什么是增塑剂?
凡添加到聚合物体系中能使聚合物玻璃化温度降低,塑性增加,使之易于加工的物质均可称为增塑助剂。它们通常是高沸点、较难挥发的液体或低熔点的固体,一般不与聚合物发生化学反应。增塑助剂的主要作用是削弱聚合物分子间的次价键,即范德华力,从而增加聚合物分子链的移动性,降低聚合物分子链的结晶性,亦即增加聚合物塑性。表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
增塑助剂对聚合物的增塑机理有不同的理论解释,主要有润滑理论、凝胶理论、溶剂化理论和极性理论等,它们从不同角度对塑化现象进行了解释,但都存在一定的局限性。也有按增塑助剂与聚合物之间的极性关系对增塑机理加以解释的,即非极性增塑助剂加入到非极性聚合物中增塑时,增塑助剂主要起隔离作用;极性增塑助剂加入到极性聚合物中增塑时,增塑助剂分子的极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用;非极性增塑助剂加到极性聚合物中增塑时,增塑助剂起遮蔽作用。这三种作用的目的都是为降低聚合物分子问的作用力,提高聚合物的可塑性。
增塑助剂有多种分类方法,常用的分类方法是按增塑助剂与聚合物相容性的优劣划分为主增塑助剂、辅助增塑助剂和增量剂。主增塑助剂与聚合物相容性好,不仅能进入聚合物分子链的无定型区,而且能插入分子链的结晶区,不会造成渗出、喷霜等现象,可单独使用。辅助增塑助剂与聚合物相容性较差,分子只能进入聚合物分子的无定型区,而不能插入结晶区,只能与主增塑助剂配合使用。增量剂是一些与聚合物相容性更差,价格低廉的辅助增塑助剂,如氯化石蜡等。
对增塑助剂的基本要求如下。
①增塑助剂应与聚合物具有良好的相容性 即聚合物能够容纳尽可能多的增塑助剂并形成均一、稳定的体系。所以说,相容性是指聚合物所能吸收增塑助剂的量,且经加工塑化后这些增塑助剂不再渗出。聚合物与增塑助剂的相容性和增塑助剂的极性、分子构型和分子大小有关。
②增塑助剂的增塑效率要高 聚合物添加增塑助剂后,可使其玻璃化转变温度降低,在使用温度范围内,聚合物具有柔软性,以及弹性、黏着性等特性,从而改善制品的性能;也使聚合物的熔融温度降低而易于加工。
③增塑助剂要有良好的耐久性耐久性是一项综合的性能,与增塑助剂的挥发性、耐抽出性、抗迁移性以及它本身对热和光的稳定性相关。此外,增塑助剂的耐寒性、电绝缘性、毒性、色泽和气味等也是要经常衡量的性能。由于增塑助剂用量大,它的价格以及对制品物理力学性能的影响也是需要考虑的重要因素。就一种增塑助剂而言,要满足各种要求是很困难的,因此增塑助剂的类别和品种非常多,而且常常是两种以上的增塑助剂配合使用,以达到取长补短的目的。
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