ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Композиционные материалы, армированные непрерывными волокнами из "Добавки для пластических масс" Выше отмечалось, что основная роль внешних пластификаторов сводится к смещению переходных состояний в область более низких температур. При этом рассматривали два идеальных типа пластификации. [c.66] Пластификация первого типа ( высокотемпературная пластификация) обусловливает сдвиг перехода из высокоэластического в вязкотекучее состояние в область более низких температур. Пластификаторами этого типа служат добавки, улучшающие условия переработки, и внутренние смазки. Облегчение переработки — единственное назначение этих добавок. Они не должны влиять на деформационные свойства полимера в температурном интервале его эксплуатации. [c.66] Пластификация второго типа вызывает смещение к пониженным температурам перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние. По сравнению с исходным полимером жесткость (модуль упругости) пластифицированной композиции может быть меньше на несколько десятичных порядков, и она может эксплуатироваться при более низких температурах. [c.66] Кристаллизующиеся полимеры обычно трудно поддаются пластификации, за исключением тех случаев, когда структуры пластификатора и полимера близки друг к другу настолько, что способны к совместной кристаллизации. Практически большинство пластификаторов, выпускаемых промышленностью, последнему требованию не удовлетворяет. При попытках использовать такие пластификаторы с кристаллическими полимерами происходит расслоение фаз и выделение пластификатора из системы. [c.67] Если кристаллический полимер содержит домены аморфного вещества достаточно больших размеров, то вполне возможна эффективная пластификация этих доменов и соответствующий сдвиг области стеклования. Заметная пластификация реализуется лишь для немногих кристаллизующихся полимеров из числа выпускаемых промышленностью. Это — полиамиды, поливиниловый спирт и полихлортрифторэтилен. В остальные кристаллизующиеся полимеры можно вводить лишь очень незначительные количества пластификатора, при превышении которых они отвергаются полимером по причинам, указанным выше. [c.67] Основным условием того, чтобы действие пластификатора осуществлялось на молекулярном уровне, является взаимная растворимость полимера и пластификатора. Это означает, что параметры растворимости (61 и 62) полимера и пластификатора должны иметь как можно более близкие значения. Соответственно, параметры полярности и поляризуемости должны быть хорошо сбалансированы. [c.67] Из всего изложенного следует, что в настоящее время научная интерпретация явления пластификации возможна лишь в качественном виде. Баланс между полярными (поляризуемыми) и неполярными компонентами пластификатора, с одной стороны, и соответствующими компонентами полимера, с другой стороны, определяет их взаимную растворимость. Сравнительные релаксационные характеристики полимера и пластификатора, в свою очередь, определяют величину смещения температуры стеклования, а следовательно, пластифицирующее действие пластификатора. Следует иметь в виду, что на релаксационные свойства композиции может оказать влияние поляризация, и поэтому совместимость и пластифицирующее действие пластификатора целесообразно рассматривать совместно. [c.68] Межмолекулярное взаимодействие полярных, неполярных и поляризующихся молекул полимера может обусловливаться соответственно дисперсионными, ди-польными и индукционными силами. Именно эти силы определяют параметры растворимости. Совместимость реализуется в том случае, когда существует одинаковый баланс указанных сил в мономерных единицах полимера и молекулах пластификатора. Именно по этой причине большинство полимеров растворяется в мономерах, из которых они получены, и в соответствующих теломерах. [c.68] Пластификаторы, проявляющие существенно более низкую совместимость с полимером, а именно 1 3, называются вторичными пластификаторами. Если требуется получить рецептуры, содержащие значительные количества пластификатора, обычно вторичные пластификаторы применяют в смеси с первичными. [c.69] Наконец, существуют добавки, очень ограниченно совмещающиеся с полимером (1 20). Если при этом они намного лучше совмещаются с первичными или вторичными пластификаторами, то их все же можно использовать для пластификации в качестве разбавителей пластификаторов. [c.69] Разбавители пластификаторов вводят в пластифицированные рецептуры в специальных целях, например для повышения огнестойкости, улучшения антистатических свойств и др. Само собой разумеется, что данная выше классификация пластификаторов имеет в виду всегда определенный полимер. Другими словами, вполне возможно, что одна и та же добавка является первичным пластификатором для одного полимера и лишь разбавителем пластификатора — для другого. [c.69] Для ряда полимеров — полиамидов, ацетата целлюлозы, поливинилхлорида, полистирола, полиэтилена — первичными пластификаторами соответственно служат Ы-этил-о, я-толуолсульфонамид, трикрезилфосфат, дио-ктилфталат, гидрированные трифенилы, углеводородные воски. [c.69] Если перечисленные пластификаторы переписать в обратном порядке, то окажется, что они несовместимы с соответствующими полимерами и могут использоваться только как разбавители. [c.69] Роль баланса между полярными, поляризующимися и неполярными компонентами в молекулах пластификатора можно проиллюстрировать на примере поливинилхлорида (табл. 3.1). Баланс в этом случае достигается за счет определенного соотношения между сложноэфирными (полярными) группами, бензольными (поляризуемыми) и метиленовыми (неполярными) группами [6]. [c.69] В Англии за характеристику пластифицирующего действия пластификаторов для поливинилхлорида принимают концентрацию пластификатора, требуемую для снижения низкотемпературного модуля упругости до заданного значения. В других странах Европы пластифицирующее действие выражают по отношению к некоторому стандартному пластификатору (например, диоктил-фталату для пластифицированных рецептур поливинилхлорида). При этом определяется температура, при которой под действием момента силы величиной 5,7Х Х10 Нм стандартный образец прямоугольного сечения закручивается на угол 90°. Эта характеристика известна как температура Т з. Пластифицирующая способность выражается в виде отношения величин Т з для оцениваемого пластификатора и диоктилфталата, при одинаковых концентрациях в полимере. [c.70] Для поливинилхлорида, поскольку стандартным является пластификатор общего назначения, пластифицирующее действие низкотемпературных пластификаторов (определяемое, как указано на рис. 3.13) окажется больше 1. [c.71] В основу классификаций, приведеных выше, были положены функциональные признаки. В соответствии с этим выбор пластификатора того или иного типа или комбинации пластификаторов определяется требованиями совместимости и оптимальной степени пластификации, зависящей от пластифицирующего действия пластификатора. [c.72] Однако на практике к пластификаторам предъявляются дополнительные требования они должны образовывать сольваты на стадии смешения с полимером, причем это должно быть экономически выгодно, и не должны выделяться из пластифицированной композиции в процессе ее эксплуатации (улетучивание, выцветание, выпотевание). [c.72] Скорости сольватации и выпотевания определяются диффузией пластификатора в полимере и поэтому они зависят от параметров растворимости (межмолекулярное взаимодействие) и, в большей мере, от молекулярной массы. [c.72] Из изложенного следует, что возможна и другая классификация, в соответствии с которой пластификаторы делятся на способные к быстрой сольватации (легкой желатинизации) и слабой миграции, с одной стороны, и к медленной сольватации (трудная желатинизация) и сильной миграции — с другой. Здесь имеется в виду, что между скоростью сольватации и миграционной способностью существует обратная зависимость просто потому, что один процесс противоположен другому. [c.72] Вернуться к основной статье