Пластифика́ция полиме́ров, технологическая операция, заключающаяся в ведении в полимеры веществ (пластификаторов), повышающих эластичность и (или) пластичность материала в условиях его эксплуатации и (или) переработки. Пластификация полимеров является одним из распространенных способов получения материалов с заданными свойствами.
Основное условие пластификации — термодинамическая совместимость пластификатора с полимером, то есть образование истинного раствора пластификатора в полимере. Совместимость зависит от природы полимера и пластификатора. Общие принципы пластификации полимеров и молекулярной совместимости с ними пластификаторов изучены при исследовании фазового равновесия в системе полимер-пластификатор. Для многих систем построены диаграммы фазового равновесия, которые позволяют оценить пределы совместимости обоих компонентов и ее температурную зависимость. На практике применяют как хорошо растворимые, так и ограниченно совместимые с полимером пластификаторы, часто в смесях друг с другом.
Способы пластификации:
1) Растворение полимера в растворе пластификатора (изготовление искусственной кожи, лакокрасочных материалов, полимерных пленок);
2) Сорбция пластификатора полимером (пластификация производных целлюлозы, полиамидов);
3) Добавление пластификатора к мономерам перед их полимеризацией или поликонденсацией (пластификация полиэфиров);
4) Введение пластификатора в эмульсию полимера перед его переработкой (пластификация поливинилхлорида);
5) Непосредственная переработка полимера с пластификатором (производство пластизолей).
При смешении пластификатора с полимером при пластификации полимеров процесс протекает по двум механизмам. Происходит диффузия молекул пластификатора в частицы полимерного материала. Этот процесс очень медленный, и завершенность его практически зависит от размеров частиц полимера, то есть от степени его диспергирования. И одновременно происходит капиллярное течение пластификатора. Этот процесс значительно быстрее диффузии.
В зависимости от характера распределения молекул пластификатора в полимере и образовавшейся при этом структуры различают молекулярную и структурную пластификацию. Возможно также их сочетание.
Молекулярная пластификация осуществляется при неограниченном совмещении пластификатора с полимером. Молекулы пластификатора распределяются между макромолекулами полимера и уменьшают взаимодействие между ними. В результате увеличивается подвижность молекулярных цепей и образуемых ими надмолекулярных структур. Температура стеклования полимера при этом снижается и зависит от концентрации введенного пластификатора. Температура текучести изменяется незначительно.
Структурная пластификация происходит при введении в полимер низкомолекулярных веществ, ограниченно совмещающихся или не совмещающихся с ним. В этом случае изменение механических и термомеханических свойств происходит, по-видимому, за счет воздействия пластификатора на границы раздела между относительно крупными элементами надмолекулярной структуры. В этом случае эффект взаимодействия молекул пластификатора с активными группами молекулярных цепей значительно слабее межмолекуляного взаимодействия в самом полимере. Молекулы пластификатора размещаются не среди молекулярных цепей, а на поверхности надмолекулярных структурных образований, увеличивая их подвижность.
Большинство пластифицируемых полимеров относятся к частично кристаллизующимся. Поэтому необходимо учитывать влияние кристаллической фазы на свойства полимера.