增 塑 剂(plasticizer).ppt

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1、第二章增塑剂(plasticizer)第一节绪论定义：凡添加到聚合物体系中能使聚合物体系塑性增加的物质叫增塑剂。主要作用：削弱聚合物分子间的次价键（即范德华力）从而增加了聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶性。塑性增加的表现：硬度、模量、软化温度和脆化温度下降；伸长率，曲绕性，和柔韧性提高。增塑剂特点：对热和化学试剂都较稳定的有机物，一般是一定范围内能与聚合物相容，而且沸点高，不易挥发的液体，少数是低熔点的固体。增塑剂应用的对象：一般是强极性热敏性聚合物。如PVC，硝酸纤维。此外，聚醋酸乙烯，ABS，聚丙烯酸酯，聚

2、碳酸酯，环氧树脂，不饱和聚酯，三聚氰胺和某些橡胶。第二节增塑方法及作用机理2.1.1增塑方法(1)内增塑：内增塑是在某一单体的聚合过程中，引入第二种单体，由于第二中单体共聚在聚合物的分子结构中，破坏了聚合物的分子链的规整度，从而降低了聚合物的结晶度，减少了分子间的作用力，增加了塑性。（如：嵌段共聚、接枝共聚等方法）(2)外增塑：用低分子量化合物或聚合物，在稍加热情况下，用强制的机械方法，分散于需要增塑的聚合物中。一般它们不与聚合物起化学反应，不成为聚合物链段的一部分。特点：A：内增塑：没有“发汗”“喷霜”现象，但需要进行化

3、学反应，费用高，很少采用。B：外增塑：添加不当，会有“出汗”“喷霜”现象，增塑方便，性能全面，经常采用。2.1.2聚合物分子间作用力一般认为没有增塑的聚合物分子链间存在着以下几种作用力（次价力）。①范德华力：存在于聚合物分子间或分子内非键合原子间的一种较弱的力。它的作用范围较小，一般只有0.3~0.5nm，这种力虽然很小，但具有加和性,随着分子量增大,力增大,以至对增塑剂分子插入聚合物分子间的妨碍也较大。范德华力包括：色散力；诱导力；取向力。②氢键:在很多化合物中,氢原子可同时和两个电负性很大而原子半径很小的原子(F，O，

4、N)相结合，这种结合叫氢键。含有—OH,--NH—的聚合物，如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素、能在分子间或分子内形成氢键。氢键是一种比较强的分子间作用力、它会防碍增塑剂分子的插入，特别是氢键链数目较多的聚合物分子很难增塑。③结晶:聚合物从卷绕的，杂乱无章的状态变成紧密，折叠成行的有规状态，这时结晶产生。此时分子链间的自由空间变得更小，距离更短，作用更大。此时增塑剂分子要进入分子间更为困难，只能从非晶区插入。聚合物分子间作用力的大小，取决于聚合物分子链中个基团的性质，极性增大，作用力增大。某些聚合物的极性按下列顺序增大，PE

5、

6、作用：当非极性增塑剂加入到非极性聚合物中时，非极性增塑剂的主要作用是通过聚合物---增塑剂间的”溶化剂”作用来增大分子间的距离，削弱它们之间的作用力。非极性增塑剂对非极性聚合物的Tg的降低与增塑剂的用量成正比：ΔTg＝B*V(V:增塑剂的体积分数；B：比例常数）增塑前聚合物增塑后聚合物②相互作用：极性增塑剂加入到极性聚合物中增塑时，增塑剂分子的极性基团与聚合物分子的极性基团“相互作用”，破坏了原聚合物分子间的极性连接，减少了连接点，削弱了分子间的作用力，增大了塑性。其增塑效率与增塑剂的摩尔数成正比:ΔTg＝K*n(K:比例

7、常数；n:增塑剂摩尔数)。增塑前聚合物增塑后聚合物增塑剂聚合物分子③遮蔽作用：非极性增塑剂加到极性聚合物中增塑时，非极性增塑分子遮蔽了聚合物的极性基团，使相邻聚合物分子极性基不发生或很少发生“作用”，从而削弱聚合物分子间的作用力，达到增塑目的。增塑前聚合物增塑后聚合物事实上，上述3种作用在一种增塑过程中，可能同时存在。例如,以邻苯二甲酸二辛酯增塑聚氯乙烯为例：极性作用范围非极性作用范围升高温度时,DOP分子插入到PVC分子链间，一方面DOP的极性酯基与PVC的极性基“互相作用”，减少了PVC大分子间的极性作用力，从而塑性增

8、加。另一方面,DOP的非极性的亚甲基，夹在PVC分子链间，把PVC的极性基遮蔽起来，也减少了PVC分子链间的作用力，这样PVC在加工变形时，链的移动就容易。增塑剂的加入一般弹性模量降低,抗张强度降低，但断裂伸长率升高，抗冲强度升高，这种情况叫正增塑。但增塑剂含量少时，很多增塑剂却发现与上述性质变化相反的