軟質(zhì)PVC塑料的捏和
如上所述,軟質(zhì)聚氯乙烯塑料中添加有大量的增塑劑,為了使軟質(zhì)塑料經(jīng)捏和后各組份分散均勻,成為一個(gè)均態(tài)多相的混合體系,必須對增塑劑和樹脂的相互作用進(jìn)行深人的研究。
為了保證軟質(zhì)聚氯乙烯塑料在捏合過程中分散均勻,必須探索捏和過程中增塑劑對聚氯乙烯樹脂的溶脹行為,從此獲得判斷捏和終點(diǎn)和合理制定捏和工藝的依據(jù)。
作為線型極性高聚物的聚氯乙烯樹脂,在增塑劑中首先發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象,稱之為“溶脹。當(dāng)樹脂體積膨脹到分子間相對活動(dòng)的阻力足夠小時(shí),才會(huì)開始出現(xiàn)樹脂大分子和增塑劑小分子間的相互擴(kuò)散,從而逐步溶解。在捏和過程中,要求溶脹完善,分散均勻。
當(dāng)我們在顯微鏡下追跡浸漬增塑劑的聚氯乙烯樹脂在升溫時(shí)的溶脹過程時(shí),聚氯乙烯樹脂溫度在65°C以下幾乎沒有膨脹,在65°C以上則出現(xiàn)明顯的膨脹現(xiàn)象。溫度繼續(xù)上升,體積也繼續(xù)膨脹,但是當(dāng)溫度達(dá)到85°C附近時(shí),膨脹的速度反有降慢的現(xiàn)象,這個(gè)現(xiàn)象持續(xù)到100°C時(shí)才又開始迅速膨脹,直至聚氯乙烯樹脂與增塑劑界面消失。
這種溶脹的轉(zhuǎn)折情況,可從溫度對聚氯乙烯樹脂的固有狀態(tài)的影響及增塑劑分子的擴(kuò)散作用來理解。因?yàn)樵?5°C以下,樹脂處于玻璃態(tài)下,增塑劑分子的擴(kuò)散也是極慢的,當(dāng)溫度升高時(shí),加快了增塑劑的擴(kuò)散速度,使少量的分子滲入到樹脂顆粒中,而逐步使樹脂顆粒成為有彈性的狀態(tài)。同時(shí)也為增塑劑的擴(kuò)散提供了有利條件,使樹脂體積迅速膨脹,這稱為第一溶脹溫度。但隨著增塑劑在樹脂外層滲入深度漸深時(shí),增塑劑的擴(kuò)散力有所下降,以致在85°C附近出現(xiàn)膨脹緩慢的現(xiàn)象,這是增塑劑濃度在樹脂內(nèi)部逐步平衡的過程,抑制了樹脂周圍的增塑劑滲入速度,所以體積膨脹的速率反而下降。這也可以說明聚氯乙烯樹脂在增塑劑中溶脹是一個(gè)擴(kuò)散控制的過程,這稱為溶脹中止溫度。當(dāng)溫度繼續(xù)上升至樹脂內(nèi)部增塑劑濃度漸趨平衡的時(shí)候,使增塑劑在樹脂分子中活動(dòng)又有可能,加快了擴(kuò)散滲入速度,樹脂的體積又重新迅速膨脹,這重復(fù)出現(xiàn)的溶脹溫度稱第二溶脹溫度。溫度的繼續(xù)升高,不但增
塑劑向樹脂擴(kuò)散,同時(shí)樹脂也漸漸向增塑劑內(nèi)擴(kuò)散,這種雙向的擴(kuò)散結(jié)果,最后使樹脂的顆粒界面消失,此時(shí)的溫度稱為溶化溫度。