PVC用内润滑剂的作用与毛细管作用的关系.pdf

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1、2012年第2期(总第92期)塑料助剂49PVC用内润滑剂的作用与毛细管作用的关系刘芳，李杰，夏飞(1．北京天加科技有限公司，北京，100070；2．北京加成助剂研究所，北京，100070)时，使管内液面所受压力小于管外液面所受压力，1毛细管吸附现象及内润滑剂促进塑化作用因此管外液体将自动流人管内，使管内液面高于不论是乳液聚合，还是悬浮聚合的树脂均是管外，当管内液柱上升至一定高度时，管内比管外在分散介质中聚合的，因而树脂宏观粒子内部均高出的一段液柱的液压与管内凹液面的附加压力有许多原来为介质所充满的空隙，树脂干燥脱除相等，系统达到平衡。分散介质以后。这些空隙形成了许多毛细管(即使

2、本体聚合树脂的分子间也有许多空隙)。树脂聚合时由于链转移的过程产生了支链，这些支链也是造成树脂粒子间的空隙的原因之一。当然，树脂宏观粒子有一层比较致密的外层把链段包覆起来．如聚氯乙烯树脂，但这层外壳很容易被破坏，一般在干混料时已被破坏。PVC宏观粒子是由无数的大分子组成的原纤维粒子，再由原纤维组成初级粒子，初级粒子构成了附聚物，再构成宏观粒子。这些粒子间及粒子内部均有无数的空隙．形成了无数的毛细管。从而为树脂与助剂之间产生毛细图1毛细现象示意图现象提供了条件。1．1毛细管吸附现象及规律毛细现象是指具有细微缝隙的固体与液体接如图1所示，若管内液柱上升，高度为h则触时，液体沿缝隙上升

3、的现象(参见图1)。如将一有：支玻璃毛细管插入水中，管内液面比管外液面高，AP--pgh(1)如插入水银中，管内液面比管外液面低。液体在固式中——液体的密度；体缝隙中，液面是上升或是下降，与液体能否润湿r重力加速度；——液柱的上升高度；固体有关。即只有液体表面张力较大，同时又小于△液体弯曲液面附加压力。固体表面张力时，液体才能上升；反之，则液体下降。另外，拉普拉斯(1aplace)方程可知：将毛细管插入液体中时，若液体能润湿毛细AP=-2T／R(2)管，则管中液体成凹面，管外液体成平面。由于毛式中：△液体弯曲液面附加压力；细管壁对液体的吸附力，使管内液体沿着毛细管r液体表面张力；

4、壁上升，这部分上升的液体产生的压力AP．由于R——曲率半径。毛细管的吸附力作用，凹面液体附加压力AP

5、为“零”即0=0，则上式分子向固、液界面密集，同时降低固一液界面能。这f31改写为：种密集作用在界面化学中即称为吸附。吸附又分h=2T／rpg(4)为物理吸附和化学吸附。由吸附公式(4)可以得如下结论：物理吸附是分子间各种范得华(Vander(1)吸附高度与毛细管半径成反比。Waals)作用力造成的，因此在固体表面被吸附的(2)吸附高度与被吸附液体表面张力(极性)分子很可能是多层的，其吸附热的数值与凝聚能成正比，表面张力(极性)越大，吸附高度越高。相当，一般小于20kJ／molt-21。(3)液体被吸附高度越高(其表面张力或称极化学吸附是由吸附剂表面分子和被吸附分子性越大)，说明

6、被吸附的能力越强，越容易被吸附。间的络合作用造成的。因此其吸附热与一般化学在较高温条件下，如塑料加工时，即高速搅拌反应的热效应近似。其数量级约为40400kJ·mol，后期或加工硬质PVC(PVCU)的挤出工艺物料输并且有选择性。化学吸附时，一般被吸附的分子送段，压缩段的温度约为(110～140)左右时，表是单层，因为强活性中心被吸附后，其配位键已经面张力(极性)较小的添加剂分子的动能已经很基本饱和，难以再吸附更多层的分子。化学吸附的大，它们与树脂间较弱的络合键基本已经解离，从另一个特点是：它需要相当大的活化能，约为80而这些极性较小助剂在树脂粒子表面所形成的润kJ·molt。因

7、此低温时化学吸附较少，以物理吸附湿膜及被吸附物会被表面张力较大(极性较大)的为主，当温度较高时，以化学吸附为主，物理吸附助剂所替代。较少。笔者根据塑料助剂的极性、熔点等特性估计以硬脂酸钙为例，其平均相对分子质量为PVC树脂对塑料添加剂的润湿及吸附顺序由大至584，化学吸附活化能为80kJ·mol，如果在配方中小排列于为：主增塑剂>副增塑剂>增量剂>ACR加入1g硬脂酸钙，则每克硬脂酸钙被PVC树脂加工助剂>强极性润滑剂>内外润滑剂>外润滑剂。化学吸附时所需的活化能为137J／g，