增塑剂增塑原理课件.ppt

第二章 增塑剂;第一节 概述; 内增塑剂：在聚合物的聚合过程中引入第二单体，由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中，故降低了聚合物分子链的结晶度。 内增塑的另一类型是在聚合物分子链上引入支链(或取代基或接枝的分支)。而支链可以降低聚合物链与链之间的作用力，从而增加了塑料的塑性。 由于第二单体与聚合物链段具有稳定的化合结合，所以不被介质所抽出，但从工艺和成本上考虑，内增塑剂的使用温度范围比较窄，而且必须在聚合过程中加入，通常仅用于略可挠曲的塑料制品中。; 外增塑剂：一般为外加到聚合体系中的高沸点的较难挥发的液体或低熔点固体物质。 绝大多数是酯类有机化合物，通常不与聚合物起化学反应，在温度升高时和聚合物的相互作用主要是溶胀作用，与聚合物形成一种固溶体。 外增塑剂的性能较全面，生产和使用方便，应??广泛。平常所说的增塑剂均指外增塑剂。 增塑剂的用途非常广泛。除用于PVC外，还用于纤维素、聚醋酸乙烯、ABS、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂和某些橡胶。; 增塑剂主要用在PVC树脂中，在PVC软制品中平均100份树脂要添加45-50份的增塑剂。 目前世界范围的增塑剂80-85%用于PVC塑料，小部分用于橡胶、纤维素树脂、涂料等。 因此增塑剂的发展与PVC的发展密切相关。;; 我国的增塑剂工业起源于五十年代，基本和我国的PVC工业发展同步，80年代以来，我国PVC树脂产量迅速增加，对增塑剂的需求量也随之增加，大大推动了我国增塑剂工业的发展。 从大类来说，邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、烷基磺酸苯酯、环氧类、氯化石蜡类、磷酸酯类、苯多酯类、聚酯类、柠檬酸酯类等都有生产。;第二节 增塑剂的增塑原理; 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。; 三、增塑剂的增塑机理 关于增塑剂的作用机理已经争论了近半个世纪。 曾有人用润滑、凝胶、自由体积等理论来给予解释。 ; 1、润滑理论： 增塑剂起界面润滑剂的作用，是因聚合