增塑剂的作用机理

• 1．2．15．1 相容剂的作用机理 • 相容剂的增容作用本质上说是借助于分子间的键合力来实现的，可以起
到类似油分散于水中所用的表面活性剂的作用。相容剂之所以能将两种 不相容的聚合物组成塑料合金，是因为在其分子中具有分别能与两种聚 合物进行物理或化学结合的基团的缘故。 • 1．2．15．2 相容剂的品种与应用 • 按是否与共混物中的聚合物发生反应，可以将相容剂分为反应型相容剂 和非反应型相容剂两大类． • (1)反应型相容剂 • 反应型相容剂类似于偶联剂，其高分子链中具有能与共混物中的聚合物 发生反应的反应性基团，因为，在其与聚合物共混时伴随着化学反应。 反应型相容剂的优点是添加少量的相容剂就可产生效果，成本低；缺点 是有可能产生副反应，使共混物的性能降低，同时对混炼和成型条件要 求很高。
• 常见的可发生反应的基团对有酸酐与氨基：环氧基与酸酐；咪唑啉与羧 基；异氰酸酪与羧基；酰基内酰胺与氨基：碳化二亚胺与羧基基、金属 盐，
• 反应型相容剂的作用可分为三类：
• 与本身带有反应性基田的聚合物发生反应； • ②通过加入带反应基团的聚合物发生增容作用．如某些接枝共聚物PP—c—MAH、
PP-e—AA(聚丙烯接枝丙烯酸)和霆酰胺可以遥过酸酐或棱呆和氨基反应使共混物 PP、PE、EPM／PA6或PA66增容，也可以通过磺化PS锌盐使PS+PPE／硝化 EPDN锌盐共混物通过生成链间盐的反应增容‘ • ③加入低分子化合物，促进生成共聚物的相容化，例如对甲苯磺酸可使PET／ PA66共混体系增容，磷酸二苯酯可使PA6；PA66塑料合金增容，带环氧基、氨基、 乙烯酷基的硅烷偶联剂可作为PE／PA66塑料合会的相容剂。 • (2)非反应型相容剂 • 非反应型相容剂多为两种成分构成的高分子聚合物。其制备方法有以下两种． • ①接枝法：将一种聚合物接枝到另一种聚合物上。 • ②嵌段法：将两种单体共聚。 • 非反应型相容剂在共混时仅仅使共混组分微细．提高分散均匀性，即只起类似于 一般乳化剂的作用．其优点是：共混过程中不伴随副反应发生，容易混炼成型。 其缺点是：因添加量较多而使成本提高。 • 往聚合物共混物中加入相容剂的传统方法是将预先制成的接枝或嵌段共聚物相容 剂添加到共混聚合物内混炼加工。但目前已出现在共混树脂组分熔融共混加工制 备共混物的过程中“就地”生成嵌段或接枝共聚物相容剂的，在挤出机、密炼机 等加工设备中先生成的相容剂可直接参与增容过程．这种方法近几年获得突出的 发展。这种方法不仅有着很显着的增混效果，而见具有制法简单、增容剂用量少 (1％)、价格低、应用面广的特点，适用于小批量多品种生产。但在混炼和成型过 程中需严格控制，否则会对塑料合金的性能产生不良影响。
• (1) 色散力 色散力存在于所有极性或非极性分子之间，是由于微小的瞬时偶极的相 互作用使挨近的偶极处于异极相邻状态而产生的一种引力。但是只有在非极性体系 中，如苯、聚乙烯或聚苯乙烯中，色散力才占较主要的成分。 (2) 诱导力 当一个具有固定偶极的分子在相邻的一个非极性分子中诱导出一个诱 导偶极使，诱导偶极和固有偶极之间的引力叫做诱导力。芳香族化合物由于π电子 能高度极化所以影响特别强，如低分子量的酯与聚苯乙烯之间或苯与聚醋酸乙烯之 间主要是诱导力。 (3) 取向力 当极性分子相互靠近时，由于固有偶极的取向而引起分子间的一种作 用力叫做取向力。如酯类增塑剂与 PVC 或与硝酸纤维素的相互作用就是代表性的 例子。 2. 氢键 含有—OH基或—NH—基团的分子，如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素等，在 分子间、有时在分子内部都能形成氢键。氢键是一个比较强的相互作用键，它们妨 碍增塑剂分子插进聚合物分子间，假如氢键沿聚合物分子链分布越密相应的对抗增 塑剂插进的作用也越强。因此要求增塑剂与聚合物分子也能产生类似的强的作用。 另一方面随着温度的升高，分子间的吸引作用由于氢键的减少而明显削弱，这是由 于分子的热运动妨碍了聚合物分子的取向。
• 3. 空间有规结构的聚合物的分子链适当的条件下能够结晶，即链状分子从卷的和 杂乱的状态变成紧密折叠成行的有规则状态。在一般条件下，产业生产的聚合物不 可能是完全结晶的，而往往是由结晶区域散插在无定形区域构成的。
• 显然，增塑剂的分子插进结晶区域要比插进无定形区域困 难得多，由于在结晶区与聚合物与链之间的自由空间最小。 假如增塑剂的分子仅能插进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，也就是所谓的辅助增塑剂。 假如增塑剂的分子仅能插进聚合物的无定形区域同时又能插 进结晶区域，则此增塑剂便是溶剂型增塑剂，即所谓的主增 塑剂。
•
当把增塑剂加进到聚合物中，增塑剂分子相互之间、增塑给予聚
合物分子相互之间的相互作用力是很重要。除非所有这些相互作用
(增塑剂与增塑剂之间、增塑剂与聚合物之间、聚和物与聚合物之间)
都是同样大小时，才可能没有增塑作用和反增塑作用。
• 1.范德华力 范德华力是物质的聚集态中分子与分子间存在着的一种 较弱的引力。范德华力包括色散力、诱导力和取向力。范德华力的作 用范围只有几个埃。
增塑剂的作用机理
• 增塑剂的作用机理是增塑剂分子插进到聚合物分子链之间,削弱了聚 合物分子链间的应力,结果增加了聚合物分子链的移动性、降低了聚合 物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加，也就是对抗塑化作用 的主要因素聚合物分子链间的应力和聚合物的分子链的结晶度，而他 们则取决于聚合物的化学结构和物理结构。
பைடு நூலகம்容剂
• 凡能够增加热力学相容性差或不相容的共混树脂相界面间的结合牢 度．使其成为相容较好且稳定的共混体系．从而改进聚合物共混体系 物理、力学性能的助剂成为相容剂，又称增容剂、增混剂或界面剂， 对提高聚合物共混体系的共混效果．进而使共混材料获得优异的力学 性能具有重要作用。
• 聚合物共混是制造新型材料方便而又有效的方法之一，是当今发展最 快的高分子材料科学领域之一。大量研究结果表明，聚合物共混或者 聚合物与其他材料混合得到的混合材料，其性能直接与混合组分的相 界面张力有关，具有一定程度相容性的聚合物(高分子合金)的性能优 于组成该体系的任何一种聚合物本身的性能。一般说来，两相界面间 的作用力越大，相容性越好，材料的力学性能就越好．共混聚合物组 分间的相容性太好或太差均不利于共混改性，因此，从结构形态看， 形成一种宏观上均相而亚微观上多相的体系是研究者所期望的。增容 剂的应用是难相容或不相容聚合物共混改性的最有效途径，目前已广 泛应用于多种聚合物共混改性体系。