高分子加工助剂第五章增塑剂综述.ppt

第五章 增塑剂;第一节 概述;增塑剂的功能;3、制品在常温下变柔软 因为制品的Tg下降，而在常温下表现为软质;增塑剂按极性的角度划分： 极性增塑剂：溶解度参数较高，与极性聚合物相容性较好 非极性增塑剂：溶解度参数较低，与非极性聚合物相容性较好; 增塑剂按其作用原理和作用方式，可分为内增塑和外增塑两种。 内增塑：起到增塑作用的组分通过化学反应与聚合物结合。如（1）共聚树脂（由聚氯乙烯到氯乙烯和醋酸乙烯共聚得氯醋树脂PVAC；（2）引入支链（如氯化聚乙烯CPE） 以异种单体分子进行嵌段共聚或接枝共聚，从而降低分子间的引力，增加柔软性。 优点： 缺点： 外增塑：借助于某些具有溶剂化能力的低分子物质，掺入到树脂分子间，增大分子间的距离，以达到降低树脂分子间引力，增塑的结果是分子间的引力降低，使被增塑的树脂变得柔软，同时降低树???加工温度。 优点：性能全面、添加方便 缺点：耐久性差、易迁出、挥发、和抽出等。; 一、对增塑剂性能的基本要求 理想的增塑剂，其性能应满足如下基本要求： a与树脂要有良好的相容性； b增塑效率高； c对热和光稳定； d挥发性低； e耐寒性好； f迁移性小； g耐水、耐油及耐溶剂抽出； h电绝缘性良好； i具有阻燃性； j无毒、无色、无味； k耐霉菌性好； l耐污染性好； m粘度稳定性好； n价廉。; 二、影响塑化主要因素分析 1、聚合物的分子间作用力 当增塑剂加入到聚合物中时，增塑剂与聚合物分子之间相互的作用力，对增塑作用影响很大。 其分子间存在着两种力：范德华力和氢键。 范德华力包括色散力、诱导力和取向力三种。 ; 范德华力是一种永远存在于聚合物分子间或分子内非键合原子间的、较弱的、作用范围很小的引力。它具有加合性，故有时很大，以致对增塑剂分子插入聚合物分子间的妨碍较大。范德华力包括以下三种力： (1)色散力： 它存在与所有极性或非极性的分子之间，系由微小的瞬时偶极的相互作用，使靠近的偶极处于异极相邻状态而产生的吸力，但只有在非极性体系中，如苯、PE、PS中，其色散力才占较主要地位。; (2)、诱导力： 当一个具有固有偶极的分子在相邻的一个非极性分子中，诱导出一个诱导偶极时，诱导偶极和固有偶极之间的分子引力称为诱导力。对于芳香族化合物，因为π电子能高度极化，所以诱导力特别强。 (3)、取向力： 当极性分子相互靠近时，由于固有偶极的取向，从而引起分子间产生一种作用力，通常称为取向力。酯类增塑剂与PVC的相互作用就是一个代表性的例子。; 2、氢键 对于含有－OH基团或－NH－基团的分子，如聚酰胺、聚乙烯醇等，分子间都能形成氢键。 氢键是一种比较强的相互作用的键，它的存在会影响到增塑剂分子插入到聚合物分子间。特别是氢键数目较多的聚合物分子很难增塑。 当温度升高时，由于分子的热运动妨碍了聚合物分子的取向，氢键的作用会相应地减弱。; 聚合物分子间的作用力大小取决于聚合物分子链中各基团的性质。具有强极性的基团，分子间作用力大；而具有非极性的基团，分子间作用力小。 聚合物的极性大小按下列顺序排列： 聚乙烯醇＞聚醋酸乙烯酯＞聚氯乙烯 ＞聚丙烯＞聚乙烯; 3、聚合物的结晶度 在一般条件下，聚合物不可能完全结晶，往往是由结晶区域散插在无定形区域构成的。 增塑剂的分子插入结晶区域要比插入无定形区域困难得多。 如果增塑剂的分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域，则此增塑剂便是非溶剂型增塑剂，也就是辅助增塑剂。 如果增塑剂的分子既能插入聚合物的无定形区域同时又能插入结晶区域、则此增塑剂便是溶剂型增塑剂，即是主增塑剂。;第三节 增塑剂的基本性能; 内聚能密度(CED)即单位体积溶剂的蒸发能，其平方根可以表示溶剂能力，定义为溶解度参数。 ; 溶剂的介电常数ε与溶剂本身的偶极矩和氢键有密切的关系。因此，从溶解度参数和介电常数两方面结合起来，可以判断增塑剂与聚合物的相容性。 对于PVC，增塑剂的溶解度参数在8.4~11.4之间。同时，介电常数约在4~8之间时，该增塑剂与PVC是相容的。 像醋酸纤维素等极性大的聚合物，需要用极性大的增塑剂。; 2、浊点 聚合物与增塑剂的稀均相溶液，在冷却下变成浑浊时的温度称为浊点(Tc)。 通过浊点的测定能迅速估计增塑剂和树脂的相容性。 浊点(Tc)越低，增塑剂与聚合物的相容性越好。; 5、影响相容性的有关因素 (1)、极性影响： 结构基本上类似的树脂和增塑剂，其相容性良好。 因此，对于极性大的醋酸纤维素、硝酸纤维素、聚酰胺等树脂，采用邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(