塑料聚合物中添加劑的損失
- 發布時間：2019-09-10 09-10 11:11 作者：康阜新材料
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聚合物中添加劑的損失??
如果添加劑在聚合物中的濃度低于飽和濃度，并且材料只是暴露在空氣中，則添加劑只會因表面蒸發而損失。但如聚合物中的添加劑過飽和或者材料和溶劑接觸，則添加劑還會通過表面析出或浸出而損失。??
3．1?添加劑的表面逸出?當添加劑在材料表面逸出后，將形成濃度梯度，于是添加劑將沿濃度梯度方向擴散，即從材料體向表面擴散。且在材料使用期內，添加劑的揮發都會發生。上述類型的損耗包括擴散及揮發兩步。添加劑從材料表面逸出的速率與添加劑在材料表面的蒸氣壓成正比，而添加劑在材料主體中的遷移速率則為擴散系數D控制。??從聚合物中損耗一定量添加劑的時間取決于添加劑的溶解度、擴散度和擴散系數，且與試樣形狀及尺寸有關。揮發迅速而擴散緩慢者，擴散控制損耗；揮發緩慢而擴散迅速者，揮發控制損耗。??
3．2?添加劑的溶劑漫出和滲出?常用添加劑的蒸氣壓一般很低，即空氣是添加劑極差的溶劑，而幾乎所有有機液體都是添加劑較好的溶劑，即使水也比空氣好。因此，當含添加劑的聚合物與液體接觸時，液體將成為添加劑的溶劑，即添加劑將從聚合物表面進人溶劑而損失，其損失速率則可能比空氣中高得多。??
添加劑向溶解性能好的溶劑中浸出為擴散控制過程，但如溶劑對添加劑的溶解性較差，也沒有充分攪拌，則情況較為復雜。因為液體的粘度比空氣高得多，液體／聚合物之間的界面層比空氣／聚合物間的界面層也要厚得多，所以添加劑在液體中的擴散不快。如添加劑在液體中的溶解性較差，則它在液體中的擴散損失會比從擴散系數預測的小得多，且損失量由液體的擴散速率決定。
相反，如果所接觸的液體是添加劑的良溶劑，且此溶劑滲入聚合物中，這可導致擴散系數提高，從而加速損耗。有時，液體向聚合物中的滲透速率可能是決定添加劑損失速率的關鍵因素。??如聚合物表面可無限制成核結晶，則過飽和的添加劑很快在表面上析出，且析出速率為擴散控制。一旦聚合物中的添加劑達到飽和濃度，揮發將變為滲出，盡管擴散仍舊是速控步驟。??
3．3?降低添加劑損耗的途徑?
對一些不溶性的相分離粒子添加劑，在材料中的遷移速度很慢，損耗率很低。對聚合的或低聚合的添加劑，無論它們是單相或均相，只要它們有足夠的化學穩定性，其遷移損失率就相當緩慢。對損耗相當嚴重的添加劑，最好的辦法就是通過分子設計以使其揮發、起霜或滲出損失減至最少。優良的添加劑應在聚合物中可溶，且不會在聚合物表面析出遂揮發。??
添加劑在聚合物中的損失機理和損失速率與添加劑結構之間的關系，是一個引人人勝的課題。低聚結構能大幅降低其揮發性，且擴散系數也有所降低，面損失機理并不發生根本的變化。但低聚物在聚合物中的溶解度下降，這則不利于降低添加劑的損耗。不過，使添加劑低聚仍然是減少揮發或析出損失的一種很有效的方法。將長鏈烷基引入小分子中也會降低化合物的揮發性，且這種效果會因溶解度的增加而加強，但烷基對擴散系數的影響非常小。這種方法也是減少添加劑揮發損失的一個好辦法，不過對起霜和析出的改善效果很小。?
?減少或消除添加劑損耗的另一個根本的途徑就是使添加劑和聚合物進行共價結合，從而使添加劑成為聚合物的一部分。在聚合時將添加劑與聚合物單體進行共聚的工藝雖然為人青睞，但必須采用不同的合成方法，所以在實際應用中還受到限制。不過，現在已開發了一些在聚合物加工過程中將添加劑化學結合入聚合物的較方便方法――反應性擠出。?
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