III. Пластификация полимеров –

введение в полимер твердых или жидких низкомолекулярных веществ, с целью снижения температуры стеклования и текучести полимера, улучшения его эластических и пластических свойств. Это один из важнейших методов структурной модификации полимеров.

Пластификаторы могут вводиться в мономерную смесь перед синтезом полимера или в готовый полимер. Основное требование при выборе пластификатора: его термодинамическая совместимость с полимером. Иногда эффективными пластификаторами оказываются вещества, имеющие низкое термодинамическое сродство к полимеру. В первом случае пластификация осуществляется на молекулярном, во втором - на надмолекулярном (структурном) уровнях.

Согласно Журкову, механизм пластификации полярных полимеров состоит в экранировании полярных функциональных групп макромолекул молекулами пластификатора, что предотвращает образование узлов пространственной сетки.

Согласно представлениям Каргина и Малинского для неполярных полимеров роль пластификатора сводится к повышению подвижности сегментов за счет уменьшения пространственных затруднений.

Более общий характер имеют положения, основанные на роли свободного объема в полимере. Согласно им, введение пластификатора увеличивает свободный объем полимера, что повышает подвижность сегментов и ведет к уменьшению величин температур стеклования и текучести.

Основным «потребителем» пластификаторов (до 70% от объема, выпускаемого промышленностью) является поливинилхлорид, переработка которого в изделия невозможна без пластификаторов. Природа и количество пластификатора в составе поливинилхлоридных композиций определяет широкий ассортимент продукции, выпускаемой на их основе: кабельный пластикат, искусственная кожа, пленочные материалы, напольные покрытия, материалы медицинского назначения, полунепроницаемые мембраны.

В случае межструктурного механизма пластификации несовместимый с полимером пластификатор не проникает внутрь надмолекулярных образований, а распределяется по их поверхности и заполняет микропустоты. Особенностью таких пластификаторов является их эффективность при использовании в малых количествах (добавка 0,05% касторового масла к нитрату целлюлозы снижает его температуру стеклования на 80 °С). При межструктурной пластификации пластификатор работает как смазка, облегчая подвижность структурных образований.

Обязательным условием при выборе пластификатора является продолжительность его действия, что обеспечивается низкой летучестью выбранного вещества и химической стойкостью, которая не должна уступать химической стойкости полимера. Пластификатор не должен «выпотевать», а также экстрагироваться из полимера маслами, растворителями, мылами.

Среди пластификаторов наиболее распространенными являются сложные эфиры ароматических дикарбоновых кислот (преимущественно фталевой) и алифатических спиртов, эфиры алифатических кислот и алифатических спиртов, эфиры гликолей, эфиры фосфорной кислоты, полиэфиры (с молекулярной массой от 800 до 30000), растительные масла, продукты нефтепереработки.