加工助剂第05章__增塑剂

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：起到增塑作用的组分通过化学反应与聚合物结合。 如（1）共聚树脂（由聚氯乙烯到氯乙烯和醋酸乙烯共聚得氯 醋树脂PVAC；（2）引入支链（如氯化聚乙烯CPE）
以异种单体分子进行嵌段共聚或接枝共聚，从而降低分子间的 引力，增加柔软性。
优点：
塑料的伸长率、曲挠性和柔韧性都得到提高， 而硬度、模量、软化温度和脆化温度都下降。
增塑剂分为内增塑剂和外增塑剂。
增塑剂的功能
1、使配合剂与聚合物混合容易 一般聚合物都较硬，有些助剂也是硬质的固体粉 末等，二者就不容易混合；而加入增塑剂 使聚合物变软，就容易与配合剂混合均匀。
2、使混合物变软加工工艺变良好 增塑剂的加入，大分子间的距离增大，相互作 用力下降，材料的Tg、Tf、Tm降低， 流动性提高，加工性变好
如果增塑剂的分子既能插入聚合物的无定形区 域同时又能插入结晶区域、则此增塑剂便是溶剂 型增塑剂，即是主增塑剂。
加工助剂第05章__增塑剂
一、相容性 相容性是指增塑剂与树脂相互混合时的溶解能 力。如果二者之间相容性不好，增塑剂就会从制 品中析出，因此说，相容性是增塑剂最基本要求 之一。 1、溶解度参数（SP或δ） 按照“相似相溶”的原则，极性相同的溶剂可 以良好地互溶，聚合物和增塑剂的体系也一样。 极性大的溶剂，其分子间力也大，蒸发时需要更 多的能量。
其分子间存在着两种力：范德华力和氢 键。
范德华力包括色散力、诱导力和取向力 三种。
范德华力是一种永远存在于聚合物分子间或分 子内非键合原子间的、较弱的、作用范围很小的 引力。它具有加合性，故有时很大，以致对增塑 剂分子插入聚合物分子间的妨碍较大。范德华力 包括以下三种力：
(1)色散力：
它存在与所有极性或非极性的分子之间，系由 微小的瞬时偶极的相互作用，使靠近的偶极处于 异极相邻状态而产生的吸力，但只有在非极性体 系中，如苯、PE、PS中，其色散力才占较主要地 位。
2、氢键
对于含有－OH基团或－NH－基团的分子，如 聚酰胺、聚乙烯醇等，分子间都能形成氢键。
氢键是一种比较强的相互作用的键，它的存在 会影响到增塑剂分子插入到聚合物分子间。特别 是氢键数目较多的聚合物分子很难增塑。
当温度升高时，由于分子的热运动妨碍了聚合 物分子的取向，氢键的作用会相应地减弱。
聚合物分子间的作用力大小取决于聚合 物分子链中各基团的性质。具有强极性的 基团，分子间作用力大；而具有非极性的 基团，分子间作用力小。
溶剂的介电常数ε与溶剂本身的偶极矩和 氢键有密切的关系。因此，从溶解度参数 和介电常数两方面结合起来，可以判断增 塑剂与聚合物的相容性。
增塑剂一般是高沸点的酯类和低熔点的固体
增塑剂按极性的角度划分： 极性增塑剂：溶解度参数较高，与极性聚合物相容性较好 非极性增塑剂：溶解度参数较低，与非极性聚合物相容性较好
1、非极性增塑剂 起溶剂化作用，增大大分子间的距离，降低其作用力，增塑 效果与增塑剂的体积成正比
2、极性增塑剂 起屏蔽作用，增塑剂分子的极性基团与聚合物分子的极性基团 相互吸引，从而取代了聚合物分子间基团的相互吸引，降低聚 合物分子间的作用力。增塑剂的增塑效果与分子数成正比，同 时体积效应也起作用。
(2)、诱导力：
当一个具有固有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时，诱导偶极和 固有偶极之间的分子引力称为诱导力。对于芳香 族化合物，因为π电子能高度极化，所以诱导力 特别强。
(3)、取向力：
当极性分子相互靠近时，由于固有偶极的取向， 从而引起分子间产生一种作用力，通常称为取向 力。酯类增塑剂与PVC的相互作用就是一个代表 性的例子。
a与树脂要有良好的相容性； b增塑效率高；
c对热和光稳定；
d挥发性低；
e耐寒性好；
f迁移性小；
g耐水、耐油及耐溶剂抽出；
h电绝缘性良好；
i具有阻燃性；
j无毒、无色、无味；
k耐霉菌性好；
l耐污染性好；
m粘度稳定性好；
n价廉。
二、影响塑化主要因素分析
1、聚合物的分子间作用力
当增塑剂加入到聚合物中时，增塑剂与 聚合物分子之间相互的作用力，对增塑作 用影响很大。
内聚能密度(CED)即单位体积溶剂的蒸发能， 其平方根可以表示溶剂能力，定义为溶解度参数。
δ＝CED＝△Hv－RT V
式中： △Hv：25℃时每摩尔溶剂的蒸发热(J)； △Hv＝-12348.7+99.2Tb+0.837Tb2,Tb为溶剂的沸点(K)； R：气体常数[R=8.3192J/(mol.K)]； V：溶剂在温度T时的摩尔体积(mL)，V=M/d，M为分子 量，d为在T时的密度。
加工助剂第05章__增塑剂
➢ 第一节 概述 ➢ 第二节 增塑剂的增塑原理 ➢ 第三节 增塑剂的基本性能 ➢ 第四节 增塑剂的品种及用途 ➢ 第五节 增塑剂的生产
加工助剂第05章__增塑剂
增塑剂是加进塑料体系中增加塑性同时又不影 响聚合物本质特性的物质。
增塑剂的主要作用:削弱聚合物分子间的范德 华力，增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物 分子链的结晶性，亦即增加塑料的塑性。
3、制品在常温下变柔软 因为制品的Tg下降，而在常温下表现为软质
4、制品的耐寒性增加 表现在材料的Tg和脆性温度Tb下降 Tb：在低温下材料承受应力时只发生很小形变就 断链破坏的温度
因为大分子间有增塑剂小分子的存在，分子 间距离增大，作用力下降，大分子链的活动能力 加强。
第二节 增塑剂的增塑原理
缺点：
外增塑：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。
优点：性能全面、添加方便
缺点：耐久性差、易迁出、挥发、和抽出等。
一、对增塑剂性能的基本要求
理想的增塑剂，其性能应满足如酸乙烯酯＞聚氯乙烯 ＞聚丙烯＞聚乙烯
3、聚合物的结晶度
在一般条件下，聚合物不可能完全结晶，往往 是由结晶区域散插在无定形区域构成的。
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。
如果增塑剂的分子仅能插入部分结晶的聚合物 的无定形区域，则此增塑剂便是非溶剂型增塑剂， 也就是辅助增塑剂。