Пластификаторы относятся к классу веществ, которые могут улучшить рациональность полимеров. Пластификаторы в основном используются для смол ПВХ, и их количество может составлять более 98% от общего количества пластификаторов. Добавление пластификаторов может уменьшить силу между молекулярными цепями ПВХ и снизить температуру стеклования, температуру текучести и точку плавления содержащихся микрокристаллов ПВХ-пластика. Пластификаторы могут повысить пластичность смолы и сделать изделие мягким и прочным. Хорошие низкотемпературные характеристики.
Когда пластификатор составляет менее 10 частей, механическая прочность не очевидна. Когда добавлено около 5 частей пластификатора, механическая прочность является максимальной, что является так называемым явлением антипластификации. Обычно считается, что явление антипластификации заключается в том, что после добавления небольшого количества пластификатора подвижность макромолекулярной цепи увеличивается, так что молекулы упорядочиваются для создания эффекта микрокристаллов. Ударная вязкость твердых изделий с небольшим количеством пластификатора ниже, чем без учета времени, но после увеличения до определенной дозы ударная вязкость будет увеличиваться с увеличением количества, что соответствует универсальному закону. Кроме того, увеличение количества пластификатора снизит термостойкость и коррозионную стойкость продукта. Для каждой дополнительной части пластификатора термостойкость Martin&# 39 будет снижаться на 2–3. Следовательно, в обычные твердые продукты не добавляются пластификаторы или меньше пластификаторов. Иногда добавляют несколько частей пластификатора, чтобы улучшить текучесть обработки. Однако в мягкие изделия нужно добавлять большое количество пластификатора. Чем больше количество пластификатора, тем мягче продукт.
Общее количество пластификатора должно быть различным в зависимости от требований к мягкости продукта и условий использования, процесса и использования. Общий процесс каландрирования дает пленку ПВХ, а общее количество пластификатора составляет около 50 частей. Пленка, полученная экструзией с раздувом, немного ниже, обычно 45-50 частей.
Основные функции пластификаторов следующие:
1. Уменьшить температуру плавления и вязкость расплава полимера, тем самым снизив температуру его обработки при формовании;
2. Сделать полимерные изделия мягкими, эластичными и низкотемпературными.
Механизм действия пластификатора:
Пластификаторы и смолы имеют разную полярность, также различается их механизм действия.
1. Эффект объема. Этот эффект характерен, в основном, для неполярных пластификаторов. Его принцип действия заключается в вставке между молекулярными цепями смолы для увеличения расстояния между молекулами, тем самым ослабляя силу между молекулами и уменьшая вязкость расплава, увеличивая гибкость молекулярной цепи. Чем больше таких пластификаторов добавлено, тем больше эффект объема, и эффект объема пластификатора длинноцепочечной структуры больше, чем эффект пластификатора циклической структуры.
2. Эффект экранирования. Этот эффект в основном применяется для полярных пластификаторов, и его механизм действия заключается в замене полярного притяжения между молекулами полимера взаимодействием между полярными пластификаторами и полярными полимерами. В результате силы между молекулами ослабляются, и этот пластифицирующий эффект называется эффектом экранирования.
Характеристики пластификатора:
К свойствам пластификаторов в основном относятся следующие элементы: пластифицирующая способность, совместимость, хладостойкость, долговечность, термостойкость, изоляция, огнестойкость и гигиена.
Эффективность пластификации: относится к пластифицирующей способности пластификатора к полимеру или пластифицирующему эффекту. Эффективность пластификации различных пластификаторов - понятие относительное. Эффективность пластификации обычно оценивается количеством пластификатора, необходимого для изменения количественного индекса гибкости. Чем меньше добавлено пластификатора, тем выше эффективность пластификации. Пластификаторы общей молекулярной массы. Пластификаторы с более высокой молекулярной массой обладают высокой пластифицирующей способностью для ПВХ. По мере увеличения полярности молекулы пластификатора степень алкильного разветвления и увеличение структуры ароматического кольца снижает эффективность пластификации.
Порядок пластифицирующей эффективности обычно используемых пластификаторов следующий:
DBS> DBP> DOS> DOA> DOP> DIOP> M-50> TCP> ПКл-50.
Совместимость: относится к совместимости пластификаторов с полимерами. Один и тот же пластификатор имеет разную совместимость с полимерами разной полярности.
Последовательность совместимости обычно используемых пластификаторов и ПВХ:
DBS> DBP> DOP> DIOP> DNP> ED3> DOA> DOS> хлорированный парафин .
Холодостойкость: относится к низкотемпературной стойкости пластифицируемых пластификаторов. Хладостойкость пластификатора связана с его структурой. Сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты с метиленом (-CH2-) в качестве основного вещества обладают лучшей морозостойкостью. Они являются одними из наиболее часто используемых морозостойких пластификаторов и содержат циклические пластификаторы. Разветвленный пластификатор имеет отличную морозостойкость из-за того, что ему трудно перемещаться в полимере при низких температурах.
Обычно используемые пластификаторы имеют следующий порядок хладостойкости: DOS> DOZ> DOA> ED3> DBP> DOP> DIOP [GG ] gt; DIDP> DNP> M-50> TCP.
Долговечность: относится к способности пластификаторов сохраняться в пластифицированных продуктах. В основном это сопротивление миграции, сопротивление извлечению и устойчивость к летучести.
Миграция пластификаторов с сопротивлением миграции включает два аспекта:
1. Пластификатор просачивается изнутри продукта на внешнюю поверхность;
2. Пластификатор переходит в твердое тело при контакте с ним.
Миграция пластификатора связана с его совместимостью, и чем хуже совместимость, тем больше миграция. Кроме того, пластификаторы с большой молекулярной массой, разветвленными цепями или циклическими структурами обладают хорошей устойчивостью к миграции.
Сопротивление экстракции: относится к тенденции пластификатора диффундировать в жидкую среду при контакте с ней. Среда в основном включает воду, растворитель, детергент и смазочное масло. Что касается маслостойкости и стойкости к растворителям, пластификаторы с большей долей неполярных алкильных групп имеют плохую экстракционную стойкость, фенильные группы, сложноэфирные группы и пластификаторы с высокой степенью разветвления обладают хорошей экстракционной стойкостью; в то время как водостойкость равна Вопреки вышесказанному, полиэфиры являются пластификаторами с превосходной стойкостью к вытяжке.
Устойчивость к летучести: относится к тенденции пластификатора диффундировать в воздух с поверхности продукта при нагревании. Летучесть пластификатора зависит от его молекулярной массы. Как правило, чем меньше молекулярная масса, тем выше его летучесть. С точки зрения молекулярной структуры, линейная алкильная структура имеет лучшую стойкость к летучести, чем пластификаторы разветвленной алкильной структуры; пластификаторы, содержащие в молекуле циклические и другие объемные группы, обладают лучшей стойкостью к летучести. Обычно пластификаторы, такие как полиэфир, эпоксидная смола, DIOP, TCP и пентаэритрит, обладают хорошей стойкостью к летучести.
Изоляция: Изоляция пластификатора не так хороша, как изоляция смолы ПВХ. По мере увеличения количества пластификатора электрическая изоляция ПВХ снижается. Выбирая пластификаторы для изделий из ПВХ, обращайте внимание на их изоляционные свойства.
Обычно используемые пластификаторы имеют следующий порядок изоляции:
TCP> DNP> DOP> M-50> ED3> DOS> DBP> DOA.
Гигиена: относится к токсичности пластификаторов. Большинство пластификаторов нетоксичны или малотоксичны. Сложные эфиры эпоксидной и лимонной кислот являются нетоксичными пластификаторами, а сложные эфиры фталевой кислоты и дикарбоновые кислоты имеют низкое содержание. Ядовитые пластификаторы, но предполагается, что DOP и DOA вызывают рак; большинство фосфатных пластификаторов токсичны, за исключением дифенил-2-этилгексилфосфата; хлорированные парафины также являются токсичными пластификаторами.
Огнестойкость: сложные эфиры фосфорной кислоты и хлорированные парафины являются огнестойкими пластификаторами, и порядок огнестойкости следующий: TCP> TPP> TOP> DPOP.
Разновидности обычно применяемых пластификаторов:
Есть много видов пластификаторов. По совместимости с полимерами их можно разделить на основные пластификаторы и вспомогательные пластификаторы. Основные пластификаторы включают сложные эфиры фталевой кислоты и сложные эфиры фосфорной кислоты, а вспомогательные пластификаторы включают сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты и эпоксидные смолы. По структурной классификации пластификаторы можно разделить на: сложные эфиры фталевой кислоты, сложные эфиры алифатической двухосновной кислоты, эпоксиды, полиэфиры и др.
Ди (2-этилгексил) фталат (ДОФ) обладает высокой пластифицирующей эффективностью и хорошей стойкостью к летучести, стойкостью к миграции, стойкостью к экстракции воды, атмосферостойкостью и другими комплексными свойствами. Производство мягкой каландрированной сельскохозяйственной пленки из ПВХ с DOP в качестве основного пластификатора и ди (2-этилгексил) адипата (DOA) в качестве морозостойкого пластификатора. Пластификаторы на основе эфиров эпоксидных жирных кислот обладают хорошей термостойкостью и морозостойкостью. Обычно используемые разновидности - это 2-этилгексил эпоксистеариновой кислоты, 2-этилгексил эпоксидной соевой олеиновой кислоты и т. Д.
В пленку из поливинилиденхлорида (ПВДХ) с высокими барьерными свойствами для упаковки пищевых продуктов необходимо добавить соответствующее количество нетоксичного пластификатора 8–10 часов. Основными разновидностями являются ацетилтри-н-бутилцитрат, ацетилтри- (2-этилгексил) цитрат, ди (2-этилгексил) себацинат (DOS) и т. Д. Эти пластификаторы также являются нетоксичными пластификаторами, обычно используемыми в ПВХ.