyl) benzene sulfonamide, BBSA-NBBS）
磷酸酯類塑化劑
- 磷酸三甲苯酯（TCP）
- 磷酸三丁酯（TCP）
二元醇／聚醚類塑化劑
- Triethylene glycol dihexanoate（3G6, 3GH）
- Tetraethylene glycol diheptanoate（4G7）
聚丁烯類塑化劑

較安全的塑化劑

較安全的解塑化劑較容易由生物降解^[1] ，也比較不容易造成生物的生化反應。舉例如下：

乙酰單酸甘油乙酯（Acetylated monoglyceride），可用作食品添加劑。
檸檬酸酯（Alkyl citrates），可用作食品包裝、醫療器材、化妝品及玩具。
- 檸檬酸三乙酯|Triethyl citrate（TEC）
- 檸檬酸乙酰基三乙酯（Acetyl triethyl citrate, ATEC），其沸點高，擴散量較TEC要小
- 檸檬酸三丁酯（Tributyl citrate, TBC）
- 檸檬酸乙酰基三丁酯|Acetyl tributyl citrate（ATBC），和PVC及含有氯乙烯的共聚樹脂相容
- 檸檬酸三辛酯（Trioctyl citrate, TOC），可用於膠及控釋給藥的藥物
- 檸檬酸乙酰基三辛酯（Acetyl trioctyl citrate, ATOC），可用於印刷油墨
- 檸檬酸三己酯（Trihexyl citrate, THC），和PVC相容，可用於控制給藥的藥物
- 檸檬酸乙酰基三己酯（Acetyl trihexyl citrate, ATHC）, compatible with PVC
- 丁酰檸檬酸三正己酯（Butyryl trihexyl citrate, BTHC, trihexyl o-butyryl citrate），和PVC相容
- 檸檬酸三甲酯（Trimethyl citrate, TMC），和PVC相容
環己烷-1,2-二羧酸二異壬酯|1,2-Cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester（BASF的註冊商標為DINCH），可用作食品包裝、醫療器材及兒童玩具，此塑化劑和包括PVC在內的大部份聚合物相容。

其他領域的塑化劑

混凝土中的塑化劑

混凝土使用的塑化劑也稱為減水劑、高效減水劑或超級塑化劑|superplasticizer，可在混凝土凝固之前增加其流動性及加工性，方便施工。

一般混凝土的含水量越高，其流動性及加工性越好。但在混凝土有足夠的水份時，混凝土凝固後的強度和含水量恰成反比。因此若要混凝土有高強度，混凝土的水量不能過多，此時的加工性就會變差，塑化劑可以在不影響混凝土的加工性的條件下減少其含水量（因此稱為減水劑），同時也提昇混凝土的強度。若混凝土中加入了link-en|Pozzolana火山灰|Pozzolana時，也會加入塑化劑來提昇強度。生產高強度混凝土或纖維強化混凝土|fiber-reinforced concrete時，常用此方式來提昇強度。

一般在混凝土中加入其質量1至2%的塑化劑就可以發揮效果。太多塑化劑會使得混凝土過度分離，因此一般不建議。依混凝土中成份的不同，太多塑化劑也可能會造成緩凝作用（retarding effect）。

塑化劑通常是由木質素磺酸鹽|lignosulfonate加工而成。超級塑化劑一般由萘磺酸縮合物或是磺化三聚氰胺甲醛所製成，有些較新型的超級塑化劑是由聚羧酸醚|polycarboxylic ether（PCE）所製成。

不論是傳統木質素磺酸鹽的塑化劑，或是以萘磺酸或以磺化三聚氰胺為基礎的超級塑化劑，都是利用相同電性的電荷會互相排斥的原理驅散絮凝的混凝土顆粒（細節請參照膠體條目）。這些由木質素、萘或三聚氰胺所得的塑化劑都屬於有機聚合物，塑化劑的長分子會包住混凝土粒子，提供負電荷，使混凝土粒子之間因同帶負電而互相排斥。

聚羧酸醚類的超級塑化劑是利用空間位阻穩定的機制使混凝土顆粒分散，和上述塑化劑利用同電性靜電互相排斥的原理不同，這種分散機制的效果較強，對混凝土加工性的提昇效果可以維持較長的時間。

在古羅馬時期，羅馬人為了增加混凝土的加工性，會將動物脂肪、牛奶及血加入混凝土中。

石膏乾壁中的塑化劑

石膏乾壁中使用的塑化劑也稱為分散劑，可增加石膏凝固之前的加工性。為了減少使乾壁乾燥所需的能量，在製作時會加入較少的水，此時的加工性就會變差，加入塑化劑可以改善其加工性。

一般而言一平方呎(MSF)大小、1/2英吋厚（即15 g/m²）的乾壁加入2磅的塑化劑即可。若加入過量的塑化劑，會出現緩凝作用，也會使石膏乾壁的強度變差。

石膏乾壁中使用的塑化劑通常是由木質素磺酸鹽加工而成。高效塑化劑是由萘磺酸縮合物或聚羧酸醚製成，其用量只需一般木質素塑化劑的1/2到1/3。

石膏乾壁塑化劑的工作原理和混凝土塑化劑的工作原理大致相近。塑化劑的有機聚合物長分子會包住混凝土粒子，提供負電荷，使石膏粒子之間因同帶負電而互相排斥，增加可加工性。

含能材料中的塑化劑

含能材料及煙火藥劑|pyrotechnic composition一般會使用增塑劑，一方面可以改善推進劑的本身或其粘合劑的物理性質，另一方面也可以當成輔助燃料，提昇單位質量燃料所提供的推進力（即比衝）。在固態火箭推進劑及無煙火藥中特別需要增塑劑改善物理性質或提昇比衝。

可提昇比衝的增塑劑一般稱為含能增塑劑（energetic plasticizer）。其優點是可減少推進劑的質量，增加火箭酬載或提昇其最大速度。不過有時因為安全或是成本因素，仍然會使用無法提昇比衝的增塑劑。太空梭固體火箭助推器的燃料一般會使用稱為端羥基聚丁二烯（HTPB）的合成橡膠為其增塑劑。

如下是常用於固態火箭推進劑及無煙火藥中的含能增塑劑列表

硝酸甘油（硝酸甘油酯，簡稱NG或nitro）
丁三醇三硝酸酯|Butanetriol trinitrate（BTTN）
二硝基甲苯|Dinitrotoluene（DNT）
甲基異丁三醇三硝酸酯|Trimethylolethane trinitrate（TMETN，METN）
二甘醇二硝酸酯|Diethylene glycol dinitrate（DEGDN，DEGN）
二縮三乙二醇二硝酸酯|Triethylene glycol dinitrate（TEGDN，TEGN）
雙(2,2-二硝基丙基)甲縮醛（Bis(2,2-dinitropropyl)formal，BDNPF）
雙(2,2-二硝基丙基)乙縮醛（Bis(2,2-dinitropropyl)acetal，BDNPA）
2,2,2-Trinitroethyl 2-nitroxyethyl ether（TNEN）

NG及BTTN因為含有二級醇，其熱穩定性較差。TMETN、DEGDN、BDNPF及BDNPA提昇比衝的效果較小。NG及DEGN的蒸氣壓較高。

藥品中的塑化劑

臺灣目前核准Dibutyl phthalate (DBP)及Diethyl phthalate (DEP)可添加於藥品作賦形劑。

簡介