增塑剂溶解度参数 增塑剂的塑化效率以什么为基准

增塑剂的塑化效率以什么为基准？

一 ﹑塑化效率

增塑剂的主要作用是降低聚合物分子间的相互作用力﹐增加聚合物分子链的移动性﹐即降低聚合物的软化温度﹐这是增塑剂最基本的性能。不同的增塑剂塑化效能不同﹐其性能优劣通常用塑化效率来表示。塑化效率可理解为使树脂达到某一柔软程度的增塑剂用量﹐它是一个相对值﹐可以用来比较增塑剂的塑化效果。

在实际应用中﹐聚合物塑化的结果表现为玻璃化温度和模量的下降。为此经常为玻璃化温度和模量来表示增塑剂的塑化效率。

1.玻璃化温度

增塑剂作用导致聚合物分子链间的移动﹐其移动性通常用玻璃化温度来度量。在玻璃化温度以上聚合物是柔软的﹐在玻璃化温度以下是坚硬的。可见不同的增塑剂在相同添加量的情况下﹐玻璃化温度越低﹐则塑化效果越好。

一般情况下﹐PVC的玻璃化温度为80oC左右﹐但每加入10PHR的DOP，其玻璃化温度为下降20---25oC﹐若加入50PHR的DOP﹐则PVC的玻璃化温度下降到-60oC.

2.模量

塑化效率不仅可用玻璃化温度的降低来表示﹐而且可用与温度有关的力学性能如模量和阻尼来表示。模量表示比较复杂﹐但比较客观﹐此处不多讲述。

3.影响塑化效率的因素

增塑剂的塑化效率与本身的化学结构以及自身的物理性能有关﹐主要表现为以下几个方面﹕

（1）增塑剂的分子量影响增塑剂的塑化效率。分子量小的增塑剂显示出良好的塑化效率。

（2）分子量相同的情况下﹐分子内极性基团多的或者环状结构多的增塑剂﹐塑化效率较差。

（3）支链烷基结构的增塑剂塑化效率不及相应的直链烷基的增塑剂。

（4）酯类增塑剂中﹐烷基链长增加﹐塑化效率降低。

（5）在酯类增塑剂中﹐烷基部分由芳基取代﹐塑化效率降低。

（6）在酯类增塑剂中﹐烷基碳链中引入醚链﹐能提高塑化效率。

（7）在烷基或者芳基中引入氯取代基﹐塑化效率降低。

（8）增塑剂的塑化效率与自身黏度有关。增塑剂的等效用量是随其黏度上升而增加的。

二、兼容性

作为增塑剂﹐首先要与树脂兼容﹐这是增塑剂最基本的性质之一。如果增塑剂与树脂不兼容﹐塑化效率就无从谈起。增塑剂可能溶解一部分树脂﹐但大部分是渗入高分子链间起溶胀作用﹐因此可以简单的把增塑剂视为溶剂。增塑剂的兼容性可以用溶解度参数﹑相互作用参数﹑特性黏度﹑介电常数等表征。

聚合物和增塑剂的结构对兼容性有很大的影响。结构基本上类似的树脂和增塑剂兼容性良好。作为主增塑剂使用的烷基碳原子数为4----10的邻苯二甲酸酯﹐与PVC的兼容性是良好的﹐但是随着烷基碳原子数进一步增加﹐其兼容性急速下降。因此使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂的烷基碳原子数通常不超过13个。酯类增塑剂中烷基为戊基时兼容性最好。

环氧酯类增塑剂中﹐多元醇酯比单酯兼容性好﹔聚脂增塑剂分子量较大﹐故兼容性较差﹐需用较高的温度的强烈机械混炼来补尝。氯化石蜡虽然有较强的极性﹐但单独使用时﹐仍有析出现象﹐只能作为辅增塑剂使用。此外环状结构比脂肪族链烃的增塑剂兼容性好﹔分支结构比直链接构的增塑剂兼容性好。

三、加工性

选用不同的增塑剂将显著地影响杩脂的加工性能。因此选择增塑剂时必须考虑基加工性。增塑剂的加工性与兼容性密切相关﹐一般来说兼容性好的增塑剂加工性也好。当然也要考虑增塑剂的其它性能参数﹐如黏度﹑闪点等。

加工性柯以通过凝胶化速度﹑凝胶化温度﹑鱼眼状斑点消失速率等参数反映出来。分子量大﹐兼容性差的邻苯二甲酸酯的凝胶化速度较慢﹐反映出这些增塑剂加工差。配合物的加工性同时受稳定剂和润滑剂的影响。使用了兼容性差的润滑剂和较大用量的稳定剂的情况下﹐需要充分考虑混合料的加工性﹐防止增塑剂的渗出。

四、耐寒性

所谓增塑剂的耐寒性是指用增塑剂增塑的聚合物制品的耐低温性能﹐反映在低温脆化温度﹑低温柔软性等指标。通常将PVC树脂中加入1%摩尔分数增塑剂报引起的玻璃化温度的下降值﹐称为增塑剂的低温效率值。增塑剂的耐低温性能一方面取决于增塑剂的结构﹐包括链长短﹑分支情况﹑官司能团和种类和多少等﹔另一方面﹐取决于增塑剂进入聚合物链间的极性影响和隔离作用﹐还与增塑剂本身的活化能有关﹐增塑剂黏度越大﹐流动活化能越大﹐则耐寒性越差。

增塑剂的耐寒性与兼容性有相反的关系。以直链亚甲基为主体的二元脂类有良好的耐寒性﹔含有较长的直链的邻苯二甲酸酯类一般耐寒性良好发﹐但随着烷基支链的增加﹐分子链的柔性降低﹐相应的增塑剂耐寒性下降。因此作为主增塑剂的直链醇的邻苯二甲酸酯都具有良好的耐寒性。当增塑剂分子中含有环状结构时﹐耐寒性会显著。目前作为耐寒性增塑剂使用的主要是脂肪族二元酸酯（DOA﹑DOS﹑DOZ等）。

五﹑稳定性

增塑剂本身有很好的化学稳定性﹐在贮存期间几乎不用考虑热和光造成的影响﹐但增塑剂的类型的浓度对聚合物配合物的兴﹑热稳定性影响较大。

1.贮存稳定性

贮存稳定性显示的是增塑剂本身的性能。有杂质会使其降低。

2 . 热稳定性

热稳定性是指制品加工和使用过程中受热时的稳定性。增塑剂热稳定性与增塑剂的结构有直接关系。除了增塑剂的结构外﹐以下因素也会影响热稳定性﹕

（1）增塑剂的纯度对热稳定性有显著的影响。纯度越高﹐热稳定性越好。

（2）增塑剂的润滑性影响其热稳定性﹐润滑性强的增塑剂能明显地改善动态热稳定性。

（3）增塑剂的挥发性影响动态其热稳定性﹐挥发性高的增塑剂会使热稳定性显著降低。

（4）PVC的分解产物HCL对羟酸酯的热分解具有催化作用﹐造成增塑剂本身的热稳定性下降。

3. 抗氧稳定性

增塑剂的抗氧稳定性与其本身的结构有关﹐增塑剂氧化之后﹐反映为酸值增加。

4.光稳定性

增塑剂的光稳定性是指其抵抗光氧老化的性能﹐也可称为耐候性。一般耐寒性优良的增塑剂是不耐候的。环氧化合物可以一很大程度上提高PVC的耐候性。