大多数人们对于增塑剂的认知只是停留在塑料制品助剂上,对于增塑剂原理更是知半解,了解增塑剂原理可以在很大程度上助益生产率,那么,接下来苏州辰英小编就带大家来详细了解下增塑剂原理知识。
3.自由体积理论
增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。所有聚合物在玻璃化温度Tg时的自由体积是定的,增塑剂的加入使大分子间距离增大,体系的自由体积增加,聚合物的黏度和丁。下降,塑性增大。
显然增塑的果与加入增塑剂的体积成正比,但它不能解释许多聚合物在增塑剂量低时所发生的反增塑现象等。
上述三种理论在定范围内解释了增塑原理,但迄今还没有套完整的理论来解释增塑的复杂原理。普遍认为高分子材料的增塑是增塑剂分子插入到聚合物分子链间,削弱了聚合物分子链间的引力即范德华力,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,从而使聚合物的塑性增加。表现为聚合物的硬度、软化温度和玻璃化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
以邻苯二甲酸二丁酯DBP为例,当聚合物中加入增塑剂时,在聚合物增塑剂体系中,存在着如下几种作用力:
①聚合物分子与聚合物分子间的作用力;
②增塑剂本身分子间的作用力;
③增塑剂与聚合物分子间的作用力。
通常,增塑剂系小分子,其分子间作用力很小,可不考虑。关键在于聚合物分子间作用力的大小。若是非性聚合物,则其分子间作用力也很小,增塑剂易插入其间,并能增大聚合物分子间距离,削弱分子间作用力,起到很好的增塑作用;反之,若是性聚合物,则其分子间作用力很大,增塑剂不易插入,需通过选用带性基团的增塑剂,让其性基团与聚合物的性基团作用,代替聚合物性分子间作用,使增塑剂与聚合物分子间的作用力增大,从而削弱大分子间的作用力,达到增塑的目的。
PVC环保增塑剂的应用原理
对于聚氯乙烯树脂来说,是强性聚合物,它们之间的分子作用力非常大,因此熔融温度、软化温度相对较高,只有达到160-210C才 能完成加工。另外,在聚氯乙烯分子中,如果采取取代氣的方式,可能造成聚氯乙烯树脂的稀酸盐溢出现象,进而引发降解反应。因此,采用聚氣乙烯材料,如果出现温度增加、热不稳定等现象,则产生稀酸盐溢出问题。如果是纯聚氯乙烯,则温度为120C左右即开始发生反应,进而加速聚氣乙烯的降解速度。应用增塑剂,主要将性增塑剂分子插进入聚氯乙烯树脂中,加大各个分子之间的距离。此时,增塑剂与聚氯乙烯分子链的性部分将产生相互作用,熔体黏度有所降低,可保证分子链柔顺性的增强。这样,即使在冷却状态下,聚氯乙烯增剂体系也可在原有位置保留,进而降低聚氯乙烯的分子作用力。
对于增塑剂来说,其加入的量越大,体积应将随之增加;同时,长链条的结构形状增塑剂体积将大于环状结构的增塑剂。因此,聚合物分子链之间的结晶度与引力产生直接的抗塑化作用,并与聚合物的物理结构、化学结构密切相关。例如,通过加入增塑剂,可以弱化聚氯乙烯分子链之间的作用力,将聚氯乙烯塑料中的流动温度、玻璃温度、微量晶体熔点等降低,增强聚氯乙烯树脂的可塑性,确保制品的耐温性能良好。般情况下,所谓“反增塑现象”主要指:当加入少量的增塑剂之后,加大大分子链的活动能力,产生有序的微晶应;如果掺入部分的增 塑剂硬制品,则冲击力度将有所降低;但是当硬制品增加到-定剂量,冲击强度将继续增大。
另外,对于增塑剂用量的不断增加,其制品的耐腐蚀性、耐热性也有所降低。因此,在硬制品加工过程中,尽量不掺入增塑剂或者控制增塑剂的数量。有时候,为了确保加工流动性的顺畅,可以加入几份增塑剂,但具体数量应根据工况而定。在软制品加工过程中,就需要加入更多的增塑剂,增塑剂数量越多则柔软性越好。
DOP增塑剂的作用原理是:
在PVC温度升高时,DOP分子插入到PVC分子链间,方面DOP的性酯基与PVC的性基团“相互作用”,彼此能很好地互溶,不相排斥,从而使PVC大分子间作用力减弱,塑性增加。另方面,DOP的非性烷基夹在PVC分子链间,把PVC的性基遮蔽起来,也减小了PVC分子链间的作用力。所以成型加工时DOP增塑剂的作用链的移动就比较容易。
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