ПЛАСТИФИКАТОРЫ (от греч. plastos-пластичный и лат. facio-делаю). 1) В-ва, вводимые в полимерные материалы для придания (или повышения) эластичности и(или) пластичности при переработке и эксплуатации. Они облегчают диспергирование в полимерах сыпучих ингредиентов, снижают температуры текучести (переработки), хрупкости (морозостойкости) и стеклования полимерных материалов (см. Пластификация полимеров), обычно снижают теплостойкость; некоторые пластификаторы могут повышать огне-, свето- и термостойкость полимеров.
Введение пластификаторов в каучуки снижает опасность подвулканизации (см. Вулканизация), понижает твердость. гистерезисные потери и теплообразование при многократных деформациях резин. Те пластификаторы, которые только облегчают переработку каучуков, снижая температуру текучести резин.вых смесей, но не улучшают морозостойкость вулканизата, наз. мягчителями. это обычно парафино-нафтеновые и ароматич. нефтяные масла. парафины. канифоль. продукты взаимод. растит. масел с серой (фактисы), нефтяные битумы (рубраксы), кумароно-инденовые смолы.
Общие требования к пластификаторам: термодинамич. совместимость с полимером; низкая летучесть; отсутствие запаха; хим. инертность; устойчивость к экстракции из полимера жидкими средами, например маслами, моющими ср-вами, растворителями.
Пластифицировать можно практически все полимеры, однако эффективность пластифицирующего действия, свойства пластифицир. полимеров определяются в первую очередь хим. составом и мол. массой пластификаторов. Содержание пластификаторов в полимерной композиции может составлять от 1-2 до 100% и более от массы полимера, в резин.вой смеси-до 100% от массы каучука.
пластификаторы классифицируют обычно по хим. природе и степени совместимости с полимером. Наиб. распространенные пластификаторы-сложные эфиры фталевой кислоты (фталаты составляют ~ 80% всего объема выпускаемых в промышленности пластификаторов), алифатич. ди-карбоновых кислот, фосфорной кислоты (фосфаты) и низкомол. полиэфиры (см. табл.). Применяют также хлорир. парафины. кремнийорг. жидкости. эпоксидир. соевое масло. парафины. продукты лесохим. произ-ва и др. В промышленности широко используют фталаты и среди них ди(2-этилгек-сил)фталат, который применяют для пластификации ПВХ и эфиров целлюлозы. По свойствам к нему близки фталаты синтетич. высших жирных спиртов фракций C6-C10, C7-C9, C8-C10 нормального строения, а также изооктилового, изононилового и изодецилового спиртов; низкая летучесть последних трех пластификаторов позволяет использовать их для произ-ва теплостойких композиций. Более высокая теплостойкость достигается при применении в качестве пластификаторов эфиров тримеллитовой и пиромеллитовой кислот.
Для получения морозостойких полимерных композиций используют эфиры алифатич. дикарбоновых кислот, преим. адипиновой, себациновой и 1,10-декандикарбоновой.
Фосфатные пластификаторы сообщают полимерным композициям также огнестойкость (напр., галогенфосфорсодержащие пластификаторы и триарилфосфаты) или морозостойкость и огнестойкость (триалкил- и алкиларилфосфаты).
Сложноэфирные пластификаторы обладают всеми хим. свойствами эфиров сложных. Они медленно гидролизуются под действием влаги с образованием кислоты и спирта; реакция ускоряется основаниями и кислотами. В обычных условиях устойчивы к действию кислорода воздуха. однако при повыш. температурах в них протекают термоокислит. процессы, приводящие к деструкции. Радиац. стойкость сложноэфирных пластификаторов зависит от их хим. состава. Так, стойкость к g-излучению уменьшается в ряду: диметилфталат > диэтилфталат > дибутилфталат > ди-октилфталат. К действию микроорганизмов устойчивы эфи-ры фталевой и фосфорной кислот, стойкость эфиров алифатич. дикарбоновых кислот снижается с увеличением общего числа углеродных атомов в молекуле (в остатках как спирта, так и кислоты). Биол. активность фталатов находится в прямой зависимости от их растворимости в воде и в обратной-от мол. массы. См. также, например, Диметилфталат, Диэтилфталат, Дибутилфталат, Дибутилсебацинат. Трифенилфосфат.
Полиэфирные пластификаторы (мол. м. 1000-6000)-продукты взаимод. дикарбоновых кислот с гликолями. этерифицированные по концевым группам реакцией с монокарбоновой кислотой или спиртом (см. табл.). Эти пластификаторы не раств. или ограниченно раств. во мн. орг. средах, незначительно мигрируют из пластифицир. композиций при контакте в другие полимеры, содержат низкий процент летучих. Полиэфирные пластификаторы на основе 1,2-про-пиленгликоля относятся к малотоксичным пластификаторам
СВОЙСТВА НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫХ ПЛАСТИФИКАТОРОВ
Пластификатор
Плотн. при 260C, г/см3
Вязкость при 200C, мПа·с
Т-ра вспышки, 0C
Т-ра плавления, 0C
Эфиры ароматич. кислот и алифатич. спиртов
Диметилфталат
1,190
16,3
146
0-2
Диэтилфталат
1,118*
10,06*
125
-3
Дибутилфталат
1,042-1,049
19-23
175
-40
Ди (2-этилгексил)фталат (диоктилфталат)
0,988*
77-82
206
-46
Динонилфталат
0,980
113-123
_
(-28)-(-35)
Диизодецилфталат
0,954
113-123
232
-6
Дидодецилфталат
0,950
297
226
-35
Триоктилтримеллитат
0,987
286
260
-46
Эфиры алифатич. кислот и алифатич. спиртов
Диизооктиладипинат
0,922
13-15**
188
-40
Дибутилсебацинат
0,934
7-11
183
-10
Диоктилсебацинат
0,912
18-24
215
-40
Эфиры фосфорной кислоты
Трикрезилфосфат
1,165
110-120
276
-36
Трифенилфосфат
1,201
8,6
223
49 51
Три (2-этилгексил)фосфат
0,926*
13,8
210
-90
Полиэфиры
Дибутиловый эфир поли-пропиленгликольадипи-ната
1,07-1,1
300-600
200
-45
Дибутиловый эфир поли-диэтиленгликольадипи-натсебацината
1,08-1,1
450-600
200
* При 20 0C. ** При 25 оС.
Осн. потребитель пластификаторов-пром-сть пластмасс (до 85% всех производимых пластификаторов используется в произ-ве ПВХ-одного из самых крупнотоннажных и дешевых полимеров). пластификаторы применяют также в резин.вой и лакокрасочной промышленности.
Впервые в качестве пластификатора была использована камфора для первой пластмассы - целлулоида (Великобритания, 2-я пол. 19 в.).
Лит.: Тиниус К., Пластификаторы, пер. с нем., M., 1964; Бар-штейн P. С., Кирилович В. И., Носовский Ю. E., Пластификаторы для полимеров, M., 1982; Коз л OB пластификаторы В., Панков С. пластификаторы, Физико-химические основы пластификации полимеров, M., 1982. P. С. Барштейн.
2) ПАВ, вводимые в бетонные и сырьевые смеси, строит, растворы (в кол-ве 0,1-3,0% от массы цемента или сухой сырьевой смеси) для придания им пластичности, лучшей растекаемости или снижения водосодержания. В зависимости от влияния, оказываемого на бетонные смеси, их подразделяют на 4 группы: суперпластификаторы (высокоэффективные разжижители) - увеличивают осадку стандартного конуса от 2-4 см до не менее 20 см без снижения прочности, уменьшают водосодержание на 20% и более; сильнопластифицирующие добавки - увеличивают осадку от 2-4 см до 14-19 см, уменьшают водосодержание на 12-19%; среднепластифицирующие добавки-увеличивают осадку от 2-4 см до 9-13 см, уменьшают водосодержание на 6-11%; слабопластифицирующие добавки увеличивают осадку от 2-4 см до 8 см, уменьшают водосодержание не более чем на 5%. В зависимости от условий применения один и тот же пластификаторы может принадлежать к той или другой группе.
В качестве пластификаторы наиб, широко используют лигносульфонаты; все шире стали применять суперпластификаторы - продукты сульфометилирования меламина, сульфирования нафталина и др. ароматич. углеводородов и послед. их конденсации с формальдегидом.
В основе механизма пластификации и уменьшения водосодержания при применении пластификаторов лежит адсорбция его молекул на пов-сти высокодисперсных твердых частиц (напр., зерен цемента). Это сопровождается изменением величины и знака поверхностного заряда последних (электрокинетич. потенциала), их дезагрегацией и выделением воды, удерживаемой в агрегатах, состоящих из частиц твердой фазы. Могут иметь значение также снижение поверхностного натяжения воды, увеличение смачиваемости твердой фазы и возрастание воздухововлечения (т.е. повышается содержание пузырьков диспергир. воздуха. которые оказывают пластифицирующее влияние).
-