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聚合物(wù)的交联

2017-04-20 08:46:29

為(wèi)了抑制和防止塑料加工(gōng)和使用(yòng)过程中(zhōng)因受热、光及氧等作(zuò)用(yòng)而分(fēn)解变质(zhì),使加工(gōng)顺利并保证塑件具(jù)有(yǒu)一定的使用(yòng)寿命,常在塑件中(zhōng)加入稳定剂。如在聚乙烯中(zhōng)加入硬脂酸盐,可(kě)防止热成型时的分(fēn)解。在塑件中(zhōng)加入炭黑作(zuò)紫外線(xiàn)吸收剂,可(kě)提高其耐光辐射的能(néng)力。对稳定剂的要求是,除对聚合物(wù)的稳定效果好歪,还应能(néng)耐水、耐油、耐化學(xué)药品,并能(néng)与树脂相溶,在成型过程中(zhōng)不分(fēn)解、挥发小(xiǎo)、无色。常用(yòng)的稳定剂有(yǒu)硬脂酸盐、铅的化合物(wù)及环氧化合物(wù)等。稳定剂用(yòng)量一般為(wèi)塑料的0.3%-0.5%。
 
在成型生产(chǎn)中(zhōng),交联一词常常用(yòng)硬化或熟化等词代替。但是,所谓硬化得好或硬化得完全并不说明交联反应完全,而是指在成型固化过程中(zhōng)交联反应发展到了一种最為(wèi)适宜的程度,在这种程度下,塑件能(néng)获得最佳的物(wù)理(lǐ)和力學(xué)性能(néng)。通常情况下,聚合物(wù)交联反应很(hěn)难完全,但硬化程度都可(kě)以彻底完成或超过百分(fēn)之百。生产(chǎn)中(zhōng)硬化程度超过百分(fēn)之百的情况成為(wèi)过熟,反之称為(wèi)欠熟。
 注塑件加工(gōng)
增塑剂用(yòng)来提高塑料的可(kě)塑性和柔软性。常用(yòng)的增塑剂是一些不易挥发的高沸点的液體(tǐ)有(yǒu)机化合物(wù)或低熔点的固體(tǐ)有(yǒu)机化合物(wù)。理(lǐ)想的增塑剂必须在一定范围内能(néng)与合成树脂很(hěn)好的相溶,并具(jù)有(yǒu)良好的耐热、耐光、不燃及无毒的性能(néng)。增塑剂的加入会降低塑料的稳定性、介電(diàn)性能(néng)和机械强度,因此在塑料中(zhōng)应尽可(kě)能(néng)的减少增塑剂的含量。大多(duō)数塑料一般不添加增塑剂,唯有(yǒu)软质(zhì)聚氯乙烯含有(yǒu)大量的增塑剂。
 
硬化作(zuò)用(yòng)的类型随树脂的种类而异,其对热固性塑料的储存期、成型温度和成型所需的时间起着决定性的作(zuò)用(yòng)。硬化不足,其塑件内部会存在较多(duō)的可(kě)熔性低分(fēn)子化合物(wù)。由于交联反应不够,塑件的机械强度、耐热性、耐化學(xué)腐蚀性、電(diàn)绝缘性等会下降,热膨胀、应力、受力时的蠕变量等会增加,还会使塑件表面缺少光泽,容易发生翘曲变形。机械强度不高、变色、发脆、表面有(yǒu)时会出现密集的小(xiǎo)泡等。过度的硬化还可(kě)使塑件产(chǎn)生焦化和裂解现象。
 
塑件是以合成树脂為(wèi)主要成分(fēn),加入适量的添加剂组成的。合成树脂是由低分(fēn)子化合物(wù)经聚合反应所获得的高分(fēn)子化合物(wù),如聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。树脂受热软化后,可(kě)将塑料的其他(tā)组分(fēn)加以粘合,并决定塑料的主要性能(néng),如物(wù)理(lǐ)性能(néng)、化學(xué)性能(néng)、力學(xué)性能(néng)及電(diàn)性能(néng)等。
 
由于在塑料加工(gōng)聚合物(wù)分(fēn)子链中(zhōng)带有(yǒu)反应基团或反应活点,所以在成型时,这些分(fēn)子通过自带的反应基团的作(zuò)用(yòng)或反应活点与交联剂发生作(zuò)用(yòng)而交联在一起,形成體(tǐ)型结构。这些化學(xué)反应都称交联反应,已经发生作(zuò)用(yòng)的基团和反应活点度原有(yǒu)基团或反应活点的比值称交联度。交联反应很(hěn)难进行完全,这是因為(wèi)交联反应是热固性聚合物(wù)分(fēn)子向三维发展并逐渐形成巨型网状结构的过程。随着这一过程的发展,未发生作(zuò)用(yòng)的反应基团之间,或者反应活点与交联剂之间的接触机会会越来越少,甚至变為(wèi)不可(kě)能(néng)。有(yǒu)时反应过程中(zhōng)甚至包含着气體(tǐ)反应生成物(wù),这也会阻碍反应的进行。
 
塑料中(zhōng)的树脂含量為(wèi)40%-100%。添加剂包括填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂和固化剂等。填充剂的作(zuò)用(yòng)是调整塑料的物(wù)理(lǐ)化學(xué)性能(néng),提高材料强度,扩大使用(yòng)范围,以及减少合成树脂的用(yòng)量,降低塑料的成本。常用(yòng)的填充剂有(yǒu)木(mù)粉、玻璃纤维和碳纤维等。加入不同的填充剂,可(kě)以制成不同性能(néng)的塑料。
 
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