說起增塑劑估計(jì)有人都會(huì)感到陌生,那么何為增塑劑?增塑劑原理是什么?帶著這樣的疑問,下面小編就來為大家來解答!
何為 增塑劑?
增塑劑也叫做塑化劑是加進(jìn)塑料體系中增加塑性同時(shí)又不影響聚合物本質(zhì)特性的物質(zhì),可以使其柔韌性增強(qiáng),容易加工,可合法用于工業(yè)用途。增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子間的范德華力,增加聚合物分子鏈的移動(dòng)性,降低聚合物分子鏈的結(jié)晶性,亦即增加塑料的塑性。塑料的伸長(zhǎng)率、曲撓性和柔韌性都得到提高,而硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度都下降。
增塑劑又分為內(nèi)增塑劑和外增塑劑。
外增塑,是指在產(chǎn)品里面作為一種助劑,來提高產(chǎn)品的韌性和伸長(zhǎng)率。外增塑劑,可以很顯著的提高產(chǎn)品的初始伸長(zhǎng)率,但只能是暫時(shí)的。因?yàn)橥庠鏊苁呛?jiǎn)單和產(chǎn)品混合,不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此這個(gè)外加的東西終要從產(chǎn)品中揮發(fā)出來,導(dǎo)致伸長(zhǎng)率大大下降,而且因?yàn)楸砻婵偸怯秃鹾醯模郴覊m。美國ASTM D 6083要求,產(chǎn)品做加速老化試驗(yàn)1000小時(shí),其伸長(zhǎng)率必須>, 就是防止在產(chǎn)品里加入外增塑劑。
內(nèi)增塑,和外增塑相反,加入產(chǎn)品中后,和產(chǎn)品發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不會(huì)揮發(fā)出來,因此是增塑。內(nèi)增塑劑是利用改變高分子聚合物的分子結(jié)構(gòu)、分子量以增加聚合物的拉伸率、柔軟度,如:聚乙烯-醋酸乙烯共聚物。
以上就是增塑劑的介紹,了解了何為增塑劑之后,接下來我們就來看看增塑劑的原理。
新型增塑劑原理:
增塑劑的增塑原理是增塑劑分子插入到聚合物分子鏈之間,削弱了聚合物分子鏈間的應(yīng)力,結(jié)果增加了聚合物分子鏈的移動(dòng)性、降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶度,從而使聚合物的塑性增加,也就是對(duì)抗塑化作用的主要因素聚合物分子鏈間的應(yīng)力和聚合物的分子鏈的結(jié)晶度,而他們則取決于聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。
當(dāng)把增塑劑加入到聚合物中,增塑劑分子相互之間、增塑劑與聚合物分子相互之間的相互作用力是很重要。除非所有這些相互作用(增塑劑與增塑劑之間、增塑劑與聚合物之間、聚合物與聚合物之間)都是同樣大小時(shí),才可能沒有增塑作用和反增塑作用。
1、物質(zhì)的聚集態(tài)中分子與分子間存在著的一種較弱的引力。包括色散力、誘導(dǎo)力和取向力。作用范圍只有幾個(gè)埃。
(1)色散力色散力存在于所有極性或非極性分子之間,是由于微小的瞬時(shí)偶極的相互作用使挨近的偶極處于異極相鄰狀態(tài)而產(chǎn)生的一種引力。但是只有在非極性體系中,如、聚乙烯或聚乙烯中,色散力才占較主要的成分。
2)誘導(dǎo)力當(dāng)一個(gè)具有固定偶極的分子在相鄰的一個(gè)非極性分子中誘導(dǎo)出一個(gè)誘導(dǎo)偶極使,誘導(dǎo)偶極和固有偶極之間的引力叫做誘導(dǎo)力。芳香族化合物因?yàn)棣须娮幽芨叨葮O化所以影響特別強(qiáng),如低分子量的酯與聚乙烯之間或與聚醋酸乙烯之間主要是誘導(dǎo)力。
(3)取向力當(dāng)極性分子相互靠近時(shí),由于固有偶極的取向而引起分子間的一種作用力叫做取向力。如酯類增塑劑與PVC或與硝酸纖維素的相互作用就是代表性的例子。
2、氫鍵含有—OH基或—NH—基團(tuán)的分子,如聚酰胺、聚乙烯醇、纖維素等,在分子間、有時(shí)在分子內(nèi)部都能形成氫鍵。氫鍵是一個(gè)比較強(qiáng)的相互作用鍵,它們妨礙增塑劑分子插入聚合物分子間,如果氫鍵沿聚合物分子鏈分布越密相應(yīng)的對(duì)抗增塑劑插入的作用也越強(qiáng)。因此要求增塑劑與聚合物分子也能產(chǎn)生類似的強(qiáng)的作用。另一方面隨著溫度的升高,分子間的吸引作用由于氫鍵的減少而顯著削弱,這是因?yàn)榉肿拥臒徇\(yùn)動(dòng)妨礙了聚合物分子的取向。
3、空間有規(guī)結(jié)構(gòu)的聚合物的分子鏈適當(dāng)?shù)臈l件下能夠結(jié)晶,即鏈狀分子從卷的和雜亂的狀態(tài)變成緊密折疊成行的有規(guī)則狀態(tài)。在一般條件下,工業(yè)生產(chǎn)的聚合物不可能是完全結(jié)晶的,而往往是由結(jié)晶區(qū)域散插在無定形區(qū)域構(gòu)成的。
顯然,增塑劑的分子插入結(jié)晶區(qū)域要比插入無定形區(qū)域困難得多,因?yàn)樵诮Y(jié)晶區(qū)與聚合物與鏈之間的自由空間小。如果增塑劑的分子僅能插入部分結(jié)晶的聚合物的無定形區(qū)域,則此增塑劑便是非溶劑型增塑劑,也就是所謂的輔助增塑劑。如果增塑劑的分子能插入聚合物的無定形區(qū)域同時(shí)又能插入結(jié)晶區(qū)域,則此增塑劑便是溶劑型增塑劑,即所謂的主增塑劑。
通過小編的介紹,相信大家對(duì)什么是增塑劑以及增塑劑的原理都有了基本上的了解了,增塑劑作為一種高分子材料助劑,在工業(yè)行業(yè)廣泛應(yīng)用。