Пластификаторы

Пластификаторы – вещества, которые вводят в состав полимерных материалов для придания (или повышения) эластичности при переработке и эксплуатации.

Пластификаторы различаются в зависимости от механизма действия.

Внутренняя пластификация происходит при молекулярной модификации молекул пленкообразующих веществ путем целенаправленного «встраивания» гибких сегментов в структуру полимера. Такая модификация обеспечивает долговечную (постоянную) пластификацию.

Внешняя пластификация достигается путем добавления веществ, которые улучшают подвижность полимерных молекул в целом и сегментов полимеров друг относительно друга (аналогично действию внутренних смазок).

В зависимости от действия и растворяющей способности внешние пластификаторы делят на первичные и вторичные пластификаторы.

1. Первичные пластификаторы
   • вступают во взаимодействие с молекулами пленкообразователя, образуя сольваты
   • могут образовывать с пленкообразователем гель (желирующие пластификаторы)
   • низкой температурой гелеобразования и пленкообразования
   • отсутствием склонности к миграции на поверхность
   • придают покрытиям хорошие механические свойства
   • обеспечивают высокую атмосферостойкость

По сравнению с вторичными пластификаторами характеризуются:

2. Вторичные пластификаторы не могут ни растворять, ни желировать молекулы пленкообразователя. Они также плохо совместимы с компонентами лакокрасочной композиции и не могут мигрировать на поверхность покрытия. Поэтому такие соединения применяются только в сочетании с первичными пластификаторами.

Действие пластификаторов основано на физических явлениях: они внедряются в полимерную сетку и снижают возможность взаимодействия полимерных молекул между собой, что обеспечивает повышенную подвижность макромолекул пленкообразователя и приводит к получению покрытия с более высокой эластичностью и меньшей твердостью.

1. Пластификаторы для материалов на основе производных целлюлозы
   Для таких материалов применяют первичные и вторичные пластификаторы, а также их смеси. Вторичные пластификаторы используют только в незначительном количестве и в том случае, если опасность миграции пластификатора мала. Применение только первичных пластификаторов приводит к образованию достаточно хрупких покрытий, отверждающихся при высоких температурах. Для ацетата и ацетобутирата целлюлозы подходят лишь небольшое число пластификаторов (например, толуолсульфонамиды), так как многие из них несовместимы с этими полимерами.
2. Пластификаторы для алкидных материалов
   В алкидных композициях пластификаторы применяют только в специальных случаях. Определенные пластификаторы используют для улучшения следующих свойств:
   • хлорпарафины – для устойчивости блеска и атмосферостойкости
   • сложные эфиры фосфорной кислоты – для адгезии
   • эпоксидированные масла – для придания и сохранения эластичности.
3. Пластификаторы для хлоркаучуковых материалов
   Лакокрасочные композиции на основе хлоркаучука, как правило, содержат пластификаторы. Причем неомыляемые хлоркаучуковые лаки для химстойких покрытий содержат неомыляемые пластификаторы:
   • хлорпарафины
   • хлорированные дифенилы
   • поливинилметиловый эфир
   • дифеноксиэтилформаль.
   • фталаты
   • трикрезилфосфат
   • трихлорэтилфосфат
   • сложные эфиры.

В состав омыляемых хлоркаучуковых лаков входят другие пластификаторы:

Обычно используемые количества пластификатора составляют 30-50 % по массе от нелетучих веществ пленкообразующей композиции.

4. Пластификаторы для циклокаучуковых материалов
   В составе материалов на основе циклических каучуков применяют, как правило, сочетание следующих пластификаторов:
   • хлорированные парафины
   • хлорированный дифенил
   • дифеноксиэтилформаль
   • трихлорэтилфосфат
5. Пластификаторы для поливинилхлоридных материалов
   Наряду с общими требованиями к пластификаторам, применяемым к ПВХ, предъявляются дополнительные:
   • хорошая совместимость с ПВХ
   • хорошее желирующее действие
   • обеспечение технологичных реологических характеристик
   • хорошая атмосферо-, водо- и химстойкость
   • низкая водо- и газопроницаемость.
   • диэфиры фталевой кислоты
   • эфиры адипиновой кислоты
   • эфиры себациновой кислоты
   • эфиры фосфорной кислоты
   • эфиры лимонной кислоты
   • эфиры алкилсульфоновой кислоты
   • полимеры
   • хлорпарафины

В качестве пластификаторов для ПВХ применяют:
Первичные пластификаторы:

Вторичные пластификаторы:

6. Пластификаторы для полиакриловых материалов
   Применение пластификаторов в составе полиакриловых композиций необязательно, но, к примеру, бензилбутилфталат может улучшить адгезию к металлу.
7. Пластификаторы для полиуретановых материалов
   Выбор отдельных компонентов полиуретановых композиций позволяет получать материалы с различной эластичностью (внутренняя пластификация). Поэтому использование пластификаторов для материалов этой группы необходимо в редких случаях. Применение находят следующие вещества:
   • касторовое масло и его производные
   • хлорированные пластификаторы
   • сложные и простые полиэфиры