合成材料助剂.ppt

* 1、润滑理论： 增塑剂起界面润滑剂的作用，是因聚合物大分子间具有作用力，增塑剂的加入能促进聚合物大分子间或链段间的运动，甚至当大分子的某些部分缔结成凝胶网状时，增塑剂也能起润滑作用而降低分子间的“摩擦力”，使大分子链能相互滑移。即增塑剂产生了“内部润滑作用”。 此理论能解释增塑剂的加入使聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型加工，以及聚合物的性质不会明显改变的原因。但单纯的润滑理论，还不能说明增塑过程的复杂机理，而且还可能与塑料的润滑作用原理相混淆。 第二十三页，共71页 * 2、凝胶理论： 聚合物（主要指无定形）的增塑过程是使组成聚合物的大分子力图分开，而大分子之间的吸引力又尽量使其重新聚集在一起的过程，这样“时开时集”构成一种动平衡。在一定温度和浓度下，聚合物大分子间的“时开时集”，造成分子间存在若干物理“连接点”，增塑剂的作用是有选择地在这些“连接点”处使聚合物溶剂化，拆散或隔断物理“连接点”，导致大分子间的分开。这一理论更适用于增塑剂用量大的极性聚合物的增塑。 而对于非极性聚合物的增塑，由于大分子间的作用力较小，增塑剂的加入，减少了聚合物大分子缠结点的数目。 第二十四页，共71页 * 3、自由体积理论： 增塑剂的加入后会增加聚合物的自由体积。而所有聚合物在玻璃化温度Tg时的自由体积是一定的，而增塑剂的加入，使大分子间距离增大，体系的自由体积增加，聚合物的粘度和Tg下降，塑性增大。 显然增塑的效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。 第二十五页，共71页 * ★普遍被认为的理论介绍如下： 高分子材料的增塑，是由于材料中高聚物分子链间聚集作用的削弱而造成的。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，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。 第二十六页，共71页 * 3.2.3 对增塑剂的基本要求 （1）增塑剂与聚合物有良好的相容性 （2）塑化效率高 （3）耐老化，稳定性好 （4）耐久性好，挥发性、迁移性小；耐水、油和有机溶剂等抽出 （5）耐寒性好，低温柔软性良好 （6）具有阻燃性 第二十七页，共71页 * （7）电绝缘性良好 （8）无色、无味、无毒、无污染 （9）耐霉菌性好 （10）耐化学品 （11）增塑糊粘度稳定性好 （12）价格低廉 第二十八页，共71页 * ★3.2.4 增塑剂的结构与增塑剂性能的关系 增塑剂的特性都是由它们本身的化学结构所决定的。 （1）增塑剂与聚合物化学结构上的类似性 如果增塑剂与聚合物具有类似的化学结构，就能得到较好塑化效果。 第二十九页，共71页 * 酯型结构 绝大部分增塑剂都含有1-3个酯基，一般随着酯基数目的增多，相容性和透明性都会更好。 （2）极性部分的结构 极性部分还有环氧基、酮基、醚键、酰胺基、氰基和氯基等，环氧基有优良的耐热性、酮基相容性好、醚键对相容性也有改善但耐水性和耐热性差。 第三十页，共71页 * （3）非极性部分的结构 常用增塑剂，邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类等，随着直链烷基碳原子数的增加，耐寒性和耐挥发性提高，但相容性、塑化效率等相应降低。碳原子数在4-8之间变化时上述影响并不显著；但碳原子数增加到14以上时，这种影响就特别显著了。 第三十一页，共71页 * 碳原子数相同的支链烷基与直链烷基相比较，其塑化效率、耐寒性、耐老化和耐挥发性均较差。同时随着支链的增加，这种倾向更为明显。但是R1CR2（R3）R4-的分支结构却对热氧化分解有极良好的稳定性，这是因为季碳原子上没有氢的缘故。 第三十二页，共71页 * （4）非极性部分与极性部分的比例（Ap/P0） 例如，壬二酸二辛酯的Ap/P0值为11.5，DOP的Ap/P0值为8（忽略了半极性的苯基），磷酸三辛酯的Ap/P0值为8。 Ap/P0值增塑剂分子中非极性的脂肪碳原子数（Ap）与极性基（P0）的比值。 第三十三页，共71页 * 非极性部分与极性部分的比例对增塑剂的性能有很大的影响。 低→高 Ap/P0值 Ap/P0值 低→高 相容性 高→低 低温柔软性 低→高 塑化效率 高→低 挥发性 高→低 热稳定性 低→高 耐油性 高→低 增塑糊黏度稳定性 低→高 耐肥皂水性 低→高 第三十四页，共71页 * 增塑剂分子量的大小要适当，分子量较大的增塑剂耐久性好，但塑化效率低、加工性能差；分子量较低的增塑剂相容性、加工性、塑化效率等较好，但耐久性差。一般增塑剂分子量在300-500，如DOP为390。 （5）分子量大小 第三十五页，共71页 * 比如：对PVC而言，一个性能良好的增塑剂，其分子结构应该具备： ①相