高分子材料设计之软化及增塑体系
高分子加工思考题解答
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第一章绪论1.高分子材料分为哪几类?(高分子材料是一定配合的高分子化合物(由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成)在成型设备中,受一定温度和压力的作用熔融塑化,然后通过模塑制成一定形状,冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。
分为塑料、橡胶、纤维三类)2.塑料、橡胶、纤维分类?3.名词解释:工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维4.生产塑料制品的完整工序有哪五个?原料准备、成型、机械加工、修饰和装配5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较(见讲义)。
第二章高分子材料成型原理1.高分子材料的熔融性能热传递三种方式:热传导、对流、辐射聚合物的加热与冷却都不易由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低,使物料熔体烧焦的可能性不大2.聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动,各类型流体的流动曲线,影响高聚物熔体粘度的因素,粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系,熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力(2160×9.81×10-3N)下,每10min内通过国标指定尺寸(书P76装料筒直径φ9.55±0.025mm, 出料口直径φ2.095±0.005mm)毛细管的试样总质量(克数)单位:克/10分钟3.聚合物熔体的弹性流动缺陷:管壁上的滑移,端末效应,离模膨胀,弹性对层流的干扰,熔体破裂,鲨鱼皮,产生原因熔体破裂——当挤出速率逐渐增加,挤出物表面将出现不规则现象(畸变、支离和断裂),甚至使内在质量受到破坏。
离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大,称为离模膨胀鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。
4.高分子材料的成型性能聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念5.成型过程中的取向作用拉伸取向(薄膜双向拉伸后,拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高。
6.高分子材料的降解与交联交联、交联度熟化降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应。
第五章节 橡胶的增塑体系
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电绝缘性好。 癸二酸二辛酯(DOS):优良的耐寒性、低挥发性及优异的电绝缘性,
但耐油性差。
癸二酸二丁酯(DBS):耐寒性好,但挥发性大,易迁移,易抽出。
3.脂肪酸酯类 耐寒性极好,主要品种有油酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、柠檬酸酯类。 常用品种有油酸丁酯(BO),具有优越的耐寒性、耐水性,但耐侯性、
称为软化力。软化力高,对橡胶的塑化作用强。
§5.3 橡胶增塑剂
一.石油系增塑剂 是橡胶加工中使用最多的增塑剂之一。增塑效果好,来源丰富,成本低
廉。石油系增塑剂是选择适当的原油进行常压和减压蒸馏制得。主要 品种有操作油、三线油、变压器油、机油、轻化重油、石蜡、凡士林、 沥青及石油树脂等,其中最常用的是操作油。
此外,油液的折射率、外观颜色、挥发分也都能反映其组成情况。
3.操作油对橡胶加工性能的影响
1 对混炼的影响 橡胶对油的吸收速度与油的组成、粘度、混炼条件有关:一般粘度低、
芳香烃含量高、温度高,吸收得快。但油用量多,使炭黑在橡胶中的 分散性变差,必须分批加。此外,混炼时加入油,可减小生热、降低 能耗。
二.增塑剂与橡胶的相容性
1.增塑剂与橡胶的相容性 相容性是指两种不同的物质混合时形成均相体系的能力。相容性好,两
种物质形成均相体系的能力强。橡胶与增塑剂的相容性很重要,若相 容性差,增塑剂则会从橡胶中喷出,甚至难于混合、加工。橡胶与增
高分子材料成型加工(考试重点及部分习题答案)
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高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。
受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。
在溶剂中不溶。
化学结构是由线型分子变为体型结构。
举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。
再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。
在溶剂中可溶。
化学结构是线型高分子。
举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。
3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。
4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。
举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。
透明度不好,强度较大。
6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。
结晶度小,透明度好,韧性好。
定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。
7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。
透明度一般,结晶度一般,强度一般。
8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。
9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。
第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。
针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。
热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。
高分子物理增塑
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高分子物理增塑高分子物理增塑是一种常见的高分子材料改性方法,通过加入增塑剂可以改善高分子材料的可加工性、柔韧性和耐热性等性能。
本文将从增塑剂的种类、作用机制及应用领域等方面介绍高分子物理增塑的相关知识。
一、增塑剂的种类增塑剂是一类能够在高分子材料中起到增塑作用的物质。
根据增塑剂的化学结构和增塑作用机理的不同,可以将增塑剂分为多种类型。
常见的增塑剂包括:酯类增塑剂、环烷类增塑剂、脂肪族增塑剂、芳香族增塑剂等。
每种增塑剂都具有其独特的增塑效果和适用范围,需要根据具体的高分子材料和应用需求选择合适的增塑剂。
二、增塑剂的作用机制增塑剂能够改善高分子材料的可加工性和柔韧性,主要是通过以下几个方面的作用机制实现的:1. 增塑剂与高分子材料之间的相互作用:增塑剂与高分子材料之间可以发生吸附、溶解、扩散等相互作用,改变高分子材料的分子排列和链间力,从而降低材料的玻璃化转变温度,提高材料的柔韧性和可加工性。
2. 增塑剂与高分子链之间的相互作用:增塑剂与高分子链之间可以通过物理交联、分子扩展等方式相互作用,使高分子链之间的相互作用力降低,增加高分子链的运动性,从而提高材料的可塑性。
3. 增塑剂的润滑作用:增塑剂具有良好的润滑性能,可以降低高分子材料内部的摩擦力和黏滞性,减小高分子材料的内聚力,使材料更容易流动和变形。
高分子物理增塑广泛应用于塑料制品的生产中,主要包括以下几个方面:1. 包装材料:高分子物理增塑可以提高包装材料的柔韧性和可加工性,使其更适合于包装行业的需求。
常见的包装材料包括塑料薄膜、塑料瓶、塑料袋等。
2. 建筑材料:高分子物理增塑可以改善建筑材料的可塑性和耐热性,增加材料的抗冲击性和耐候性。
常见的建筑材料包括塑料管道、塑料地板、塑料膜等。
3. 电子电器材料:高分子物理增塑可以提高电子电器材料的绝缘性能和耐温性能,使其更适合于电子电器行业的需求。
常见的电子电器材料包括电线电缆、电子封装材料、电子设备外壳等。
第五章 增塑体系
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(1)邻苯二甲酸酯类
COOR COOR
邻苯二甲酸二丁酯(DBP) 邻苯二甲酸二辛酯(DOP)
邻苯二甲酸二异癸酯 (DIDP) (2)脂肪二元酸酯类 已二酸二辛酯(DOA) 壬二酸二辛酯(DOZ) DOZ 癸二酸二丁酯(DBS) 癸二酸二辛酯(DOS) (3)磷酸酯类 磷酸三甲苯酯(TCP) 磷酸三辛酯(TOP)
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化学增塑剂
按 来 源 分
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高 分 子 科求
增塑效果好,用量少,吸收速度快; 与橡胶的相容性好,挥发性小、不迁移; 耐寒性好,耐水、耐油、溶剂; 电绝缘性好,耐燃性好; 无色、无毒、无臭,价廉易得。
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六、增塑剂的发展方向
低聚物:端基为乙酸酯基的聚丁二烯、 低聚物:端基为乙酸酯基的聚丁二烯、分 子量在10000以下的聚异戊二烯 以下的聚异戊二烯 子量在 苯乙烯低聚物、聚辛烯、 低 苯乙烯低聚物、聚辛烯、CR低 反应性增塑剂 聚物、氟蜡等。 聚物、氟蜡等。 齐聚物: 齐聚物:不饱和丙烯酸的齐聚酯 液体橡胶: 液体橡胶:液体丁腈
S .P. = 原聚合物的门尼粘度 − 充油聚合物的门尼粘度 原聚合物的门尼粘度
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5.3 橡胶增塑剂
一、石油系增塑剂
气体 汽油 原油 常 压 蒸 馏 轻石脑油 重石脑油 轻柴油 重柴油 轻油馏分 重油馏分 脱 沥 青 溶 剂 精 制 芳香烃 油类 溶剂气提 蒸馏 高粘度芳香烃类 填充油 非芳香烃油类 脱蜡 环烷烃类加工油 脱色
高分子材料的加工成型技术
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高分子材料的加工成型技术摘要:在现代社会发展潮流中,高分子材料的成型加工技术受到了社会各界人士的高度关注,且应用范围也在不断的扩展延伸。
鉴于此,深入分析高分子材料的加工成型技术以及应用,可以帮助我国研究成员更好的探究该领域的内容,促使高分子材料成型加工技术与各行业进行充分融合。
关键词:高分子材料;加工成型;技术应用引言随着聚合物在很多重要行业中的应用越来越广泛,在保证其经济性的基础上,我们应该加强聚合物成形工艺的研发,以确保其在生产成本和时间上的良好应用,促进国家的繁荣。
1.高分子材料的概述1.1高分子材料的分类高分子材料有很多种,橡胶,塑料,纤维,粘合剂,涂料等都在这一范畴之中,该种材料在很多领域都有很大的用途。
高分子又称为聚合物质,通过多次使用共价键联,将不计其数的简单相同的结构单位反复组合而形成。
目前,关于聚合物的种类有很多种,根据原料的种类划分,可以将其划分为自然物质和人造物质。
根据物料性质可分为橡胶、纤维、塑料、粘合剂、涂料等;根据用途的不同,可以将其划分为:普通高分子材料、特种高分子材料、功能性高分子材料。
当前,聚合物在建筑、交通、家电、工农业、航空等领域得到了越来越多的应用,并逐渐朝着功能化、智能化、精细化方向发展。
而国内在此领域的发展和科研工作起步较迟,亟需加强技术创新,加强技术人员培训,使聚合物成形工艺水平持续提升,才能走在国际前沿。
1.2高分子材料的成型性能在不同的物理条件下,聚合物的特性差异很大,所以在对聚合物的成形特性进行分析时,必须对聚合物的溶质特性有一定的认识。
已有的实验结果显示,非晶体聚合物的主要形态有玻璃态、高弹态、粘性态三种形态,但多数晶体物质仅有两种形态,即晶态和粘性态。
玻璃态、高弹态和晶体态是物料成形后所采用的形态,而粘流态则是物料在处理时所表现出的形态,不过,也有一些聚合物在高弹状态下完成处理加工作业。
聚合物的制造工艺一般是将聚合物材料制成熔化,放入模具和流动通道中,再经过降温再进行定型,从而使聚合物具有良好的流变性。
高分子材料的增韧改性与增强改性
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高分子材料的增韧改性与增强改性点击上方「材料科学与工程」快速关注材料类综合、全面、专业的微信平台增韧改性韧性是表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,材料的韧性,可以用材料形变至断裂点时所吸收的应变能来表征。
一般可以用冲击强度来表示材料的韧性,冲击强度是度量材料在高速冲击下韧性大小和抗断裂能力的参数。
1、弹性体增韧机理增韧改性添加弹性体传统方法是是添加橡胶颗粒,现在发展到添加各种新型弹性体。
弹性体颗粒的作用主要是引发塑料基体产生大量的银纹和剪切带,并控制银纹的扩展。
在弹性粒子和塑料的界面具有很好的粘结作用的条件下,塑料基体产生大量的银纹和剪切带,直接吸收冲击能,并且剪切带还可以终止银纹,阻止其发展成为裂纹。
对于脆性基体而言,弹性颗粒主要在塑料基体中诱发银纹,对于有一定韧性的基体,橡胶(弹性)颗粒主要诱发剪切带。
对此,有三种理论提出来:微裂纹理论、多重银纹理论和剪切屈服理论。
在实际的弹性体增韧塑料试样拉伸过程中,由于剪切变形导致高分子的取向接近于拉伸方向,从而更利于银纹产生,所以可以认为,正是由于剪切带与银纹的这些相互作用,促使材料具有更好的增韧效果。
常用弹性体增韧材料有:高抗冲击树脂,如CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油树脂(MPR)等;高抗冲击橡胶,如乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈胶(NBR)、丁苯胶、天然胶、顺丁胶、氯丁胶、聚异丁烯及丁二烯胶等。
增强改性在聚合基体中加入第二种物质,则形成“复合材料”,通过复合来显著提高材料力学强度的作用称为“增强”作用。
能够提高聚合物基体力学强度的物质称为增强剂或活性填料。
经常被熟知的塑料增强是添加补强填料和纤维,除此之外还有液晶增强和纳米材料增强等。
1、填料增强改性粉状填料粒子的活性表面较强烈的吸附聚合物的分子链,形成链间的物理交联。
吸附了分子链的这种粒子能起到均匀分布负荷的作用,降低了材料发生断裂的可能性,从而起到了增强的作用。
橡胶的软化与增塑体系
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橡胶的软化与增塑体系在橡胶加工过程中一般都需要加入10-30份重量的软化剂或增塑剂,通常是一种能使胶料具有一定柔软性的低分子物质。
它们除了能增加胶料的可塑性、流动性、粘着性,便于压型和成型等工艺操作,以及有助于粉末状配合剂的分散和降低温度外,还降低了橡胶的粘流温度及玻璃化温度,提高橡胶制品的耐低温性能。
- 中国橡胶网,橡胶技术交流会,橡胶论坛,橡胶技术论坛,橡胶配方,橡胶培训班!. n# x* w8 a* i% W: a从最终效果都是增大胶料柔软性这一点来看,软化剂与增塑剂起到相同的效果,从应用范围来看,两都有很大的差别。
软化剂多来源于天然物质,常用于非极性橡胶。
而增塑剂多为合成产品主要应用于某些极性合成橡胶或塑料中,它多属于难挥发物质,在天然橡胶等通用橡胶中很少使用,因而它与软化剂有着不同极性的化学物质。
在胶料中加入化学塑解剂与加入增塑剂或软化剂作用本质上是不同的,前者是通过化学反应,使橡胶大分子断链,降低橡胶分子量,增大生胶的可塑性,塑解剂起着促进橡胶分子断裂作用,这种增塑方法称为化学增塑法。
后者是通过互相溶解或渗透,软化剂或增塑剂分子物进入到橡胶分子内,增大橡胶分子间的距离,减弱大分子间的作用力(降低粘度),使大分子链较易滑动,宏观上增大了胶料的柔软性和流动性。
因此这种增塑方法被称为物理增塑法。
+ w8 I- F( a" C. @" N" U橡胶是一种高粘度的弹性体,在低分子软化剂或增塑剂作用时,首先出现溶胀现象,然后才能互相混溶。
溶胀时低分子物质渗入到橡胶分子之间,降低了橡胶分子间相互作用力,结果降低了橡胶的玻璃化温度,改善了耐寒性。
橡胶与软化剂的相溶性与它们的内聚能密度大小可溶解度参数(S.P.)有关,两者内聚能密度差值愈小即S.P.值相近时,溶解过程则愈易自动进行,也意味着溶质与溶剂两分子结构相似,较易互相溶解。
各种物质的S.P.值与物质的某些性质,如,极性有关。
高分子加工助剂第五章(增塑剂).
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(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。
第五章 增塑剂
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 增塑剂的增塑原理 增塑剂的基本性能 增塑剂的品种及用途 增塑剂的生产
第一节 概述
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。 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PVC二级转变温度区域与增塑剂(DOP)含量的关系
(2)、模量 塑化效率也可以用模量和阻尼来表示。测定模 量和阻尼的方法很多,最简单的是扭摆法。 剪切模量(G)可以用下式计算:
38527.9 104 L I G (Pa) 3 2 CD P
式中:L:试样长(cm); C:试样宽(cm); D:试样厚(cm); P:振动周期(s); I:系统开始摆动的一瞬间的惯性; μ:试样的形状因素,为C/D的函数。
2使混合物变软加工工艺变良好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用力下降材料的tgtftm降低降低流动性提高加工性变好流动性提高加工性变好3制品在常温下变柔软制品在常温下变柔软因为制品的因为制品的tg下降而在常温下表现为软质下降而在常温下表现为软质4制品的耐寒性增加制品的耐寒性增加表现在材料的表现在材料的tg和脆性温度和脆性温度tb下降下降tb
第十章-高分子材料添加剂
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三、增塑剂的性质 对增塑剂首先要解决两个问题: 1、相容性
即与聚合物是否容易混合,因为增塑剂对聚合物 的作用发生在它们分子之间,所以可将增塑剂与聚合 物的溶解度参数相近与否作为依据。 2、稳定性
即在材料内部的迁移性和材料表面的挥发性。 例:增塑PVC制品长时间使用会发粘。 解决相容性和稳定性最有效的方法是采用内增塑。 例: PVC在共聚中加醋酸乙烯,得PVAC。
§11.2 注射成型 注射方法是先使物料在料筒中熔融并混合均匀,
并集中到料筒的前部。这一过程称为预塑,与挤出完 全相同。注射过程是螺杆将预塑好的熔体注入并充满 模具,物料在模具中冷却定型。开启模具,即可得到 最后制品。注射成型是制造单件制品的最方便方法。 使用最多的是热塑性塑料,热固性塑料也可以使用注 射方法。
1. 混炼:采用两个相向转动的钢辊,且两个辊的转速不 同。物料在两辊之间受到剪切,在塑化的同时被混合 均匀。适用于两种或多种材料的混合、塑料或橡胶与 填料的混合。
2. 虽然挤出方法可以实现物料的均匀,但压延法是 效率最高的手段。例:橡胶在加工前常常“素炼”, 使其易于加工。
2. 成型加工:使用三联辊或四联辊,各个辊的转速是相 同的。物料在辊之间不受剪切作用,只是将物料压薄、 轧光。压延这一加工方法对橡胶和塑料同样重要。
3、加工性 包括增塑剂的加入对聚合物的
•凝胶化速度的影响 •热稳定性的影响 •粘性和润滑性的影响 4、对材料性能的影响
主要使材料的玻璃化温度降低,耐寒性提高,此外 还影响力学性能、电性能、老化性能和毒性等。
四、增塑剂的选用
为了解决相容性、稳定性,首先要了解增塑剂的
(1)溶解度参数
增塑剂与聚合物的溶解参数相近,相容性才好。
第一节 高分子材料的溶解和溶胀
![第一节 高分子材料的溶解和溶胀](https://img.taocdn.com/s3/m/309df1a483c4bb4cf7ecd1ce.png)
表8-1 和表8-2 分别列出一些聚合物和溶剂的溶解度参 数。由表可知:
(1) 天然橡胶的δ=16.6 ,它可溶于甲苯(δ=18.2 )和 四氯化碳(δ=17.6 )中,但不溶于乙醇(δ=26.0 );
(2) 醋酸纤维素(δ=22.3 )可溶于丙酮(δ=20.4 ) 而不溶于甲醇(δ=29.6 )。
(3)聚乙烯醇+ 水,乙醇
2. 研究高分子溶液理论的意义
高分子溶液是人们在生产实践和科学研究中经常遇到的 对象
稀溶液 C<1% ( 重量浓度) 分子量测定 1%
溶液
浓溶液 C>5% 纺丝--- 油漆,涂料--- 胶粘剂--- 增塑的塑 料
稀溶液和浓溶液的本质区别在于稀溶液中单个大分子链 线团是孤立存在的,相互之间没有交叠;而在浓厚体系中, 大分子链之间发生聚集和缠结。
δ 溶剂
δ 溶剂
δ
14.9 苯
18.7 十氢萘
18.4
15.2 甲乙酮
19.0 环己酮
20.2
15.1 氯仿
19.0 二氧六环
20.4
16.8 邻苯二甲酸二丁 19.2 丙酮
20.4
17.6 氯代苯
19.4 二硫化碳
20.4
17.9 四氢呋喃
20.2 吡啶
21.9
18.2 二氯乙烷
20.0 正丁醇
23.3
?混合 ? ? A? A ? ? B? B
(8-3)
式中:? A 和 ? B 为两种纯溶剂的溶度参数,
? A和 ? B 为两种溶剂在混合溶剂中所占的体积分数。
表8-3 可溶解聚合物的非溶剂混合物
聚合物
?
无规聚苯乙烯 18.6
高分子材料改性.doc
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第1,2章热塑性:热塑性塑料受热时熔融,可进行各种成型加工,冷却时硬化。
再受热,又可熔融、加工,即具有多次重复加工性,它的加工过程基本是物理变化。
大多数线型聚合物均表现出热塑性,很容易进行挤出、注射或吹塑等成型加工。
在一定温度范围内,能反复加热软化和冷却硬化的性能,线形或支链型聚合物具有这种性能。
一般的聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料都是热塑性。
热固性:热固性塑料受热熔化成型的同时发生化学的交联反应,将线形的分子交联形成立体网状结构,再受热不熔融,在溶剂中也不溶解,当温度超过分解温度时将被分解破坏,即不具备重复加工性。
常用的热固性塑料品种有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯等。
通用塑料:产量大、用途广、占塑料应用量的80%以上。
使用温度在100℃以下,价格低,性能一般,主要用于非结构材料和生活用品上。
通用塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS等。
通用工程塑料:具有较好的力学性能,使用温度在100~150℃,可作为结构材料。
通用工程塑料主要有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、热塑性聚酯等。
特种工程塑料:力学性能更好,使用温度在150℃以上,主要用于要求质量轻、力学性能高能代替金属材料的航空、航天等领域中。
特种工程塑料主要有聚酰亚胺、聚芳酯、聚苯酯、聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氟塑料等。
改性主要方法:共混改性、化学改性、填充与纤维增强改性、表面改性、共挤出复合改性。
高分子材料发展趋势: 1. 通用高分子材料的高性能化、高功能化和低成本化 2. 功能高分子材料、特种高分子材料与工程塑料发展迅速3. 与能源、环境相关的有机高分子材料的协调发展越来越受到重视4. 高分子材料加工领域的研究不断拓展并深化5. 高分子材料科学与其他学科的交叉不断加强。
天然高分子的利用与加工、天然高分子的改性和合成、高分子的工业生产。
生物化;开发天然高分子的潜在资源化;绿色化。
第3章配方的计量方法:1、单因素变量配方设计方法。
第五章 软化增塑体系PPT课件
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混第五合章与:混软炼化工增艺塑
互容系统的熵变对溶解过程的影响有两种情况。一种是混 合熵,即溶解时溶质分子与溶剂分子混合时系统中的熵变, 是熵增过程,说明混合过程中分子排列趋于无序,即 △S1>0;另一种是橡胶分子溶解后,使空间构型减少(即因 溶剂化作用使柔软的橡胶分子呈刚性分子特性),橡胶大分子 的熵变则减少,即:△S2<0,故一般是| △S1 |>| △S2 |。
系统溶解时的热效应主要与内聚能密度(C,E,D)有关。 当溶解过程为两种低分子液体时,该系统的混合热效应则 由溶质分子之间、溶剂分子之间及溶质和溶剂分子之间的 三组不同的作用力来决定。鉴于内聚能密度大小可用溶解 度参数(S,P)表示,所以,当体系中两者内聚能密度差值 愈小,也即两者S,P值相近时,系统的△H<0,溶解过程 则愈易自动进行。这是因为内聚能密度相近,意味溶质与 溶剂两种分子结构相似,较易互相溶解。
混第五合章与:混软炼化工增艺塑
各种橡胶和增塑剂的S,P值如下表所示。
混第五合章与:混软炼化工增艺塑
高聚物在溶解时,溶剂的性质对高聚物的溶解能力有
很大影响。从高聚物和溶剂的极性大小亦可判断两者的 互溶能力。一般规律是极性大的溶质易溶于极性大的溶
剂,极性小的溶质易溶于极性小的溶剂。这一原则在一 定程度上对选用高聚物的溶剂是有指导意义的。例如, 未硫化天然橡胶近于非极性,它能很好地溶于汽油、苯、 甲苯等非极性溶剂中;聚乙烯醇弹性体是极性的,它能 溶于水和乙醇中。
多为合成产品,主要应用在某些极性合成橡胶或塑料中。 它多属难挥发性物质(沸点不低于250℃),在天然橡胶等 通用橡胶中很少使用,因而它是与软化剂有着不同极性 的化学物质。
混第五合章与:混软炼化工增艺塑
在胶料中加入软化剂或增塑剂提高可塑性,与生胶塑 炼时加入化学塑解剂的增塑作用在本质上是不同的。前者 是通过互相溶解或渗透,软化剂或增塑剂低分子物进入到 橡胶分子内,增大橡胶分子间距离,减弱大分子间作用力 (降低粘度),使大分子链较易滑动,宏观上增大了胶料的
高分子材料化学PPT课件
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溶剂的选择
溶度参数相近原则 极性相似相溶原则 溶剂化原则
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溶度参数相近原则
如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常 遇到的问题,如制备薄膜包衣液或制备控释膜,如何 来选择溶剂、应用何种不同性质的化合物来调节膜上 孔隙的大小,药物、溶剂和高分子的相容性如何等, 这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律。 这些规律对聚合物的溶剂选择具有一定的指导意义。
?溶度参数相近原则极性相似相溶原则313溶剂的选择?极性相似相溶原则?溶剂化原则?如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常遇到的问题如制备薄膜包衣液或制备控释膜如何来选择溶剂应用何种不同性质的化合物来调节膜上孔隙的大小药物溶剂和高分子的相容性如何等这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律
1
1 3
1 :2 1: 2
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极性相似相溶原则
对于非晶态极性聚合物不仅要求溶剂的溶度参数与聚 合物相近,而且还要求溶剂的极性要与聚合物接近才 能使之溶解,如聚乙烯醇是极性的,它可溶于水和乙 醇中,而不溶于苯中。
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溶剂化原则ຫໍສະໝຸດ 溶度参数相近的聚合物一溶剂体系,不一定都能很好
只能发生溶胀。 交联度越大,溶解度越小。 交联度可以用交联点密度表示。交联聚合物中交联链
的结构单元数Nc占总结构单元数N的分数,通常用q表 示。Q=Nc/N。
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制备药用高分子溶液的方法
药用高分子材料大多呈粒状、粉末状,如果将其直接 置于良溶剂中,易于聚结成团,与溶剂接触的团块表 面的聚合物首先溶解,使其表面粘度增加,不利于溶 剂继续扩散进人颗粒内部。
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高分子材料配方设计说明
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用量一般为0.1%~5%
抑菌剂〔杀菌剂
类型 防虫剂
防兽剂
增塑剂
增塑剂——降低塑料的软化温度和提高其加工性、 柔软性或延展性,加入的低挥发性或挥发性可忽略 的物质.
经增塑的聚合物,其软化点<或流动温度>、Tg、脆 性、硬度、拉伸强度、弹性膜量下降;而耐寒性、 柔顺性、断裂伸长率会提高.
约80~85%的增塑剂用于PVC塑料制品,其它用于纤 维素树脂、醋酸乙烯树脂、ABS树脂和橡胶中.
谢 谢!
让我们共同进步
稳定剂
稳定剂——成型加工和使用时,有助于保持材料性能 原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物质.
可制止或抑制聚合物因受外界因素〔光、热、细菌、 霉菌以至简单的长期存放等所引起的破坏作用.
按老化的方式不同,稳定剂分为热稳定剂、光稳定剂、 抗氧剂、抗臭氧剂和生物抑制剂等.
<1> 热稳定剂
热稳定剂——防止聚合物在热影响下产生降解 作用的物质.
填充剂 增量填充剂〔也称惰性填充剂
增强剂〔也称补强剂、活性填充剂
<1>在橡胶中的应用 <2>在塑料中的应用 <3>常用填充剂的特性及选择
润滑剂
润滑剂——为改进塑料溶体的流动性能,减少或避 免对设备的摩擦和粘附〔粘附也可能由其它助剂 引起以及改进制品表面光亮度等,而加入的一类助 剂.
品种与选用
<1>增塑剂的应用性 能
与树脂的相容性好 增塑效率要高 增塑效果要持久
<2>增塑剂的作用机理
聚合物增塑示意图 1-增塑剂分子 2-聚合物分子 3-增塑剂与聚合物间的联结点
填充剂与增强剂
填充剂<填料>——填充物料.填充剂和增强剂有时难以 区别.
高分子材料加工基础思考题答案
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复习思考题一、高分子的基本概念、高分子的结构一.名词解释链段:从高分子链中划分出来能够独立运动的最小单元。
柔顺性:大部分高分子链具有卷曲成不规则的无规线团状的倾向。
高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能。
高分子链能形成的构象数越多,柔顺性越大。
.单键的内旋转是使高分子链具有柔顺性的根本原因。
均聚物:由一种单体聚合而成的高聚物。
如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
共聚物:由两种或两种以上单体聚合而成的高聚物。
如丁苯橡胶、酚醛树脂、乙丙橡胶等。
近程结构:高分子链的化学组成,单体单元的键接方式,高分子的构型,高分子链的键合形状远程结构: 高分子链的远程结构主要是指单个高分子的大小及高分子在空间所存在的各种形态。
分为高分子的大小(分子量及分子量分布)和高分子链的柔顺性取向:在外力场作用下,分子链或链段沿外力作用方向做有序排列的现象。
取向态结构:由于大分子链的取向而形成的聚集态结构。
聚集态结构:高分子链之间的排列和堆砌结构,也称为超分子结构。
构象:分子链中由单键内旋转所形成的原子(或基团)在空间的几何排列图像。
构型:分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列。
这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
二.问答题1. 高分子有何特征?分子量很高或分子链很长——这是高分子化合物最根本的特点;高分子是由很大数目的结构单元通过共价键相连接而成的;(均聚物、共聚物)高分子的结构具有不均一性(多分散性);大多数高分子的分子链具有一定的柔顺性。
2. 试分析线型、支链型、交联型高分子的结构和性能特点?线型:整条高分子犹如一条又细又长的线,大分子既可卷曲成团,也可舒展成直线,这取决于高分子链本身的柔性及所处的外部条件。
通常各种橡胶、大多数的纤维、塑料等都属线形大分子。
特点:既可溶解又可熔融,易于加工成型。
支链型:链分子在二维空间键合增长所形成的高聚物。
其主链上带有长短不一的支链,支链的形状有星型、梳型、无规支链型等几种。
软化增塑体系
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化学性质对SBR性能影响
组成
沥青质,% 氮碱,% 第一亲酸物,% 第二亲酸物,% 饱和烃,%
可塑性(Soott) 硬度(邵尔A) 300%定伸应力,MPa 500%定伸应力,MPa 拉伸强度,MPa 扯断伸长率,% 回弹性,%
沥青质 氮碱
53.4
0.0
32.4
85.5
4.5
7.0
9.7
7.5
-
-
松油系
松焦油、松香 萜烯树脂、妥尔油等
合成物系
酯类化合物
苯二甲酸二酯类:如DBP、DOP等 脂肪二元酸二酯类:如DOS等 脂肪酸酯类:油酸丁酯等 磷酸酯类:如TCP等 聚酯类
液体聚合物:如液体丁腈橡胶、液体聚丁二烯、液体聚异丁烯、 半固态氯丁、氟蜡等
主要成分与使用性能
主要成分 使用性能
主要是由芳香烃类、环烷烃类和链烷烃类三者构成的复杂化合物和混合物, 此外还含有链烯烃以及少量的氧、氮、硫等元素与烃形成的各种杂环化合 物或取代物;
化学性质与使用性能 石油系操作油的化学性质 化学性质对SBR性能影响
沥青质 氮碱 第一亲酸物 第二亲酸物 饱和烃
石油系操作油的化学性质
化学性质 是根据油品与不同浓度硫酸的反应产物在正戊烷中的溶解性为基础,将油品的分成 五中化学成分来表征,即沥青质、氮碱、第一亲酸物、第二亲酸物和饱和烃;
第二亲酸物
第二亲酸物 是除去第一亲酸物后与发烟硫酸作用不溶于正戊烷的部分,它是一种低不饱和度 的烃类物质,碘值为5~12;
特性 与各种橡胶的混溶性良好; 没有污染; 不影响硫化;
饱和烃
饱和烃 特性
是不与发烟硫酸作用的最稳定部分,为链烷烃和环烷烃的混合物;
(含饱和烃多的油品)除与IIR、EPDM等饱和度高的橡胶有较好的混溶性外,与 其他橡胶的混溶性都差,容易喷出,但有润滑作用,有助于压出加工; 环烷烃与橡胶的混溶性较链烷烃要好,喷出倾向也小;
第五章 软化增塑剂
![第五章 软化增塑剂](https://img.taocdn.com/s3/m/8bde8d74be23482fb4da4c31.png)
§5-7 合成酯类增塑剂
§5-8 橡胶塑解剂(塑炼部分详述)
§5-1 概述
1.软化增塑方法
2.增塑目的
3.软化增塑剂定义 4.增塑剂应具备的条件 5.增塑剂分类
§5-1 概 述
1.软化增塑 软化:由硬转软的变化,强调是物性的变化 增塑:增加塑性的过程,强调是工艺性的变化
本质上:分子间作用力下降(分子量下降、分子间距增加、分子的刚性下降或分子的柔顺增加)。
来源 植物油和动物油 品种 脂肪酸(硬脂酸,蓖麻酸,月桂酸),油膏(黑油膏,白油膏) 1.油膏 品种:黑油膏-不饱和植物油(亚麻油,菜籽油)与硫黄在160-170℃加 热下制得,略带有弹性的黑褐色固体 略有污染性 白油膏-与一氯化硫共而得到的白色松散固体 不污染 特性:a.显著改善工艺性能(促使填充剂在胶料中的分散,胶料表面光滑, 收缩率小,挺性大,有助于压延,压出和注压操作)
§5-1 概述
5.软化增塑剂分类 软化剂:天然的,非极性橡胶,如凡士林,石蜡,松焦油,古马隆等 增塑剂:合成的,极性橡胶或树脂,如DOP,DBP等
⑴按来源分
石油系,煤焦油系,松油系,脂肪油系,合成系,液体聚合物 矿物质系、动植物系、合成系 ⑵按用量分
操作油:加工时加入,工艺性
填充油:合成时加入,经济性 ⑶按粘着性 增粘型 如古马隆,松焦油,松香,沥青等 润滑型 如凡士林,石蜡,机油等 ⑷作用方式 物理增塑剂 化学增塑剂(塑解剂)
b.减少喷硫
c.耐老化(耐日光,耐臭氧),电绝缘性能好 d.用量多时,迟延硫化,不耐老化
e.易皂化,不能用于耐碱,耐油制品中
黑油膏
白油膏
§6-6 脂肪油系软化剂
2.硬脂酸 来源: 动物固体脂肪以高压水解,用酸碱水洗,再经处理而制得 性状: 白色或微黄色颗粒状或块状物质,稍有脂肪味 特性:a.与橡胶具有较好相溶性(但IIR除外) b.润滑性(有助于分散,防止粘辊) c.硫化活性剂
聚合物的增塑
![聚合物的增塑](https://img.taocdn.com/s3/m/ce1819edad02de80d5d84015.png)
▪外增塑剂
外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物,把它添加在需要增塑的聚合物内,可 增加聚合物的塑性。外增塑剂-般是一种高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固体,而 且绝大多数都是酯类有机化合物。通常它们不与聚合物起化学反应,和聚合物的相互 作用主要是在升高温度时的溶胀作用,与聚合物形成种固体溶液。外增塑剂性能比较 全面且生产和使用方便,应用很广。现在人们一般说的增塑剂都是指外增塑剂。邻苯 二甲酸二辛酯(DOP )和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑剂。
谢谢观看!
邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯
增塑剂的分类?
从化学结构上可将增塑剂分为如下几类:
(1)邻苯二甲酸酯类 (2)磷酸酯类 (3)乙二醇和甘油类 (4)己二酸和癸二酸酯类
(5)脂肪酸酯类 (6)环氧类 (7)聚酯类 (8)其它如氯化石蜡、氯化联苯、 丙烯腈-丁二烯共聚物等。
由此可见,增塑剂不仅限于小分子物质,某些柔性的高分子物质也 可起到增塑作用。
●极性增塑剂—极性聚合物体系(破坏物理交联点作用)
增塑剂分子进入大分子链之间,增塑剂的极性基团与高分 子的极性基团相互作用,从而破坏了高分子间的物理交联 点,使链段活动能力提高。
●非极性增塑剂—极性聚合物体系(遮蔽作用)
增塑剂分子进入大分子链之间,非极性增塑剂遮蔽了高分 子极性基团,削弱了高分子间的作用力,使链段活动能力 提高。
▪ 增塑剂按其作用方式主要种类可以分为两大类型 ▪ 即内增塑剂和外增塑剂。
▪内增塑剂
内增塑剂内增塑剂实际上是聚合物的一部分。一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程 中所引入的第二单体。由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中,降低了聚合物分子 链的有规度即降低了聚合物分子链的结晶度。例如氯乙烯一酯酸乙烯共聚物比氧乙烯 均聚物更加柔软。内增塑剂的使用温度范围比较窄,而且必须在聚合过程中加入,因 此内增塑剂用的较少。
聚合物增塑原理及工艺
![聚合物增塑原理及工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/1d8034d50342a8956bec0975f46527d3240ca68b.png)
聚合物增塑原理及工艺增塑剂常用作耐热、耐候和耐久性高的PVC制品的辅助增塑剂,例如屋顶防水卷材,电线电缆料等。
还可用于家具和室内装饰的油漆、涂料及精密仪器的润滑剂或润滑添加剂,硝基清漆助剂,纸张软化剂,聚酯酰胺双向拉伸薄膜,膜塑工艺品等,在许多方面都有着十分广泛地用途。
那么,增塑剂的增塑原理及作用有哪些呢?增塑剂的增塑原理包括内增塑原理和外增塑原理。
1、内增塑原理当增塑剂与树脂一起熔融时,增塑剂的小分子便会插入到聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链间的引力,增大了它们之间的距离,结果增加了聚合物分子链的移动可能,降低了聚合物分子链间的缠结,使树脂在较低的温度下就可发生玻璃化转变,从而使塑料的塑性增加。
由此可见,聚合物分子链之间的引力和缠结是对抗塑化作用的一大原因。
2、外增塑原理聚合物的分子结构也影响聚合物分子链间的引力,特别是聚合物分子链上各基团的性质,具有强极性基团的分子链间作用力大,具有非极性基团的分子链间作用力小,为了使具有强极性基团的聚合物易于成型,可以加入增塑剂,增塑剂的极性基团会与聚合物极性基团相互作用,从而削弱了聚合物间的引力,也就达到了增塑的目的。
增塑剂之所以起到增塑作用,其关键是使聚合物间的作用力减弱。
另外,因为增塑剂一般为小分子物质,在聚合物的高分子链间易于移动,也相对于高分子链的运动起了润滑作用。
增塑剂的作用有四种:1、混凝土应用:一般混凝土的含水量越高,其流动性及加工性越好。
但在混凝土有足够的水分时,混凝土凝固后的强度和含水量恰成反比。
因此若要混凝土有高强度,混凝土的水量不能过多,此时的加工性就会变差。
2、石膏干壁应用:石膏干壁中使用的塑化剂也称为分散剂,可增加石膏凝固之前的加工性。
为了减少使干壁干燥所需的能量,在制作时会加入较少的水,此时的加工性就会变差,加入塑化剂可以改善其加工性。
但若加入过量的塑化剂,会出现缓凝作用,也会使石膏干壁强度变差。
3、含能材料应用:含能材料及烟火药剂一般会使用增塑剂,一方面可以改善推进剂的本身或其粘合剂的物理性质,另一方面也可以当成辅助燃料,提升单位质量燃料所提供的推进力(即比冲)。
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前言
软化增塑原理 石油系软化剂 其他软化增塑剂 重增塑剂品种和用量。
前言
1.什么是软化增塑作用? 其实质就是降低橡胶胶料的大分子间的相互作用 力,表现为降低胶料粘度,增加混炼胶的流动性,加 速配合剂的分散,缩短混炼时间;降低压延、压出的 膨胀收缩率,改善压延、压出制品的表面光滑性,增 加胶料在模具中的流动性,在一定程度上改善硫化胶 的低温性、回弹率及强伸等性能,这些作用就称为软 化及增塑作用。
对碳黑等粉状配合剂有湿润作用,使之易于分散于胶料 中,缩短混炼时间,提高混炼效果,同时可减少压延挤 出胶料的膨胀收缩率; 增加制品的柔软性和耐寒性,能有限度提高回弹性、强 伸撕裂性,改善耐屈挠性,降低硬度;
增进胶料的自粘性和粘性。
5.参考书
《橡胶工艺原理》
《橡胶工艺学》 《橡胶工业手册》第二分册 《塑料橡胶加工助剂》
软化剂增塑剂选用原则:一般是对极性橡胶应选用极性的 软化增塑剂,对非极性的橡胶选用非极性的软化增塑剂。 但极性橡胶与极性增塑剂的选择往往有亲核亲电相匹 配的问题。 例:PVC 9.7 CHCl3 9.3 C2H5Cl 9.7
相溶
H
=O
不相溶
亲电性
亲核性
弱亲电性:烃类、卤化烃类 强亲电性:醇类、腈类、含硝类、羧酸类、磺酸类 亲核性:胺类、酰胺、酯类、酮、醛、醚
NR(δ:7.9-8.1)能与DBP(δ=9.4)很好互溶。
O
C ‖ CδO 对于饱和橡胶,由于不含双键,所以一般无局部链段的溶 δ+ C
剂化作用。
软化增塑剂分:
溶剂型软化增塑剂(能产生溶剂化作用):与橡胶互溶
性大,增塑效果大,硫化不易喷出,但用量大,易导致 橡胶产生溶解。
非溶剂型软化增塑剂:与橡胶互溶性差,增塑效果小,
易喷出,只作加工助剂使用。
四.软化剂和增塑剂的作用原理
1.非极性橡胶的软化作用——靠渗入、屏蔽、隔离作用
削弱高分子之间的作用力。 首先软化剂渗入橡胶分子之间,把大分子推开,降低大 分子间的作用力,其次是软化剂的屏蔽隔离作用使大分子链 活动性增加,柔性↑,Tg↓,同时软化剂对大分子的稀释作
用,从而使橡胶的粘度大大下降,起到软化作用。
2.极性橡胶的增塑作用——靠定向排列、隔离的双重 作用来削弱高分子之间的作用力。 增塑剂分子中含有极性基和非极性基两部分,极性基使 增塑剂与橡胶能很好互溶,起定向排列作用;而非极性基可
把橡胶的极性基屏蔽隔离起来,削弱了橡胶大分子间的作用 力。 增塑剂分子 + - +
+ - +
+- +
+
橡胶分子
橡胶分子极性基团
图:增塑剂作用原理模拟图
橡胶工业用软化增塑剂按来源分:
石油系
植物油系 煤焦油系 酯类 液体聚合物
§2 石油系软化剂
一.石油系软化剂的品种、用途及用量 1.来源及品种 石油系软化剂是石油炼制过程中的副产品或从石油 残渣中抽炼出来的产品。 品种有:操作油、重油、石蜡、凡士林、沥青和石 油树脂等。
2.用途、用量及特点
用途、用量
作充油剂:改善加工性,降低成本,用量15~50phr。 作加工助剂:主要改善胶料的工艺操作性,用量5phr左 右。 作软化剂:主要改善硫化胶的性能(伸长率、弹性等), 用量10~15phr。 特点:软化效果好,来源丰富,成本低,可在各种通用型 橡胶中使用。
要使△F﹤0,就必须使△H≦0或→0。
二.用溶解度参数判断互溶性的原理
溶解度参数相近——相似相溶 δ=(△E / V)1/2 ∵△H= V [(△E1 / V1)1/2﹣(△E2 / V2)1/2] V1 V2 ∴△H= V(δ1﹣δ2)V1 V2 式中:V——溶液总体积; V1 、 V2——1组分、2组分的体积分数; δ1、δ2——1组分、2组分的溶解度参数。 ∴当δ1=δ2时,△H=0 一般认为δ1和δ2的差值在±1.2(cal/cm3)1/2即可互溶。
2.软化增塑方法的分类 物理增塑法(即外增塑法):通过物理作用(润滑作用) 来使橡胶增加塑性。 a. 软化:非极性的软化剂加入到非极性橡胶中——多来源 于天然物质 b. 增塑:极性的增塑剂加入到极性橡胶中——多为合成产 品(为难挥发性物) 化学增塑法(即内增塑法):通过化学塑解作用来使橡胶 增加塑性。 塑性(plasticity):橡胶在应力作用下发生永久变 形的性质,即指未硫化胶的流变性。
三.溶剂化效应
定义:溶剂化作用是指溶剂分子(软化增塑剂)在大分子 链段上发生较强的相互作用,溶剂分子对大分子的作用力 ﹥大分子间的内聚力,从而把大分子链段分离使大分子软 化。
两者能形成氢键 能产生溶剂化作用 两者能产生亲电和亲核作用
例:二烯类橡胶因含有C=C双键,π电子云呈电负性,有亲核性,
若使用酯类增塑剂,在C=O上的C原子具有亲电性,于是两 者就产生溶剂化作用,使大分子链段分离,起软化增塑作用。
§1 软化增塑原理
一.橡胶与软化剂、增塑剂互溶的热力学分析 △F=△H - T△S﹤0 △H ﹤0 △S ﹤0 △F ﹤0 ﹤0 ﹤0 ﹤0 非极性高聚物溶于非极性 溶剂 举例 极性高聚物溶于极性溶剂 ﹤0(放热) ≧0
(△H﹤T△S﹤0)
=0(无热) ﹥0 ﹥0(吸热) ﹥0
(T△S﹥△H≧0)
3.对软化增塑剂的要求 与橡胶相容性好,增塑效果大、用量少、速度快;
对于橡胶的使用性能没明显的不良影响;
低的污染性(staining)、迁移性(migration)、挥 发性(volatility)、毒性(toxicity)、抽出性
(leaching);
价廉易得。
4.使用物理增塑剂的目的 使生胶软化,增加可塑性,便于加工,减小动力消耗;
二.操作油(processing oil) 1.组成
操作油是石油高沸点馏分,是M=300~600 的复杂烃类(石油烃、环烷烃、芳烃)化合物,分 子量分布较宽,通常包括锭子油、机械油、变压器 油、三线油、五线油、六线油等。
2.分类
▲ 按油的物理性质分类(Kurtz分类法)