《塑料添加剂》PPT课件.ppt

塑料添加剂 分类 选用原则 分类说明 （抗氧剂、光稳定剂、增塑剂、润滑剂、 着色剂、偶联剂、抗静电剂、成核剂） 现状,添加剂的分类 特性添加剂： 增塑剂、偶联剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂、成核剂、冲击改性剂、填充剂、增强剂、防雾剂、 稳定剂： 光稳定剂、抗氧剂、抗微生物剂 加工添加剂： 润滑剂、脱模剂、发泡剂,添加剂的选用原则: 添加剂与树脂的相容性 添加剂的耐久性 添加剂对加工条件及制品用途的适应性 添加剂配合中的协同作用和对抗作用,抗氧剂 所有高分子材料都可以和氧发生反应，主要由热和光（主要是紫外光）两个因素引起。 氧化的典型表现就是老化现象：1、影响表面；2、机械性能的降低。 抗氧剂是一种可阻碍氧化进而阻碍聚合物老化的化学助剂。 抗氧剂的作用机理：1、主抗氧剂干预氧化反应过程中链的增长阶段；2、辅助抗氧剂可破坏导致链引发反应及链分支反应的氢过氧化物基团。,抗氧剂按照化学结构分为： 酚类：单酚、双酚、多酚、对苯二酚、硫代双酚 胺类：萘胺、二苯胺、双苯二胺、喹啉衍生物 亚磷酸酯类、硫酯类、其它类型 其中酚类和胺类占总量的90%以上。一般来说，胺类比酚类的防护效能要高，但多数胺类氧化剂受光热作用后容易发生变色，不宜用在浅色、艳色和透明制品中。,抗氧剂的选用原则 抗氧效能高 无毒，不刺激皮肤 耐热性好，在加工温度下稳定 挥发性和迁移性小，耐（水、油、溶剂等）抽出性高，防护性能持久 与树脂相容性好，不喷霜 污染性与着色性小 与其它添加剂无化学反应 不影响塑料的加工性能和其它性能 价格低廉,光稳定剂 光稳定剂是一种能够干预光诱导降解物理化学过程的化合物。 光稳定剂的作用机理： 1、第一道防线：光屏蔽剂（碳黑、TiO2、ZnO 等） 2、第二道防线：紫外线吸收剂（水杨酸酯类、二苯甲 酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类） 3、第三道防线：猝灭剂（金属络合物） 4、第四道防线：自由基捕获剂（受阻胺或受阻哌啶）,二苯甲酮类,苯并三唑类,各种塑料最易造成破坏的敏感波长,光稳定剂的选用原则 能够有效消除或削弱紫外光对聚合物的破坏作用，而对聚合物的其它性能没有影响 稳定剂本身具有优良的光稳定性，不被光能破坏 与聚合物有良好的相容性，不挥发和水迁移，不被水和溶剂抽出 对可见光的吸收低，不着色或变色 热稳定性和化学稳定性好，加工时稳定，不影响聚合物的加工性能,增塑剂 作用：削弱聚合物分子间的作用力，从而降低熔融温度，减小熔体粘度，增加流动性，改善聚合物的加工性能和柔韧性。 分类： 1、邻苯二甲酸酯类（占总量的7080%） 2、脂肪族/芳香族单羧酸酯类 3、脂肪族二羧酸酯类 4、磷酸酯类 5、聚酯或聚合物型增塑剂 6、特殊增塑剂 7、增量剂,作用机理： 热塑性塑料的线型分子链之间存在着相互作用力（范得华力和氢键）。分子极性越大，作用力越强。 增塑剂的作用就是削弱聚合物分子间的作用力。一般认为增塑剂插入到大分子之间，削弱分子间的作用力可能有三种方式： 隔离作用增大大分子的距离，削弱作用力。主要用来解释非极性增塑剂增塑非极性聚合物。 屏蔽作用增塑剂的非极性部分遮蔽聚合物的极性基，使相邻聚合物分子的极性基不发生作用。 偶合作用增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基团偶合，破坏原来聚合物分子间的极性联结，从而削弱其作用力。,增塑剂的选用原则 与树脂有良好的相容性 增塑效率高，增塑速度快 耐久性（挥发性低、迁移性小、耐抽出性高） 环境稳定性好（耐光、耐热、耐菌、耐化学药品和阻燃性好） 无毒、无污染、无气味 电绝缘性好 价格低廉,润滑剂 在塑料的成型加工中，存在两种有害摩擦，即熔融时聚合物分子之间的内摩擦和聚合物与加工机械表面的外摩擦。引起熔体流动性降低，制件表面粗糙，形成流纹。 润滑剂是提高润滑性、减小有害摩擦、降低界面黏附为目的的助剂。脱模剂、防粘连剂、爽滑剂均属润滑剂范畴。 润滑剂的作用机理，可分为外部润滑机理和内部润滑机理（与增塑剂的作用相似）。 常用润滑剂主要有以下几类：脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物、其它（包括高级醇、复合润滑剂等）。,润滑剂的选用原则 润滑效能高而持久 与树脂的相容性大小适中，内部和外部润滑作用平衡，不喷霜，不易造成结垢 表面张力小，粘度小，在界面处扩展性好，易形成界面层 不降低聚合物的力学强度、HDT、耐侯性、透明性和电性能，不影响塑料的二次加工性能如印刷性、粘合性、电镀和焊接性能 本身的耐热性和化学稳定性优良，在高温加工中不分解、不挥发，不与树脂或其它助剂发生有害反应 不腐蚀设备，不污染制品，无毒,着色剂 加入塑料中改变其固有颜色的物质为着色剂。 分为染料和颜料两类，主要是溶解性不同。 染料应用于纺织纤维印染，着色性强，色泽鲜艳，但耐热、耐光和耐溶剂性差，易形成串色和污染，一般不能应用于塑料着色中。 颜料是不溶性的，为塑料的主要着色剂。按形状分为粉末状着色剂、颗粒着色剂、润湿性着色剂、液体着色剂、色母粒。,着色剂的选用原则 色彩美艳，着色力大 分散性好，能够均匀地分散于塑料中而不凝集 耐热性好，在高温成型时不变色，不分解，且能长期耐热 光稳定性好，长期受日光照晒不褪色 耐溶剂性和化学稳定性好，与溶剂或含有增塑剂的制品接触而不会发生溶出而迁移、串色。并能耐酸碱，与其它助剂不发生有害的化学反应 对塑料的加工性和使用性能无影响 无毒，无臭 价格低廉,偶联剂 在改性塑料领域，无机填料是最便宜、性能特异和来源广泛的增强剂和填充剂。但无机物与有机聚合物的结构极不相同，必须利用偶联剂将无机物与有机物紧密结合。 偶联剂为两性结构的物质，其分子中部分基团与无机物表面形成强固的化学键合；另一部分可亲和有机物，可与有机分子反应或物理缠绕。 按化学结构可分为：硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机络合物几类。,抗静电剂 大多数塑料都具有优良的绝缘性和耐水性，但容易静电聚集，加之吸水率低，静电不易消除，易吸附灰尘，影响透明和表面，某些场合会引起精密元件静电击穿。 一般体积电阻率101214 cm的塑料都有抗静电的必要。 抗静电剂就是为了降低塑料的表面电阻率和体积电阻率，防止静电积聚而添加于塑料中或涂敷于制品表面的物质。 实际上，抗静电剂大多数为表面活性剂，可分为：阳离子型、阴离子型、两性离子型、非离子型,抗静电剂的作用机理 抗静电剂消除静电的方式主要表现为： 其亲水基增加制品表面的吸湿性，形成一个单分子的导电膜 离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性 介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙之间的介电性 增加制品表面的平滑性，降低其摩擦系数,抗静电剂的选用原则 抗静电效能大而持久 耐热性好，在成型加工的高温下或反复进行热加工时不分解 与塑料的相容性适中，既有一定相容性又有一定不相容性，不喷霜析出，同时又能及时渗出形成防电分子层 不影响塑料的加工性能和制品性能 与其它助剂的相容性好，无对抗效应 无毒，无臭，对皮肤无刺激 价格低廉,成核剂 满足以下条件的聚合物熔体可以结晶： 1、聚合物的分子结构可以使晶体有序排列 2、结晶温度必须低于熔点，但不能太接近玻璃化温度，以便使分子链具有必要的运动性 3、晶核必须可以引发结晶，并由此可形成微晶，球晶 4、结晶速度必须足够快 加入成核剂的目的就是为了让熔体形成更多的晶核，使球晶变小，既加快了结晶速度，又使球晶结构更精细，达到更好的透明度和表观。,成核剂的选用原则 成核剂应溶于聚合物 熔点应高于相应聚合物 应能够以细微的方式（110m）均匀分散于聚合物中 成核剂的分类 1、无机添加剂：滑石粉、二氧化硅、高岭土（钠米级） 2、有机化合物：一元或多元羧酸盐、某些颜料 3、聚合物：乙烯/丙烯酸酯共聚物,在有关工业卫生、环境及接触食品的制品中塑料添加剂的使用现状 任何情况下必须首先考虑添加剂对人体的危害，下列情形需要重视： 1、生产（原料、杂质及副产品） 2、添加剂的加入和含有稳定剂塑料的加工过程 3、成品的使用，用过物品的处理（废物存放场由于焚烧或环境影响使添加剂结构的改变）,工业卫生 主要是在改性加工过程中，必须对塑料添加剂对人体的毒性进行评估，作好防范。