
【機】 antiplasticization
contend with; defy; fight; refuse; repel; resist
【醫】 Adv.; contra-; ob-
【化】 plasticization; plasticizing
affect; effect; intention; action; motive; operation
【醫】 action; effect; process; role
【經】 role
抗塑化作用(kàng sù huà zuò yòng)指在高分子材料中添加少量增塑劑時,材料剛性反而增強、模量升高、延展性降低的現象。其英文術語為antiplasticization,與常規增塑劑導緻的“塑化作用”(plasticization)效果相反。該現象常見于聚氯乙烯(PVC)、環氧樹脂等聚合物體系。
分子運動受限
少量增塑劑滲入聚合物分子鍊間,部分填充自由體積,反而限制了鍊段運動,導緻材料脆性增加、玻璃化轉變溫度($T_g$)上升。當增塑劑濃度超過臨界值後,恢複常規塑化作用。
公式表達:
$$
Delta Tg = k cdot C quad (C < C{text{臨界}})
$$
其中 $C$ 為增塑劑濃度,$k$ 為比例常數。
性能變化對比
特性 | 抗塑化作用 | 常規塑化作用 |
---|---|---|
模量 | 升高 | 降低 |
斷裂伸長率 | 下降 | 提升 |
沖擊強度 | 減弱 | 增強 |
權威參考來源
抗塑化作用是指材料自身抵抗塑化劑對其分子結構影響的特性。具體來說,當塑化劑試圖削弱聚合物分子鍊間的作用力、降低結晶度以增加材料塑性時,材料通過自身化學或物理結構特性(如分子鍊間的高應力、高結晶度等)來維持原有剛性和機械性能。
分子鍊間應力
聚合物分子鍊間存在較強的作用力(如色散力、誘導力、取向力),這些作用力會阻礙塑化劑分子的插入,從而抵抗分子鍊的移動性提升。
結晶度
材料的結晶度越高,分子鍊排列越緊密,塑化劑更難破壞其結構,因此抗塑化作用越顯著。
聚合物結構
化學結構(如極性基團分布)和物理結構(如交聯程度)直接影響抗塑化能力。例如,含有π電子高度極化的芳香族化合物,可能通過增強分子間作用力來抵抗塑化。
在材料科學中,抗塑化作用強的聚合物更適合需要保持長期剛性和穩定性的場景,如工業管道、醫療器械等。理解這一作用有助于優化材料配方,平衡可塑性與耐用性。
英文對應翻譯可參考“anti-plasticization effect”。
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