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你是否知道增塑剂的作用机理有哪些

[ 发布日期:2019-11-28 点击:5804 来源:苏州辰英新材料有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

  增塑剂的作用机理是指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应力,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,从而使聚合物的塑性增加,也就是对抗塑化作用的主要因素聚合物分子链间的应力和聚合物的分子链的结晶度,而他们则取决于聚合物的化学结构和物理结构。那么作为影响其作用机理中的聚合物的分子间力是什么?

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  一、什么是聚合物的分子间力

  聚合物的分子间力是指把增塑剂加入到聚合物中,增塑剂分子相互之间、增塑给予聚合物分子相互之间的相互作用力是很重要。除非所有这些相互作用(增塑剂与增塑剂之间、增塑剂与聚合物之间、聚和物与聚合物之间)都是同样大小时,才可能没有增塑作用和反增塑作用。那么接下来再来了解一下是如何进行对聚合物的力有哪些。

  二、聚合物力的分类

  1、范德华力

  范德华力是物质的聚集态中分子与分子间存在着的一种较弱的引力。范德华力包括色散力、诱导力和取向力,范德华力的作用范围只有几个埃。

  1.色散力

  色散力存在于所有极性或非极性分子之间,是由于微小的瞬时偶极的相互作用使挨近的偶极处于异极相邻状态而产生的一种引力。但是只有在非极性体系中,如苯、聚乙烯或聚苯乙烯中,色散力才占较主要的成分。

  2.诱导力

  当一个具有固定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使,诱导偶极和固有偶极之间的引力叫做诱导力。芳香族化合物因为π电子能高度极化所以影响特别强,如低分子量的酯与聚苯乙烯之间或苯与聚醋酸乙烯之间主要是诱导力。

  3. 取向力

  当极性分子相互靠近时,由于固有偶极的取向而引起分子间的一种作用力叫做取向力。如酯类增塑剂与 PVC 或与硝酸纤维素的相互作用就是代表性的例子。

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  2、氢键

  当含有—OH基或—NH—基团的分子,如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素等,在分子间、有时在分子内部都能形成氢键。氢键是一个比较强的相互作用键,它们妨碍增塑剂分子插入聚合物分子间,如果氢键沿聚合物分子链分布越密相应的对抗增塑剂插入的作用也越强。因此要求增塑剂与聚合物分子也能产生类似的强的作用。另一方面随着温度的升高,分子间的吸引作用由于氢键的减少而显著削弱,这是因为分子的热运动妨碍了聚合物分子的取向。

  3、空间有规结构的聚合物的分子链适当的条件下能够结晶,即链状分子从卷的和杂乱的状态变成紧密折叠成行的有规则状态。在一般条件下,工业生产的聚合物不可能是完全结晶的,而往往是由结晶区域散插在无定形区域构成的。

  从以上可以看出,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,因为在结晶区与聚合物与链之间的自由空间小。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,也就是所谓的辅助增塑剂。如果增塑剂的分子仅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,即所谓的主增塑剂。

  三、几种常见增塑剂增塑效率对比

  总的说来,同类增塑剂,分子量小、线性结构的增塑效率高,分子量大、支链多的效率差。酯类增塑剂其碳醇链短则效率好,长则效率差,如DBP 增塑效率好于DOP。结构中含环状结构或极性大的结构时增塑效率降低,如含芳基和氯时增塑效率差。

  以下是耐水、耐化学性比较:几种增塑剂耐水、耐化学性由好至差排序为:TCP DIDP DOP → 聚酯→ DOADBP。从阻燃性的角度来说,增塑剂分子中凡含磷、氯、溴、芳基结构者,阻燃性好;同类中分子量大的增塑剂相对来说阻燃性好;通常氧指数> 28%者被认为是阻燃型。几种增塑剂的增塑效率对比如下:DBP 0. 92的邻苯二甲酸二丁;DOP 1. 0的邻苯二甲酸二辛酯;DOA 0. 91的己二酸二辛酯;DOS 0. 94的癸二酸二辛酯;磷酸三甲基酯的1. 12;磷酸三(二甲基酯)的1. 08;环氧硬酯酸丁酯的0. 89;环氧硬酯酸辛的0. 92。以上就是对常见增塑剂的增塑效率的对比数据的分析,这段时间又出现了一个叫临时增塑剂,这个临时增塑剂作用机理是什么呢?

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  四、临时增塑剂的作用机理

  临时增塑剂由于聚合物乳液的特殊性,成膜过程与树脂溶于溶剂中的一般涂料有本质的不同,与水溶性涂料也不同。因为乳液是由聚合物颗粒球组成,而不是独立的聚合物分子,所以干燥成膜必须涉及到这些较大的颗粒之间的融合。

  这一过程可以划分成几个步骤:开始由于水分的蒸发,涂料的整体体积缩,聚合物颗粒之间彼此接近。为了达到颗粒之间的直接接触,必须首先克服颗粒之间的静电排斥力,这种静电排斥力是原先维持分散液稳定的力。当颗粒相互接触之后,成膜所需的颗粒之间的排列、变形以致相互融合还是没有有效进行,只有当颗粒之间的毛细管力和表面张力大于颗粒的变形阻力时才会有效进行。下面的步骤可以用聚合物玻璃化温度Tg很好地描述,Tg又与涂料的另一个重要指标MFFT(成膜温度)有密切关系。分散液颗粒只有在聚合物的Tg之上时,确切地说是在MFFT之上时才能形成涂膜。所以人们不得不根据成型温度Tp来按图索骥,找相应的单体进行合成,或者加入外增塑剂,使得TpMFFT

  由于这一限制,既要低玻璃化温度又要保证一定的硬度,所以许多应用的需要都不能满足。在体系中加入所谓的成膜助剂和凝聚剂,使这一理论得以被突破。这类物质也可以叫做临时增塑剂,其作用机理是指它可以使聚合物颗粒软化,而在成膜之后又会从涂膜中挥发掉。这样我们就可以使用Tg>Tp的硬聚合物在室温下成膜,并得到硬的涂膜。

  以上就是对增塑剂的作用机理的介绍,我们可以知道其常见和不常见的作用机理是不同的。其中常见的作用机理是取决于聚合物的化学结构和物理结构,而不常见的作用机理是取决于颗粒之间的毛细管力和表面张力大于颗粒的变形阻力时才会有效进行。所以,我们在选择产品的使用上,需要根据其作用机理进行正确挑选,使得自己的效率可以事半功倍。而苏州辰英新材料有限公司将以先进的设备、高质量的技术、优质的服务,期以更大的制造规模、更优良的质量、更合理的价格与完善的服务,提供给客户满意且具市场竞争力的产品。当您对增塑剂这个产品有需求,可与我们进行联系。