Теоретические основы пластификации

  Главная       Учебники - Кройка, шитьё      Кройка, шитьё искусственных кож (С.И. Константинова)

 поиск по сайту           правообладателям

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

 

 

Теоретические основы пластификации в производстве искусственных кож

ПВХ легче обрабатывается, если ввести в него 30—70 мае. ч. пластификатора на 100 мае. ч. ПВХ при нагревании до температуры 160—180° С. Наряду с этим-способом пластификации, который называют внешней пластификацией, имеется еще так называемая внутренняя пластификация, которая достигается путем сополимеризации винилхлорида с другими мономерами, например с винил ацетатом.

Эффективность пластификатора (желирующая способность) определяется его строением и энергией взаимодействия с полимером. Чтобы снизить температуру стеклования полимера, нужно увеличить подвижность сегментов его цепей. Для того чтобы пластификатор мог оказать такое действие, он должен совмещаться с полимером, т.е. образовывать стабильные термодинамические смеси. Хорошая растворимость полимера в пластификаторе вызывается сильным взаимодействием молекул пластификатора с элементарными звеньями полимера (сольватацией), ужесточающим макромолекулярные цепи. Поэтому пластификат,оры должны быть по возможности плохими растворителями, но не должны быть полностью лишены растворяющей (желирующей) способности. Эффект повышения жесткости макромолекул сольватирующими молекулами пластификатора будет тем выше, чем больше молекула пластификатора. Поэтому молекулы пластификатора должны быть как можно меньше, но очень маленькие молекулы имеют большую упругость паров и тем самым большую летучесть, что нежелательно в производстве. Взаимодействие между молекула-

ми пластификатора должно быть небольшим, так как сильное взаимодействие ослабляет их возможное взаимодействие с полимером. Кроме того, молекулы такого пластификатора образуют своего рода ’’сетку”, на которую наталкиваются при движении сегменты макромолекул полимеров, и для ее преодоления необходимы затраты энергии. Поэтому температура стеклования снова повышается. Слабое взаимодействие между молекулами пластификатора обусловливает его небольшую вязкость. Вязкость пластификатора должна быть по возможности низкой.

Таким образом, существуют определенные противоречия между требованием наибольшей эффективности пластификатора и его плохой растворяющей (желирующей) способностью, размером молекул, низкой вязкостью и технической пригодностью. Свойства пластификаторов, используемых в производстве, занимают промежуточное положение между желаемыми и допускаемыми свойствами.

Снижения летучести пластификаторов можно добиться, например, путем применения полимерных пластификаторов, представляющих собой алифатические сложные и простые полиэфиры с высокой гибкостью их макромолекул. Их молекулярная масса составляет 2000—4000, поэтому, чтобы добиться такой же эффективности, как и от низкомолекулярных пластификаторов, их нужно расходовать в большем количестве. С увеличением молекулярной массы пластификатора возрастает его термодинамическая несовместимость с полимером. Коэффициенты диффузии полимерных пластификаторов в полимере относительно низки вследствие довольно высокой молекулярной массы, поэтому миграция (выпотевание на поверхности) пластификатора будет сравнительно низкой. Пластификаторы делят на первичные и вторичные. Первичный пластификатор сольватирует молекулы ПВХ, благодаря чему снижается число контактов полимер—полимер. При небольших концентрациях пластификаторов полимерная цепь сначала становится жесткой, в то время как при больших концентрациях пластификаторов преобладает эффект разъединения цепей, цепь становится гибкой, т.е. возникает собственно пластификация. В каждом случае (при небольших и больших концентрациях пластификатора) температура стеклования снижается. Чтобы сольватировать полярные группы ПВХ, первичный пластификатор также должен иметь полярные группы. Но первичные пластификаторы дорогие. Их можно частично заменить вторичными пластификаторами, в качестве которых используются, например, эпоксидные масла, парафины и ненасыщенные сложные эфиры. Они не сольватируют полярные группы, но разъединяют макромолекулы ПВХ и повышают их подвижность. Их можно применять только в сочетании с первичными пластификаторами, так как одни они не совмещаются с полимером. Вторичные пластификаторы, как правило, несветоустойчивы.

Пластификатор тем эффективней, чем сильней он снижает температуру стеклования. Пластификаторы, обладающие осо-

бенно большой эффективностью, склонны, однако, к расслоению, проявляющемуся в миграции пластификатора. Этот диффузионный процесс замедляется с увеличением молярной массы пластификатора. Полимерные пластификаторы менее склонны к миграции.

Молекулярная масса и количество пластификатора влияют на степень подвижности макромолекул полимера и тем самым на мягкость и механические свойства конечного продукта. Изменение прочности при разрыве и относительного удлинения пленки в зависимости от соотношения ПВХ и пластификатора представлено на рис. 1.10.

Физико-механические и химические свойства пленок в значительной степени зависят от вида и количества используемого пластификатора (табл. 1.6).

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..