华东理工大学精品课程课件-高分子材料助剂增塑剂

1、第七章第七章 增塑剂增塑剂 增塑剂的作用增塑剂的作用：削弱聚合物分子间的次价键，即范德华力，从而来增加聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、转化温度和软化温度的下降，以及伸长率、挠曲性和柔韧性的提高。 增塑剂的定义增塑剂的定义: : 增塑剂是一种加入高分子聚合体系中能增加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质。l增塑剂与树脂的相容性好；l是一种高沸点、低挥发性的化合物；l是一种具有稳定结构的不活泼化合物；l易燃性应小，一旦制品发生燃烧，应具有一定的抑燃作用；l应具有耐污染、抗菌性、电绝缘性以及粘度、稳定性好的特点。并且还最好是无色、无味、

2、无毒的特点；l应具有原料成本低、使用效率高的优点；l润滑理论润滑理论 l凝胶理论凝胶理论 l自由体积理论自由体积理论 l在聚合物分子间存在着以下几种作用力在聚合物分子间存在着以下几种作用力v范德华力范德华力 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。 （1）色散力（2）诱导力 （3）取向力 v氢键氢键 在很多化合物中，氢原子可同时和两个负电性很大而原子半径较小的原子（如F，O，N等）相结合，这种结合叫氢键。v结晶结晶 有些聚合物的分子链中虽无极性基团，分子不显极性，但这些聚合物链状分子能从卷绕的、杂乱无章的状态变成紧密折迭成行的有规状态，这时结晶就会产生。l当聚

3、合物中加入增塑剂时，在聚合物当聚合物中加入增塑剂时，在聚合物-增塑增塑体系中，存在着如下几种作用力：体系中，存在着如下几种作用力： 聚合物分子与聚合物分子间的作用力增塑剂本身分子间的作用力增塑剂与聚合物分子间的作用力l隔离作用隔离作用 非极性增塑剂加入到非极性聚合物中增塑时，非极性增塑剂的主要作用，是通过聚合物-增塑剂间的“溶剂化”作用，来增大分子间的距离，削弱它们之间本来就很小的作用力。实验数据指出，非极性增塑剂对降低非极性聚合物的玻璃化转化温度Tg，是直接与增塑剂的用量成正比的，用量越大，隔离作用越大，Tg降低越多（但有一定范围）。l相互作用相互作用 极性增塑剂加入到极性聚合物中增塑时，增

4、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：TgKn 式中 K比例常数； n增塑剂的摩尔数。l遮蔽作用遮蔽作用 非极性增塑剂加到极性聚合物中增塑时，非极性的增塑剂分子遮蔽了聚合物的极性基团，使相邻聚合物分子的极性基不发生或很少发生“作用”，从而削弱聚合物分子间作用力，达到增塑目的。l邻苯二甲酸酯类l脂肪族二元酸酯类和磷酸酯类l苯多羧酸酯类 l二元酸和二元醇的缩聚的聚酯类l环氧酯类l柠檬酸酯类 、苯甲酸酯以及一些含氯化合物等l主增塑剂主增塑剂 与被增塑物相容性良好，可单独使

5、用插入极性树脂的非结晶区域，和有规结晶区域的物质，其增塑效果比较好。l辅助增塑剂辅助增塑剂 与被增塑物相容性较好，需与适当的主增塑剂配合使用，从而插入聚合物的非结晶区域的物质，其增塑效果相对来说差一些。l增量剂增量剂 与被增塑物相容性较差，只能与主增塑剂或辅助增塑剂有一定相容性，增塑效果不明显。l外增塑剂外增塑剂 指在配料加工过程中加入的增塑剂。通常它们不与聚合物起化学反应。 l l内增塑剂内增塑剂 有时为了获得某些性质可对起始的聚合物进行化学改性，或利用化学方法合成具有柔软或优良低温性能的有关聚合物而添加的增塑剂就称为内增塑剂。l增塑剂分子大多数具有极性和非极性两个部分。极性部分常由极性基团

6、构成，非极性部分为具有一定长度的烷基。作为极性基团，采用酯基（ ），氯原子（-Cl），环氧基 等。C OROCH2CHOl结构与相溶性的关系结构与相溶性的关系 极性相近且结构相似的增塑剂与被增塑树脂相容性好。l结构与增塑效率的关系结构与增塑效率的关系 低分子量的增塑剂较高分子量的增塑剂对树脂的增塑效率高，并且随着增塑剂分子极性、芳环结构的增加以及烷基支链化强度的提高，其增塑效率都会明显下降。l结构与耐寒性的关系结构与耐寒性的关系 具有直链烷基的增塑剂，耐寒性是良好的。随着环状结构或烷基支链结构的增加，耐寒性也相应变差。一般烷基链越长，耐寒性越好。l结构与耐久性的关系结构与耐久性的关系 增塑剂的耐久性与增塑剂本身的分子量及分子结构有密切的关系。要得到良好的耐久性，增塑剂分子量在350以上是必要的。耐久性包括耐挥发性、耐抽出性和耐迁移性。 l气味小气味小l光、氧稳定性良好光、氧稳定性良好l塑化效率高塑化效率高l加工性好加工性好l成本低等因素成本低等因素l提高增塑剂的耐久性提高增