華東理工大學(xué)精品課程課件-高分子材料助劑增塑劑

1、第七章第七章 增塑劑增塑劑 增塑劑的作用增塑劑的作用：削弱聚合物分子間的次價(jià)鍵，即范德華力，從而來增加聚合物分子鏈的移動(dòng)性，降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶性，即增加了聚合物的塑性，表現(xiàn)為聚合物的硬度、模量、轉(zhuǎn)化溫度和軟化溫度的下降，以及伸長率、撓曲性和柔韌性的提高。 增塑劑的定義增塑劑的定義: : 增塑劑是一種加入高分子聚合體系中能增加它們的可塑性、柔韌性或膨脹性的物質(zhì)。l增塑劑與樹脂的相容性好；l是一種高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性的化合物；l是一種具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的不活潑化合物；l易燃性應(yīng)小，一旦制品發(fā)生燃燒，應(yīng)具有一定的抑燃作用；l應(yīng)具有耐污染、抗菌性、電絕緣性以及粘度、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。并且還最好是無色、無味、

2、無毒的特點(diǎn)；l應(yīng)具有原料成本低、使用效率高的優(yōu)點(diǎn)；l潤滑理論潤滑理論 l凝膠理論凝膠理論 l自由體積理論自由體積理論 l在聚合物分子間存在著以下幾種作用力在聚合物分子間存在著以下幾種作用力v范德華力范德華力 一種永遠(yuǎn)存在于聚合物分子間或分子內(nèi)非鍵合原子間的較弱的作用范圍很小的引力。 （1）色散力（2）誘導(dǎo)力 （3）取向力 v氫鍵氫鍵 在很多化合物中，氫原子可同時(shí)和兩個(gè)負(fù)電性很大而原子半徑較小的原子（如F，O，N等）相結(jié)合，這種結(jié)合叫氫鍵。v結(jié)晶結(jié)晶 有些聚合物的分子鏈中雖無極性基團(tuán)，分子不顯極性，但這些聚合物鏈狀分子能從卷繞的、雜亂無章的狀態(tài)變成緊密折迭成行的有規(guī)狀態(tài)，這時(shí)結(jié)晶就會(huì)產(chǎn)生。l當(dāng)聚

3、合物中加入增塑劑時(shí)，在聚合物當(dāng)聚合物中加入增塑劑時(shí)，在聚合物-增塑增塑體系中，存在著如下幾種作用力：體系中，存在著如下幾種作用力： 聚合物分子與聚合物分子間的作用力增塑劑本身分子間的作用力增塑劑與聚合物分子間的作用力l隔離作用隔離作用 非極性增塑劑加入到非極性聚合物中增塑時(shí)，非極性增塑劑的主要作用，是通過聚合物-增塑劑間的“溶劑化”作用，來增大分子間的距離，削弱它們之間本來就很小的作用力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)指出，非極性增塑劑對(duì)降低非極性聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度Tg，是直接與增塑劑的用量成正比的，用量越大，隔離作用越大，Tg降低越多（但有一定范圍）。l相互作用相互作用 極性增塑劑加入到極性聚合物中增塑時(shí)，增

4、塑劑分子的極性基團(tuán)與聚合物分子的極性基團(tuán)“相互作用”，破壞了原聚合物分子間的極性連接，減少了連接點(diǎn)，削弱了分子間的作用力，增大了塑性。其增塑效率與增塑劑的摩爾數(shù)成正比：TgKn 式中 K比例常數(shù)； n增塑劑的摩爾數(shù)。l遮蔽作用遮蔽作用 非極性增塑劑加到極性聚合物中增塑時(shí)，非極性的增塑劑分子遮蔽了聚合物的極性基團(tuán)，使相鄰聚合物分子的極性基不發(fā)生或很少發(fā)生“作用”，從而削弱聚合物分子間作用力，達(dá)到增塑目的。l鄰苯二甲酸酯類l脂肪族二元酸酯類和磷酸酯類l苯多羧酸酯類 l二元酸和二元醇的縮聚的聚酯類l環(huán)氧酯類l檸檬酸酯類 、苯甲酸酯以及一些含氯化合物等l主增塑劑主增塑劑 與被增塑物相容性良好，可單獨(dú)使

5、用插入極性樹脂的非結(jié)晶區(qū)域，和有規(guī)結(jié)晶區(qū)域的物質(zhì)，其增塑效果比較好。l輔助增塑劑輔助增塑劑 與被增塑物相容性較好，需與適當(dāng)?shù)闹髟鏊軇┡浜鲜褂?，從而插入聚合物的非結(jié)晶區(qū)域的物質(zhì)，其增塑效果相對(duì)來說差一些。l增量劑增量劑 與被增塑物相容性較差，只能與主增塑劑或輔助增塑劑有一定相容性，增塑效果不明顯。l外增塑劑外增塑劑 指在配料加工過程中加入的增塑劑。通常它們不與聚合物起化學(xué)反應(yīng)。 l l內(nèi)增塑劑內(nèi)增塑劑 有時(shí)為了獲得某些性質(zhì)可對(duì)起始的聚合物進(jìn)行化學(xué)改性，或利用化學(xué)方法合成具有柔軟或優(yōu)良低溫性能的有關(guān)聚合物而添加的增塑劑就稱為內(nèi)增塑劑。l增塑劑分子大多數(shù)具有極性和非極性兩個(gè)部分。極性部分常由極性基團(tuán)

6、構(gòu)成，非極性部分為具有一定長度的烷基。作為極性基團(tuán)，采用酯基（ ），氯原子（-Cl），環(huán)氧基 等。C OROCH2CHOl結(jié)構(gòu)與相溶性的關(guān)系結(jié)構(gòu)與相溶性的關(guān)系 極性相近且結(jié)構(gòu)相似的增塑劑與被增塑樹脂相容性好。l結(jié)構(gòu)與增塑效率的關(guān)系結(jié)構(gòu)與增塑效率的關(guān)系 低分子量的增塑劑較高分子量的增塑劑對(duì)樹脂的增塑效率高，并且隨著增塑劑分子極性、芳環(huán)結(jié)構(gòu)的增加以及烷基支鏈化強(qiáng)度的提高，其增塑效率都會(huì)明顯下降。l結(jié)構(gòu)與耐寒性的關(guān)系結(jié)構(gòu)與耐寒性的關(guān)系 具有直鏈烷基的增塑劑，耐寒性是良好的。隨著環(huán)狀結(jié)構(gòu)或烷基支鏈結(jié)構(gòu)的增加，耐寒性也相應(yīng)變差。一般烷基鏈越長，耐寒性越好。l結(jié)構(gòu)與耐久性的關(guān)系結(jié)構(gòu)與耐久性的關(guān)系 增塑劑的耐久性與增塑劑本身的分子量及分子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。要得到良好的耐久性，增塑劑分子量在350以上是必要的。耐久性包括耐揮發(fā)性、耐抽出性和耐遷移性。 l氣味小氣味小l光、氧穩(wěn)定性良好光、氧穩(wěn)定性良好l塑化效率高塑化效率高l加工性好加工性好l成本低等因素成本低等因素l提高增塑劑的耐久性提高