增塑剂的作用是什么(增塑剂的作用机理)

增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链之间的应力。结果,聚合物分子链的流动性增加,聚合物分子链的结晶度降低,使得聚合物的塑性增加。也就是说,聚合物分子链之间的应力和聚合物分子链的结晶度是对抗塑化的主要因素,这取决于聚合物的化学结构和物理结构。

增塑剂的作用是什么(增塑剂的作用机理)

在聚合物中加入增塑剂时,增塑剂分子之间以及增塑剂与聚合物分子之间的相互作用非常重要。除非所有这些相互作用(增塑剂对增塑剂,增塑剂对聚合物,聚合物对聚合物)大小相同,否则可能不存在增塑和反增塑。

1.范德瓦尔斯力范德瓦尔斯力是物质聚集状态下分子间的微弱吸引力。范德华力包括分散力、诱导力和定向力。范德瓦尔斯的作用范围只有几埃。

(1)分散力分散力存在于所有极性或非极性分子之间,是微小的瞬时偶极子相互作用使相邻偶极子处于异极相邻状态而产生的一种引力。然而,只有在非极性体系中,如苯、聚乙烯或聚苯乙烯,分散力才是主要成分。

(2)诱导力当具有固定偶极子的分子在相邻的非极性分子中诱导出诱导偶极子时,诱导偶极子与固有偶极子之间的吸引力称为诱导力。芳香族化合物的影响很大,因为π电子可以高度极化。例如,诱导力主要在低分子量酯和聚苯乙烯之间或苯和聚醋酸乙烯酯之间。

(3)取向力当极性分子相互靠近时,由于固有偶极子的取向而引起的分子间的一种力称为取向力。例如酯类增塑剂与PVC或硝化纤维素的相互作用就是一个代表性的例子。

2.含有-OH基或-NH基的氢键分子,如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素等。可以在分子间形成氢键,有时也可以在分子内形成氢键。氢键是一种强相互作用键,阻止增塑剂分子插入聚合物分子中。如果氢键沿聚合物分子链分布越密集,抵抗增塑剂插入的作用就越强。所以要求增塑剂和聚合物分子能有类似的强作用。另一方面,随着温度的升高,由于氢键的减少,分子间的吸引力明显减弱,这是因为分子的热运动阻碍了聚合物分子的取向。3.空之间具有规则结构的聚合物的分子链在适当的条件下可以结晶,即链状分子由卷曲杂乱的状态变为紧密折叠的规则状态。在一般条件下,工业生产的聚合物不可能是完全结晶的,而是通常由散布在无定形区域中的结晶区域组成。

显然,增塑剂分子插入结晶区比插入无定形区要困难得多,因为在结晶区和聚合物与链之间的自由空之间存在最小值。如果增塑剂的分子只能插入部分结晶聚合物的无定形区,那么这种增塑剂就是非溶剂增塑剂,称为辅助增塑剂。如果增塑剂的分子可以同时插入聚合物的非晶区和结晶区,则该增塑剂为溶剂型增塑剂,称为主增塑剂。

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