
- •Институт тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова
- •ТЕХНОЛОГИЯ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ
- •Предпосылки развития переработки полимеров
- •2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •Полимеры, которые в условиях эксплуатации находятся в стеклообразном или кристаллическом состояниях и проявляют
- •3. Классификация по химической структуре
- •4. Классификация по технологическому признаку:
- •5. Классификация по областям применения – выделение групп ПМ, сходных по основному эксплуатационному
- •7. Классификация ПМ по объему производства
- ••8. Классификация по составу и типу макроструктуры полимерного материала :
- •Типы армированных структур
- •3. СОЗДАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИА
- •1 ДОБАВКИ ЗАМЕДЛЯЮЩИЕ СТАРЕНИЕ ПМ
- •Процессы химического старения необратимы. Они приводят к разрыву химических связей, а иногда к
- •Фотодеструкция
- •Радиационная деструкция. Ионизирующее излучение ведет к образованию электрона и положительно заряженной полимерной частицы,
- •СТАБИЛИЗАТОРЫ (термо-, светостабилизаторы, антиоксиданты, антирады, антиозонаты, фунгициды).
- •Светостабилизаторы :
- •Требования к антиоксидантам:
- •Антиоксиданты делятся на первичные и вторичные.
- •2 ДОБАВКИ, УЛУЧШАЮЩИЕ
- •Основные виды смазок:
- •2. 2 ПЛАСТИФИКАТОРЫ
- •3 ДОБАВКИ СНИЖАЮЩИЕ ГОРЮЧЕСТЬ
- •интумесцентные добавки: останавливают горение полимера на ранней стадии, т. е. на стадии его
- •Добавки, механически смешиваемые с полимером: применяются для термопластов, реактопластов и эластомеров.
- •б) Фосфорсодержащие соединения
- •в) Гидроксиды металлов
- •4. ПЛАСТИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ
- •Пластификация – способ физической модификации
- •На процесс пластификации и его эффективность влияют:
- •Эффективность пластификации полимеров с сетчатой структурой (реактопластов, сшитых термопластов, вулканизатов) определяется параметрами их
- •Пластифицированные полимерные материалы выпускаются промышленностью в виде пластизолей и пластикатов.
- •Пластикаты — термопластичные полимерные материалы, полученные при смешении полимера с пластификатором.
- •Условия, которым должен соответствовать пластификатор:
- ••3.5.1 Виды пластификаторов: известно более 100 промышленных пластификаторов, 70 % которых используются для
- •Оценка совместимости базируется на 2-м законе термодинамики. Изобарно-изотермический потенциал G – мера термодинамической
- •Вещество
- •неограниченная
- •3.5.3 ВИДЫ ПЛАСТИФИКАЦИИ
- •Если молекулы пластификатора располагаются на поверхности
- •Временная пластификация - позволяет перерабатывать
- •ИЗДЕЛИЯ ИЗ ЖЕСТКОГО ПВХ
- •Антипластификация – наблюдается при введении в
- •ЭФФЕКТЫ ПЛАСТИФИКАЦИИ (а) и
- •Для ПВХ наиболее эффективными антипластфикаторами являются:
- •3.5.4 Механизмы пластификации
- •Теория полярных взаимодействий
- •3.5.5 ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА
- •Зависимость температуры текучести Ттек, стеклования Тст и их разности ∆Т от содержания эфира

•3.5.1 Виды пластификаторов: известно более 100 промышленных пластификаторов, 70 % которых используются для пластификации ПВХ (без учета каучуков); пластифицируют ацетилцеллюлозу, нитроцеллюлозу, полиуретаны, полистирол, ФФС и др. полимеры.
•Пластификаторами являются: Знать структурные формулы
•сложные эфиры ароматических кислот (фталевой: (диоктилфталат, дибутилфталат) – совместимость в широком интервале концентраций Пл; сложные эфиры алифатических кислот (себацинаты, адипинаты:
азелаинаты, стеараты) – сохранение или повышение морозостойкости;
•эфиры фосфорной кислоты (трикрезилфосфат. трибутилфосфат) –
снижение горючести;
•полимеры с меньшей вязкостью, чем пластифицируемый полимер
(хлорсульфированный полиэтилен для каучуков);
•олигомеры (олигоэфиры с ММ ≈ 2000);
•нефтяные масла («зеленое масло»);
•другие виды органических веществ (сульфамиды для ПА) и модифицированные традиционные пластификаторы.
61

Оценка совместимости базируется на 2-м законе термодинамики. Изобарно-изотермический потенциал G – мера термодинамической совместимости.
Истинный раствор возникает только при уменьшении G.
Условия совместимости : ∆ H < 0, T*∆S > 0 или ∆H > 0, но |∆H|< T*∆S
Знак и абсолютная величина ∆G характеризуют степень совместимости, величины ∆H и ∆S – вклад энергетического и энтропийного факторов в процесс.
Термодинамическое сродство компонентов можно оценивать по кинетике набухания полимера в пластификаторе, определять параметр растворимости и строить диаграммы фазового состояния.
62

63

64

65

ПВХ(9,7)
66

Вещество
ПВХ
диоктилфталат
дибутилфталат
диоктилсебацинат
ацетат целлюлозы
диметилфталат
полиамиды
Производные
сульфонамида
акриловые полимеры
дибутилфталат
Параметр растворимости ,
(Дж/см3 )0,5
9,7
8,91
9,4
8,7
10,9
10,5
13,6
11,0
9,2
9,4
67

неограниченная
растворимость
При Т > Ткр – оба компонента совместимы при любом соотношении
Расслоение может быть: при охлаждении, при кристаллизации,
при формировании 3-х мерной сетчатой структуры, 68

3.5.3 ВИДЫ ПЛАСТИФИКАЦИИ
Пластификатор (ПЛ) с полимером может смешиваться в
неограниченном (хорошо совмещается) и ограниченном (плохо совмещается) количествах. Хорошо совместимый пластификатор распределяется в полимере на молекулярном уровне, образует истинный раствор, экранируются полярные группы полимера. Это межмолекулярная
пластификация.
Предел совместимости пластификатора с полимером (концентрация пластификатора в полимере) зависит от термодинамического сродства компонентов, режимов пластификации, метода переработки и условий эксплуатации.
Если содержание ПЛ выше предела совместимости, то избыток пластификатора выделяется в виде капель в пластифицированном полимере при переработке, хранении и эксплуатации. Избыточное количество
пластификатора в полимере выполняет роль смазки. |
69 |

Если молекулы пластификатора располагаются на поверхности
надмолекулярных образований, между полярными группами
макромолекул, то пластификация межструктурная (структурная).
При структурной пластификации свойства полимера сильно изменяются при введении малого количества пластификатора. Такое поведение характерно для пластификаторов, имеющих очень
ограниченное сродство к полимеру. |
70 |
|