助剂化学课件二 增塑剂1教学讲义.ppt

第二章 增塑剂 2.1概述 2.1.1增塑剂的定义和性能要求 定义： 增塑剂是一种加入到高分子聚合物体系中能增加它们的可塑性，柔韧性和膨胀性的物质。 增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的次价键即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的可塑性。 增塑剂具备的基本条件 1 增塑剂分子与高聚物的相容性好（相容性不好增塑 剂会从树脂中分离出来） 2 塑化效率高（加入少量就可获得较高的塑化效率） 3 挥发性低 4 耐久性好，耐水、油、有机溶剂的抽出。 5 耐寒，耐热，耐霉菌性好。 6 无毒，无味，无臭，无色。 7 价格低廉。 2.1.2 增塑剂的分类 1 按与被增塑物的相容性分类 2 按增塑剂的分子量大小分类 3 按应用性能分类 4 按化学结构分类 5 按添加方式分类 1 按与被增塑物的相容性分类 主增塑剂：与被增塑物相容性好，重量相容比达 1：1。 可单独使用 辅助增塑剂：它与被增塑物相容性良好，重量相 容比可达1：3。 一般不单独使用 增量剂：与被增塑物相容性较差，重量相容比低 于1：20与主辅增塑剂配合。可降低成 本和改善某些性 能。 2 按增塑剂的分子量大小分类 单体型 明确的结构和低分子量的简单化合物， 分子量在200--500之间 聚合型 平均分子量在1000以上的线型聚合物 5 按添加方式分类 外增塑剂：在配料加工过程中加入的增塑剂 通常不与聚合物起化学反应， 升温时与聚合物形成一种固体溶液。 内增塑剂：在树脂合成中，作为共聚单体加 进的，以化学键结合在树脂上面。 2.2 增塑机理 高分子材料的增塑 由于材料中高聚物分子链间聚集作用的削弱而造成的。 增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，削弱了聚合物分子链间的引力，结果增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶度从而使聚合物塑性增加。 2.2.1影响高分子材料塑化的主要因素 1 聚合物分子之间作用力 范德华力 色散力 瞬间偶极 非极性分子---非极性分子之间 诱导力 偶极---非极性分子之间 取向力 偶极---偶极之间 氢键 (F,O,N……H) 2 聚合物的结晶度 聚合物链状分子能从卷绕的，杂乱无章的状态变成紧密折迭成型的有规则态。这时结晶就会产生，分子链间自由空间变得更小，距离更短作用力更大。 工业生产聚合物不可能是 完全结晶，往往是结晶还穿插 在无定形区。 2.2.2增塑剂作用原理 聚合物—增塑体系中存在如下几种作用力： 聚合物分子与聚合物分子间的作用力（关键） 增塑剂本身分子间的作用力 增塑剂与聚合物分子间的作用力 增塑剂分子插入聚合物之间，削弱大分子之间的作用力而达到增塑。 邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的增塑原理 PVC各分子链节是有极性的，所以分子链相互吸引在一起。 当PVC受热，其分子链的热运动变得激烈，分子链的作用 削弱，间隔也增大，此时增塑剂分子插入PVC分子链的间 隔中，于是PVC分子链的极性部分和增塑剂的极性部分相 互作用。 这样得到的PVC—增塑体系即使在冷却时，增塑剂仍然保 留在原来的位置上，而妨碍了PVC分子链的接近，使PVC 分子链的微小热运动变得容易，所以PVC也成了柔软的. 2.2.3反增塑作用 反增塑： 少量增塑剂加入到聚合物中，产生 了较多的自由体积，无定形物质中 的流体部分生成新的结晶。因此许 多树脂变得很有序，而且排列更紧 密，结果树脂变得更硬，拉伸强度 增大，耐冲击性变坏，伸长率减少。 克服反增塑作用，加入量增大。 使用增塑剂的聚合物 使用最多的是聚氯乙烯 （85％） 聚酰胺，聚苯乙烯，聚乙烯和聚丙烯不需增塑 硝酸纤维素，醋酸纤维素，ABS树脂，橡胶等常需增塑。 邻苯二甲酸酯的卫生安全性 邻苯二甲酸酯类衍生物，为具些许芳香气味或无气味的无色液体，中等黏度、高稳定性、低挥发性、成本低廉。  邻苯二甲酸酯类