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增塑剂的作用机理

浏览次数: 日期:2015年8月5日 08:48

摘要:

增塑剂的作用机理是增塑剂分子分散到聚合物分子链之间,。由于增塑剂分子之间、增塑剂分子与聚合物分子之间以及聚合物大分子之间的作用力不同,加入增塑剂,一般能改变聚合物分子链间的作用力。更具体地说是削弱了聚合物分子链间的作用力,所以聚合物分子链间的移动性也增大了、同时在聚合物分子间引入了其他结构类型不同的分子,使分子的规整性降低,从而使聚合物分子链的结晶度也降低。这样,就达到了增速的目的。

当把增塑剂加入到聚合物中,增塑剂分子相互之间、聚合物分子相互之间以及增塑剂分子与聚合物分子之间的相互作用力是很重要。一般增塑剂分子与聚合物大分子之间的相互作用力应大于聚合物大分子之间的作用力的。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。

分子之间的作用力主要有以下几种力:

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。但这却种力在聚合物的形态及结晶性等方面起着主导的作用。范德华力包括色散力、诱导力和取向力。

(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。

2. 氢键 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,即链状分子从卷的或杂乱的无轨状态转变变成有序排列的规则状态。在一般条件下,工业生产的聚合物不可能是完全结晶的,同样也存在着杂乱无序的非晶区。在晶区内,分子之间有序排列,分子之间的力远远大于非晶区分子之间的作用力。

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,一是晶区分子间的作用力大,二是在结晶区内聚合物分子链之间的自由空间比非晶区分子链之间的自由空间小。通常我们把仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域的增塑剂称作非溶剂型增塑剂,也就是所谓的辅助增塑剂;把不但能插入聚合物的无定形区域同时还能插入结晶区域的增塑剂称作溶剂型增塑剂,即所谓的主增塑剂。

所属类别: 技术工艺

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