ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Побочное влияние добавок. Ухудшение диэлектрических свойств из "Добавки для пластических масс" Добавки должны быть эффективны с точки зрения выполняемой ими функции, и их применение должно быть экономически выгодным. Это — основное требование, предъявляемое к любым добавкам. [c.10] Однако улучшение одного свойства может привести к ухудшению других. Окончательный выбор добавки определяется поэтому всем комплексом воздействий добавки на данный материал. [c.10] Если влияние добавки реализуется через взаимодействие части или всех молекул системы, то в этом случае важна полная совместимость (т. е. взаимное смешение на молекулярном уровне) добавки с полимерной матрицей, а также подвижность молекул добавки или способность их к диффузии. [c.11] Полная несовместимость и неподвижность молекул добавки желательны в том случае, когда она несет свою функцию на надмолекулярном уровне. [c.11] Частичная совместимость соответствует случаю, когда на границах раздела осуществляется сильное сродство между полимером и добавкой. Это реализуется лучше всего, если на границе раздела полимера и добавки физические свойства изменяются плавно, пусть даже на очень коротких расстояниях, например в несколько слоев молекул. [c.11] Совместимость и способность добавок к диффузии часто оценивают методом проб и ошибок . Такая практика, по-видимому, сохранится и в ближайшем будущем, что объясняется отсутствием серьезных научных основ применения добавок. Теории, известные в настоящее время, были разработаны применительно к системам растворитель — полимер и могут лишь ограниченно использоваться в случае смесей добавка—полимер, в которых полимер обычно является главным компонентом. [c.11] Следует также отметить, что число применяемых добавок и их всевозможных сочетаний в полимерных системах огромно, а полимерные композиции непрерывно модифицируются. И все же взаимную совместимость добавок и полимеров можно оценивать, хотя и приближенно, исходя из основных положений термодинамики растворов. Ниже кратко, с соответствующими упрощениями, рассматривается этот вопрос. [c.11] Теплота смешения. Выражение для теплоты смешения можно получить, рассматривая изменение внутренней энергии (А 12), которое происходит при смешении добавки и полимера. [c.12] Если предположить, что процесс смешения протекает без изменения объема АУ =0, то, ввиду АН -= Е + + РА1/ , уравнение (1.7) одновременно выражает теплоту смешения, т. е. АН =АЕ . [c.13] Согласно второму закону термодинамики, смешение (как и любой другой процесс, протекающий самопроизвольно) происходит при снижении свободной энергии. Это означает, что должна быть отрицательной, а — положительной величиной. [c.13] В твердом состоянии, если концентрация добавки мала, можно ожидать лишь небольшого возрастания энтропии. В этих условиях увеличение теплоты смешения АН) будет также относительно мало, а значения 61 и бг будут очень близки друг к другу. Однако при возникновении между двумя компонентами водородных связей, поскольку это должно привести к уменьшению АН, расхождение между значениями б несколько увеличится. [c.13] располагая данными о значениях теплот смешения или о параметрах растворимости, можно приближенно судить о сродстве добавки к полимеру. В научной и учебной литературе можно найти значения параметров растворимости для самых разнообразных полимеров и добавок, в особенности пластификаторов. Эти данные могут быть полезны при выборе добавок для пластмасс. [c.13] Добавка не должна улетучиваться из полимерной композиции в процессе переработки и не должна выпотевать с поверхности изделия в процессе эксплуатации. Это значит, что добавка должна иметь достаточно низкое давление пара. [c.13] Миграция добавок может привести к ряду нежелательных явлений при эксплуатации изделий из пластмасс. Сюда относится меление , выражающееся в том, что добавка, проступая на поверхность, образует тонкую пленку отложений. Миграция может также явиться причиной выцветания, выпотевания добавок и их растворения в жидкостях, контактирующих с изделием. Все это приводит к неблагоприятным эстетическим эффектам и к порче продуктов, соприкасающихся с пластмассой. Кроме того, уменьшение содержания добавки в системе неизбежно приводит к снижению эффективности добавки. [c.14] Явления выпотевания и выцветания связаны с кинетикой диффузии добавок и поэтому зависят от таких параметров как совместимость добавки с полимером, размер молекул добавки, физико-химическое взаимодействие между молекулами добавки и полимера, конформация полимерных цепей и межмолекулярные пустоты и т п. [c.14] Нерастворимые неорганические добавки — пигменты, наполнители и т. п., обычно не выпотевают и не выцветают. В то же время растворимые низкомолекулярные пластификаторы способны к выпотеванию через поверхность в процессе изготовления изделия и при последующей его эксплуатации. Такой пластификатор может даже явиться носителем миграции других растворимых добавок, например стабилизаторов, применяемых для повышения стойкости в процессе переработки. [c.14] Если добавка должна функционировать, взаимодействуя с полимером, другой добавкой или с агентами окружающей среды, то желательно, чтобы такая добавка была способна к авторегенерации. При этом эффективность добавки не зависит от ее предыстории. Имеются данные о том, что такой авторегенерационный механизм частично реализуется в случае синергических стабилизирующих систем (см. ниже). [c.14] Британская федерация пластмасс установила рекомендации для промышленности, которые можно суммировать следующим образом 3]. [c.15] Пластмасса допускается к использованию в контакте с пищевыми продуктами, если сумма коэффициентов токсичности для всех экстрагируемых ингредиентов ниже 10. [c.16] В качестве экстрагирующих веществ обычно применяют дистиллированную воду, 5%-ный НагСОз, 5%-ную уксусную кислоту, 50%-ный этиловый спирт, оливковое масло - -2%-ную олеиновую кислоту или парафиновое масло, 5%-ную лимонную кислоту. [c.16] Вернуться к основной статье