Пластификация полиметилметакрилата и смесей на его основе

• Автор: Извозчикова, Валентина Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Дзержинск
• Количество страниц: 196 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Явление, антипластификации ПММА

1.2. Влияние структуры пластификатора на его эффективность и совместимость с полимером .

1.2.1. Структура пластификатора и совместимость

с полимером .

1.2.2. Строение молекул пластификатора и его эффективность пластифицирующее действие. .

Г.З. Влияние пластификаторов на структуру и свойства

смесей полимеров .

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

2 Л. Объекты исследования. .
2.2. Способы изготовления образцов . .
2.3. Методы исследования
3. ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ ГАЛОИДСОДЕРЖАЩИХ ЭФИРОВ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ЕГО СВЯЗЬ С ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ И СОВМЕСТИМОСТЬЮ С ПММА.
3.1. Изучение совместимости галоидсодержащих фосфатных пластификаторов с ПММА.
3.2. Эффективность фосфатных пластификаторов относительно ПММА.
3.3. Расчет параметров химического строения пластификаторов из класса фосфатов
3.4. Влияние строения пластификаторов из класса фосфатов на их эффективность и совместимость с ПММА .
4. АНТШШАСТИФИКАЦШ П0ЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛА1А.
5. ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СМЕСЕЙ
ПММА и ПВХ.
5.1. Термодинамическое сродство пластификаторов различных классов по отношению к ПММА и ПВХ.
5.2. Распределение пластификаторов в смесях ПММА и ПВХ .
5.3. Влияние термодинамического сродства на степень дисперсности смесей полимеров
5.4. Степень дисперсности и энергия Гиббса, в двухфазных смесях полимеров
5.5. Влияние пластификаторов различного сродства на термодинамическую устойчивость смесей полимеров . .
5.6. Влияние термообработки на термодинамические и физикомеханические свойства пластифицированных смесей ПММА и ПВХ
6. В Ы В О Д Ы
7. ЛИТЕРАТУРА.
8. ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
Пластификация является одним из наиболее известных и распространенных приемов модификации свойств полимеров, который позволяет достаточно тонко регулировать широкий комплекс физикохимических и физикомеханических свойств полимерных систем. Этим широко пользуются при разработке новых материалов целевого назначения на основе разных классов полимеров. В этом плане не составляет исключениями полиметилметакрилат ПММА.
Известно использование эфиров фталевой кислоты дибутилфталата и диоктилфталата для улучшения формуемоети органических сткол I.
Вообще модификация ПММА практически во всех случаях, кроме сополимеризации, связана с введением в композиции различных низкомолекулярных компонентов, например, антипиренов,антистатиков,, смазок и пр. Помимо своего функционального действия они,как правило, пластифицируют ПММА, снижая температуру стеклования в меру своей эффективности пластифицирующего эффекта или понижают прозрачность. Выбор таких компонентов представляет трудности,т.к. приходится, помимо функционального, учитывать и побочные эффекты. Пластификация ПММА типичного аморфного полимера, изучена недостаточно для целенаправленного выбора компонентов,в частности, не ясны связи между строением пластификатора и его эффективностью и совместимостью. Не ясны также причины проявления так называемого эффекта антипластификации в аморфном полимере.
В связи с этим изучение особенностей пластификации ПММА новыми пластификаторами из ряда галоидсодержащих фосфатов, которые используются как антипирены, является актуальной задачей.
В настоящее время вс больший интерес вызывают материалы на основе пластифицированных смесей ПММА и поливинилхлоридаПВХ. Таким образом получают литьевые огнестойкие и ударопрочные мате
риалы, листы, волокна и т.д. Выбор пластификатора при этом обусловлен необходимостью создания материалов с заданным комплексом свойств.
Актуальность


При этом в качестве показателя строения пластификаторов используется размер молекулы, а именно число групп в алкильных радикалах спиртовых или кислотных остатков эфиров. В этих работах было показано,что увеличение размера молекул пластификатора приводит к повышению ВКТР и уменьшению области гомогенного смешения. Изучение фазового равновесия является наиболее плодотворным подходом к исследованию систем полимерпластификатор . Однако известно,что построение фазовых диаграмм представляет собой длительный,требующий высокой квалификации и специального оборудования эксперимент. Кроме того,следует отметить определенные экспериментальные трудности, связанные с высокой вязкостью полимерных систем, полидисперсностью большинства полимеров, сильным влиянием примесей и прочими факторами. Поэтому совместимость системы полимерпластификатор практически оценивают различными полуэмпирическими параметрами,имеющими термодинамический смысл ,. К числу таких параметров относятся,прежде всего,параметр взаимодействия Хаггинса X параметр растворимости Гильдебранда , параметр В по Флори и др. В 6,7 обсуждается зависимость параметра 3 , характеризующего растворяющую способность пластификатора от молекулярного строения. На примере ПВХ показано,что в каждом ряду сложных эфиров Сфталатов, малеинатов, фумаратов параметр В уменьшается по мере увеличения числа й групп в спиртовом радикале молекулы, проходит через минимум,а затем увеличивается. Минимумы зависимости для всех исследованных классов соединений сосредоточены в узкой области, соответствующей трем шести группам СН. Важным является различие между изомерными соединениями малеинатами и фумаратами. Т.о. Рассмотрим влияние другого важного свойства молекул пластификаторовполярности на их растворяющую способность и совместимость полимера с пластификатором. На примере ПВХ показано , , что с уменьшением относительного содержания полярных групп в эфирных пластификаторах их растворяющая способность,следовательно, совместимость и эффективность заметно снижаются. В отчетливо демонстрируется необходимость соблюдения определенного баланса полярных и неполярных участков пластификатора на примере системы ПВХфталаты. Показано,что совместимость проходит через максимум с увеличением СН2 групп в алкильном спиртовом остатке. В то же время для ацетата целлюлозы тот же гомологический ряд фталатов дает ухудшение совместимости по мере увеличения числа СЕ групп. В выше обсуждаемых работах полярность характеризовали наличием и количеством полярных групп,что,повидимому,не всегда является количественной характеристикой полярности. Наиболее строгой
характеристикой полярности пластификаторов является диэлектрическая проницаемость . В связи с этим следует отметить работу, в которой детально изучено влияние на параметры взаимодействия и . В ней было исследовано 9 классов соединений. Показано на примере пну, что связь мевду параметром Гильдебранда 8 и Е для соединений каждого класса проста с увеличением полярности,т. Однако,для разных классов соединений прямые расположены поразному,имеют различный наклон к оси . Это указывает на наличие других не менее важных факторов, влияющих на совместимость системы полимерпластификатор. В этой же работе приведены интересные данные о связи другого параметра. Зависимости имеют сложный характер, но можно выделить общие признаки наличие минимума в области 6, большую крутизну ветви для меньших и малую крутизну в области больших значений . Взаимное расположение кривых позволяет высказать некоторые соображения о влиянии структуры пластификатора на совместимость с ПВХ. Например, максимальная совместимость цисизомеров малеинатов достигается при меньшей полярности по сравнению с трансизомерами фумаратами . Анализ работ показал,что химическое строение оказывает существенное влияние на совместимость пластификатора с полимером. СН2 групп, изомерность и полярность,которую характеризуют наличием полярных групп и величинами диэлектрической проницаемости. Из перечисленных характеристик строения количественными являются молекулярная масса и .