塑化反应的分类及其对应的原理

塑化反应是指通过物理或化学方法，使高分子材料（如塑料、橡胶）从固态转变为可塑态（熔融态或软化态）的过程。它是塑料加工（如注塑、挤出、压延）和橡胶混炼中的关键步骤，直接影响材料的流动性、成型性和最终产品性能。

1. 塑化反应的分类

(1) 物理塑化（增塑作用）

• 原理：通过添加小分子增塑剂（如邻苯二甲酸酯、环氧大豆油），降低高分子链间的相互作用力，使材料变软、流动性增强。

• 特点：

  • 可逆过程（增塑剂可挥发或迁移）。

  • 常用于PVC、橡胶等材料（如软质PVC管、人造革）。

• 示例：

  • 在PVC中加入DOP（邻苯二甲酸二辛酯），降低玻璃化转变温度（Tg），使其更柔软。

(2) 化学塑化（降解或解聚）

• 原理：通过热、剪切力或化学助剂（如塑解剂）使高分子链断裂，分子量降低，流动性提高。

• 特点：

  • 不可逆过程（分子结构改变）。

  • 常见于天然橡胶的塑炼或再生塑料加工。

• 示例：

  • 天然橡胶在开炼机中通过机械剪切和氧化作用，分子链断裂，黏度下降（称为“塑炼”）。

2. 塑化反应的影响因素

3. 塑化反应的应用场景

(1) 塑料加工

• 注塑成型：颗粒料在螺杆加热剪切下塑化，注入模具。

• 挤出成型：塑料通过螺杆塑化后，经口模连续挤出（如管材、薄膜）。

• 吹塑成型：塑化后的型坯被吹胀成型（如塑料瓶）。

(2) 橡胶加工

• 塑炼：天然橡胶通过开炼机或密炼机降低黏度，便于后续混炼。

• 混炼：橡胶与填料（如炭黑）、助剂在密炼机中高温高压下塑化混合。

(3) 回收再生

• 废旧塑料通过塑化反应重新熔融，再造粒或直接成型。

4. 常见问题与解决方案