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增塑剂原理:不同类型增塑剂的原理解析大

[ 发布日期:2019-05-13 11:19:19 点击:894 来源:洛阳市三金化工塑料有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

  大多数人们对于增塑剂的认知只是停留在塑料制品助剂上,对于增塑剂原理更是知半解,了解增塑剂原理可以在很大程度上助益生产率,那么,接下来苏州辰英小编就带大家来详细了解下增塑剂原理知识。

  增塑剂的增塑原理

  关于增塑剂的增塑机理已经争论了近半个世纪。人们用润滑、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黏度减小、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。
  2.凝胶理论
  凝胶理论认为,聚合物抗形变是由于内部存在着三维蜂窝状结构或者凝胶所致。这种凝胶是聚合物分子链间或多或少发生粘着而形成的。由于分子吸咐点常集中在块,因此软质塑料或者硬质塑料中的蜂窝是很小的。这种蜂窝弹性小,很难通过物体内部的移动使其变形。增塑剂进入树脂中,沿高分子链产生许多吸咐点,通过新的吸咐而破坏原来的吸引力,并替代了聚合物分子内的引力中心,使分子容易移动。



ATBC增塑剂

  3.自由体积理论
  增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。所有聚合物在玻璃化温度Tg时的自由体积是定的,增塑剂的加入使大分子间距离增大,体系的自由体积增加,聚合物的黏度和丁。下降,塑性增大。
  显然增塑的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。
  上述三种理论在定范围内解释了增塑原理,但迄今还没有套完整的理论来解释增塑的复杂原理。普遍认为高分子材料的增塑是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即范德华力,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。表现为聚合物的硬度、软化温度和玻璃化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
  以邻苯二甲酸二丁酯DBP为例,当聚合物中加入增塑剂时,在聚合物增塑剂体系中,存在着如下几种作用力:
  ①聚合物分子与聚合物分子间的作用力;
  ②增塑剂本身分子间的作用力;
  ③增塑剂与聚合物分子间的作用力。
  通常,增塑剂系小分子,其分子间作用力很小,可不考虑。关键在于聚合物分子间作用力的大小。若是非性聚合物,则其分子间作用力也很小,增塑剂易插入其间,并能增大聚合物分子间距离,削弱分子间作用力,起到很好的增塑作用;反之,若是性聚合物,则其分子间作用力很大,增塑剂不易插入,需通过选用带性基团的增塑剂,让其性基团与聚合物的性基团作用,代替聚合物性分子间作用,使增塑剂与聚合物分子间的作用力增大,从而削弱大分子间的作用力,达到增塑的目的。

  此外,增塑剂按其作用原理和作用方式,可分为内增塑和外增塑两种。

  内增塑剂原理:在聚合物的聚合过程中引入二单体,由于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。
  外增塑剂原理:借助于某些具有溶剂化能力的低分子物质,掺入到树脂分子间,增大分子间的距离,以达到降低树脂分子间引力,增塑的结果是分子间的引力降低,使被增塑的树脂变得柔软,同时降低树脂加工温度。
增塑剂



  常见增塑剂作用原理

  氯化石蜡作为增塑剂的原理:
  氯化石蜡用于聚氯乙烯的塑化只是起到辅助作用,只有与其它主增塑剂(如DOP、DBP)配合使用,才能使它显示出种与增塑剂类似的使塑料产生柔软性能的果,从而使主增塑剂的增塑性能得以充分发挥。如生产人造革所用的PVC,若单使用主增塑剂DOP或DBP,虽然凝胶化温度低,可以节省能耗,但易挥发。汽车工业中若使用这种PVC人造革,在气候炎热时,DOP会挥发出来,造成车内的玻璃上会出现雾,再有PVC塑料有阻燃性,但加入DOP或DBP后就会使增塑的PVC变得易着火,加人定量的氯化石蜡后,这些缺点都会被克服。同时,加入氯化石蜡后的体积电阻率比单使用DOP时要高出2-3倍。
  合成植物酯原理:
  合成植物酯主要应用在DOP和在些低分子量增塑剂添加比较多的情况下的使用。目前市场上有这样个难题不好解决,就是产品中的增塑剂在高温加工的情况下容易挥发,随着时间流逝也会往外迁移。包括此前曾出现的某品酒里面含有增塑剂的风波,其原理是因为酒精是种有机溶剂,会把塑料制品里面的增塑剂给溶解到酒中。而我们此次推出的新型的增塑剂有个非常长的碳链,可以固定低分子量的增塑剂,使之很难往外迁移,尤其在高温情况再可保证PVC软制品的使用寿命更长。这款增塑剂如果是用在生活用品里面,对人体身体健康可以起到个保护,还可以延长产品的使用寿命,用在电缆料里面还可以成倍的增加体积电阻。
  耐寒增塑剂的作用原理:
  (1)当增塑剂与树脂起熔融时,增塑剂的作用原理的小分子便会插人到聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链间的引力,增塑剂的作用原理增大了它们之间的距离,结果增加了聚合物分子链的移动可能,降低了聚合物分子链间的缠结,使树脂在较低的温度下就可发生玻璃化转变,从而使塑料的塑性增加。 由此可见,耐寒增塑剂的作用原理聚合物分子链之间的引力和缠结是对抗塑化作用的大原因。
  (2)聚合物的分子结构也影响聚合物分子链间的引力,别是聚合物分子链上各基团的性质,具有强性基团的分子链间作用力大,具有非性基团的分子链间作用力小,为了使具有强性基团的聚合物易于成型,可以加人耐寒增塑剂,耐寒增塑剂的性基团会与聚合物性基团相互作用,从而削弱了聚合物间的引力, 也就达到了增塑的目的。



PVC增塑剂 

  PVC环保增塑剂的应用原理
  对于聚氯乙烯树脂来说,是强性聚合物,它们之间的分子作用力非常大,因此熔融温度、软化温度相对较高,只有达到160-210C才 能完成加工。另外,在聚氯乙烯分子中,如果采取取代氣的方式,可能造成聚氯乙烯树脂的稀酸盐溢出现象,进而引发降解反应。因此,采用聚氣乙烯材料,如果出现温度增加、热不稳定等现象,则产生稀酸盐溢出问题。如果是纯聚氯乙烯,则温度为120C左右即开始发生反应,进而加速聚氣乙烯的降解速度。应用增塑剂,主要将性增塑剂分子插进入聚氯乙烯树脂中,加大各个分子之间的距离。此时,增塑剂与聚氯乙烯分子链的性部分将产生相互作用,熔体黏度有所降低,可保证分子链柔顺性的增强。这样,即使在冷却状态下,聚氯乙烯增剂体系也可在原有位置保留,进而降低聚氯乙烯的分子作用力。
  对于增塑剂来说,其加入的量越大,体积应将随之增加;同时,长链条的结构形状增塑剂体积将大于环状结构的增塑剂。因此,聚合物分子链之间的结晶度与引力产生直接的抗塑化作用,并与聚合物的物理结构、化学结构密切相关。例如,通过加入增塑剂,可以弱化聚氯乙烯分子链之间的作用力,将聚氯乙烯塑料中的流动温度、玻璃温度、微量晶体熔点等降低,增强聚氯乙烯树脂的可塑性,确保制品的耐温性能良好。般情况下,所谓“反增塑现象”主要指:当加入少量的增塑剂之后,加大大分子链的活动能力,产生有序的微晶应;如果掺入部分的增 塑剂硬制品,则冲击力度将有所降低;但是当硬制品增加到-定剂量,冲击强度将继续增大。
  另外,对于增塑剂用量的不断增加,其制品的耐腐蚀性、耐热性也有所降低。因此,在硬制品加工过程中,尽量不掺入增塑剂或者控制增塑剂的数量。有时候,为了确保加工流动性的顺畅,可以加入几份增塑剂,但具体数量应根据工况而定。在软制品加工过程中,就需要加入更多的增塑剂,增塑剂数量越多则柔软性越好。
  DOP增塑剂的作用原理是:
  在PVC温度升高时,DOP分子插入到PVC分子链间,方面DOP的性酯基与PVC的性基团“相互作用”,彼此能很好地互溶,不相排斥,从而使PVC大分子间作用力减弱,塑性增加。另方面,DOP的非性烷基夹在PVC分子链间,把PVC的性基遮蔽起来,也减小了PVC分子链间的作用力。所以成型加工时DOP增塑剂的作用链的移动就比较容易。
  关于增塑剂原理知识就介绍到这了,更多相关知识请持续关注洛阳三金PVC增塑剂厂家接下来更新的信息。

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