Пластификаторы в составе полимеров и пленкообразователей
Пластификаторами называют вещества, вводимые в состав полимеров и пленкообразователей для придания им эластичных свойств и понижения температуры, при которой данный полимер приобретает хрупкость.
Введение пластификатора, как правило, ведет за собой увеличение длины при разрыве. Одновременно пластификатор снижает твердость и прочность на растяжение. В качестве пластификаторов обычно применяют жидкости с очень низкой упругостью паров и температурой кипения от~20 °С и выше.
По современным воззрениям, сущность пластификации в случае неполярных полимера и пластификатора заключается в следующем. Полимер состоит из больших цепных макромолекул, имеющих подвижные звенья, однако изменение формы той или иной макромолекулы в непластифицированном полимере требует большой затраты энергии, так как оно всегда связано с необходимостью изменения конфигурации всех окружающих, таких же громоздких Молекул.
С введением пластификатора изменение конфигурации отдельных макромолекул и их перегруппировка относительно друг друга облегчаются, так как между ними оказываются малые подвижные молекулы пластификатора. Таким образом, сущность пластификации заключается в снижении вязкости системы и уменьшении затрат энергии для изменения конфигурации макромолекул или их перегруппировки.
При полярности полимера и пластификатора сущность пластификации объясняют взаимодействием полярных молекул пластификатора с полярными группами в молекулах полимера, что ведет к нарушению существовавших ранее сильных связей между молекулами полимера.
К пластификаторам предъявляется ряд требований. Основные из них — совместимость или растворимость пластификатора в полимере. Пластификаторы, плохо совмещающиеся с высокомолекулярным веществом, могут быть распределены в нем в виде тончайшей эмульсии. Однако при определенных условиях мельчайшие капельки такой эмульсии соединяются и в конечном счете происходит выпотевание пластификатора на поверхность. Пластификатор может быть растворим в полимере в малых количествах и нерастворим выше предельных значений его концентрации.
Не менее важно требование возможно меньшей летучести пластификатора; от этого зависит срок его действия в пленке.
Пластификаторы должны обладать светостойкостью и, по возможности, быть нетоксичными.
Пластификаторами могут быть многие невысыхающие или очень медленно высыхающие жидкости, различные по химической природе: спирты, эфиры, кетоны, масла и др.
Практически широкое применение находит небольшое число их. Наиболее часто применяют дибутилфталат, трикрезилфосфат, касторовое масло и, в последнее время, диоктилфталат и трифенил-фосфат.
