Prinzip des Plastifizierens des Weichmachers
Weichmacher werden in interne Weichmacher und externe Weichmacher unterteilt.
Interner Weichmacher: Das zweite Monomer wird während der Polymerisation des Polymers eingeführt. Da das zweite Monomer in der Molekülstruktur des Polymers copolymerisiert wird, ist die Kristallinität der Molekülkette des Polymers reduziert. Eine andere Art der internen Plastifizierung ist die Einführung von Verzweigungen (oder Substituenten oder gepfropften Verzweigungen) in die Molekülketten des Polymers. Verzweigungen können die Wechselwirkung zwischen der Polymerkette und der Kette reduzieren, wodurch die Plastizität des Kunststoffs erhöht wird. Da das zweite Monomer eine stabile Kombination chemischer Bindungen mit dem Polymerkettensegment aufweist, wird es nicht durch das Medium extrahiert, aber im Hinblick auf Prozess und Kosten ist der Verwendungstemperaturbereich des internen Weichmachers relativ eng und muss während des Verfahrens hinzugefügt werden Polymerisationsprozess. Wird normalerweise nur in leicht flexiblen Kunststoffprodukten verwendet.
Äußere Weichmacher: Im Allgemeinen werden hochsiedende, weniger flüchtige Flüssigkeiten oder niedrigschmelzende Feststoffe dem Polymerisationssystem zugesetzt. Die große Mehrheit der organischen Esterverbindungen reagiert normalerweise nicht chemisch mit dem Polymer. Die Wechselwirkung mit dem Polymer bei erhöhter Temperatur ist hauptsächlich quellend und bildet eine feste Lösung mit dem Polymer.
Weichmacher können nach ihrem Wirkprinzip und ihrer Wirkungsweise in zwei Arten unterteilt werden, die innere und die äußere Plastifizierung.
Interne Plastifizierung: Blockcopolymerisation oder Pfropfcopolymerisation von heterogenen Monomermolekülen, wodurch die intermolekulare Anziehungskraft verringert wird, z. B. die Copolymerisation von Vinylchlorid und Vinylacetat.
Äußere Plastifizierung: Mit Hilfe einiger niedermolekularer Substanzen mit solvatisierender Wirkung werden sie in die Harzmoleküle eingebaut, um den Abstand zwischen den Molekülen zu vergrößern und so die intermolekulare Kraft zwischen den Harzmolekülen zu verringern. Infolge der Plastifizierung nimmt die intermolekulare Anziehungskraft ab. Erweicht das plastifizierte Harz und senkt gleichzeitig die Verarbeitungstemperatur des Harzes.
Die allgemein akzeptierte Theorie wird wie folgt beschrieben:
Die Plastifizierung von Polymermaterialien wird durch die Schwächung der Aggregation zwischen Polymerketten im Material verursacht. Das Einfügen von Weichmachermolekülen in die Polymermolekülketten schwächt die Anziehungskraft zwischen Polymerketten, was zu einer Erhöhung der Mobilität der Polymerketten und einer Abnahme der Kristallinität der Polymerketten führt, wodurch die Plastizität des Polymers erhöht wird. .
Wenn einem Polymer ein Weichmacher zugesetzt wird, treten im Polymer-Weichmachersystem die folgenden Kräfte auf: a. Die Wechselwirkungskraft zwischen Polymermolekülen und Polymermolekülen (I);
b die intermolekularen Kräfte des Weichmachers selbst (II);
c. Kräfte zwischen Weichmachern und Polymermolekülen (III).
Im Allgemeinen sind Weichmacher kleine Moleküle, daher ist (II) klein und kann nicht in Betracht gezogen werden. Der Schlüssel liegt in der Größe von (I).
Wenn es sich um ein unpolares Polymer handelt, ist (I) klein, Weichmacher lassen sich leicht einführen, und der Abstand zwischen Polymermolekülen kann vergrößert werden, und die intermolekularen Kräfte können geschwächt werden, was eine gute weichmachende Wirkung entfalten kann. Polymere (I) sind groß und Weichmacher sind nicht leicht einzuführen.
Die Verwendung von Weichmachern auf Polarisatorbasis ist erforderlich, damit die polaren Gruppen mit den polaren Gruppen der Polymere anstelle der interpolaren polaren Wechselwirkungen der Polymere interagieren können, so dass (III) zunimmt, wodurch der intermolekulare Raum geschwächt wird. Die Kraft zur Plastifizierung.
Die Hauptaufgabe von Weichmachern besteht darin, die Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Polymermolekülen zu schwächen, die Beweglichkeit der Polymerketten zu erhöhen und die Kristallinität der Polymerketten zu verringern, dh die Plastizität von Kunststoffen zu erhöhen. Die Dehnung, Flexibilität und Flexibilität von Kunststoffen werden verbessert, während die Härte, der Modul, die Erweichungstemperatur und die Versprödungstemperatur abnehmen.