塑胶材料添加剂的应用.ppt

1,塑膠材料添加劑的應用,2,添加剂在塑胶料里面的作用,塑膠材料添加劑的應用,3, 防止热劣化效果的例子 以下是抗氧化剂对聚丙烯(PP)的热劣化防止效果的例子，由图可知，不添加抗氧化剂的PP在烤烘箱中24小时就劣化，而添加0.3的抗氧化剂的PP寿命可长达2000小时以上。由于添加少量抗氧化剂对塑胶寿命由如此优异的效果，所以抗氧化剂已成为塑胶实用上不可缺少的添加剂之一。 150焗炉劣化时间据 0 500 1000 1500 2000 （小时）,塑膠材料添加劑的應用,无抗氧化剂,有抗氧化剂,4,添加剂的分类： 塑胶添加剂可分为塑胶实用上必须性添加剂和改良性或赋予新性质以扩大用途或商品价值的改质性添加剂两大类。,塑膠材料添加劑的應用,5,塑膠材料添加劑的應用,必须性添加剂 大部分都是安定剂，它是参与塑胶劣化反应的抑制阶段，藉以抑制反应进行的物质，多半塑胶的劣化都是被空气中的氧引起，称为自氧化反应，令至连锁反应急速劣化的过程，结果引发物性急速降解或颜色变化，通常用的必须性添加剂有：安定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等等 改质性添加剂 改质剂有许多种类，各种类的功能也不同，如对PVC赋予柔软性的增塑剂，对塑胶赋予阻燃性的阻燃剂，改善PP的透明性和钢性的透明剂，以及抗静电剂等等,6,塑膠材料添加劑的應用,添加剂的定义： 添加剂主要是指那些能分散在塑料分子构造中，能帮助塑胶材料有效性能增加，而不会严重地影响到塑胶材料分子结构被破坏的一些物质。 分类添加剂时，一般都是依照它们独特的功能加以区分，而不是依照它们的化学分类，在这里我们把它们先很简单的区分几类之后，再进一步按照各自精确的功能分别归类。,7,功能分类 添加剂,塑膠材料添加劑的應用,帮助加工添加剂,改变机械性质,降低配方成本的添加剂,表面性质的变性剂,光学性质的变性剂,抗老化添加剂,阻燃性添加剂,8,选择添加剂时应考虑的几个因素： 考虑加入添加剂前，我们要先清楚了解塑胶材料的一些重要性质，因为这些重要性质可以对注塑产品品质造成极大的影响和破坏，因此，在加入添加剂之前，我们应该考虑到下面几个性质： 物理性质比重与密度；熔融温度；硬度 机械性质抗张强度；抗弯强度；抗压强度；受压下的变形；剪 切力强度；耐冲击强度 热性质热膨胀系数；热变形温度；软化点 电性质介电强度；介电常数；耗损系数；电阻；弧电阻 抗力性质吸水率；燃烧性；对化学品的抗力；耐气候性,塑膠材料添加劑的應用,9,添加剂应用要求： 塑胶材料加入添加剂的基本要求： 添加剂的相容及扩散性 添加剂的迁移和消耗 添加剂对健康的危害,塑膠材料添加劑的應用,10,添加剂的相容及扩散性 无论使用什么添加剂，最重要的一项要求都是要有效地达到所要求的目的，换句话说，就是要在一定的经济水平下达到原来设计的使用目的。但是加入添加剂以改良某一种性质，往往同时会导致其他性质的变坏，这时，我们就必需由添加剂在配方中调配或做出取舍。 塑料混合添加剂后的效果也有赖于它加入聚合物分子结构中的方法是否正确，至于添加剂在聚合物分子中的适当实体形式则要由它发挥功效的结构来决定。 添加剂的行为是要与系统中所有的分子彼此互相作用，也就是添加分子聚合物构造中必须要有完全的相容性及移动或扩散分子阶层上完全互相溶合。,塑膠材料添加劑的應用,11,添加剂的迁移和消耗 添加剂加入塑胶之中是负有特殊功能的，因此，我们选择添加剂的时候该注意到它在加工时会否由塑胶材料里面的分子结构中挥发掉。或者在使用时会否会流渗的产品的表面，而在产品表面留下一层添加剂积聚的薄膜。 也就是说，加入的添加剂必须在常温至高温下仍然保持相当低的蒸汽压，并且不会造成凝集现象。,塑膠材料添加劑的應用,12,添加剂对健康的危害 添加剂绝对不可以对从事调和及加工操作人员，以及消费者产生任何中毒或有害健康的现象。尤其是当这种塑胶成分是准备用来包装食品或者制作玩具时更要注意。 通常塑胶中添加剂渗出的途径： 身体接触 不同性质的液体接触 与不同的食品接触 高温及细润的环境下接触,塑膠材料添加劑的應用,13,常用的添加剂种类与作用： 热安定剂帮助加工添加剂 防止塑胶材料在加工过程中产生热降解反应 提高产品的耐热性 防止塑胶材料因加工或使用过程中导致的褪色及老化 使塑胶材料更能抵抗加工或使用中所引起的氧化降解 化学名称：液体有机钙锌复合物，二盐基硬脂酸铅,塑膠材料添加劑的應用,14, 流动助剂与润滑剂帮助加工添加剂 外部润滑剂 这类润滑剂不但不会渗透到聚合物的内部，而且还会停在外侧形成一层界面层，减少摩擦。 最常用的有：有机硅油，石蜡，低分子PE聚合物 内部润滑剂 这类润滑剂会有某程度上的相溶性，能介入分子内部减少摩擦，增加润滑防止因摩擦而使温度骤升而出现的热降解。 最常用的有：金属皂(滑石粉),铁乏龙，石墨 注：以上两类润滑剂通常使用的分量为0.52之间,塑膠材料添加劑的應用,15,增韧剂改变机械性质添加剂 增韧剂用意是添加一种物质用来增加塑胶材料韧性不足或改善翻磨 料的韧性下降问题。 它的种类很多，比如人造橡胶(EVA),硅橡胶,丁二烯树脂和聚乙 烯(PE)等的粉碎热塑性塑料。例如PC加入ABS，PS,AS,加入苯乙烯- 丁二烯树脂可以增加其柔软性及抗冲击强度,张性力度和热变形温度。,塑膠材料添加劑的應用,16,强化剂与填充剂改变机械性质添加剂 加入强化剂与填充剂使它与结构反应或附著结构上，当强化剂/填充 剂和塑料结构间的附著力足够时，塑料和强化剂/填充剂便能在应力下 合作行动，产生出很高的机械强度,张力,压力,弯曲力。从而达到强化 与填充的作用。 最常用最有效的玻璃纤维 其他的还有：碳和纤维质填料,碳酸钙,碳纤维,纤维素纤维,金属纤维,塑膠材料添加劑的應用,17,发泡剂降低配方成本的添加剂 塑胶发泡剂的应用非常广泛，因为它可以达到减少成本和重量的 目的，最常见的如装饰用聚苯乙烯（PS）的发泡板，人造橡胶 （EVA）鞋底发泡，聚氯乙烯（PVC）层 板发泡等。发泡剂是指为了使塑胶料形成泡孔结构而添加的一类添 加剂。它们能在特定条件下产生大量气体。 按照其 产生气体的方式可分为物理性发泡剂和化学性发泡剂两 类。 最常见的有：偶氮二甲先胺，三井基三秦,塑膠材料添加劑的應用,抗静电剂表面性质的变性剂 许多物体经摩擦后都会发生静电。但是基本原理是摩擦过程中电 荷不断产生也会不断消失。电荷吸收的主要是由摩擦而传导。但当 摩擦物的电阻过高，电荷来不及释放时，物体就会因电荷聚集而带 电，处理不当的话，轻则影响注塑产品的表面洁净和美观，重则可 能带来很多严重的事故和生命安全。 最常见的有：硬脂先胺丙基二甲基-B-氢乙基铵硝酸盐,塑膠材料添加劑的應用,19,抗氧剂抗老化添加剂 氧化可定义成为物质受大气中的辐射中紫外线，温度，氧气，水， 微生物等混合物影响而劣化的过程。但以空气中的氧，紫外线，微生 物最严重。在塑胶材料最终结果会造成色彩，透明性的下降，结构变 脆以及绝缘性降低等等 抗氧化剂最主要目的便是使这种老化的现象减缓。完全消除是不可 能的。 最常见的有：2-(1-甲基环已基)-4，6二甲基苯酚，苯乙烯化苯酚， 2,6二叔丁基苯酚-4-甲基苯酚,塑膠材料添加劑的應用,20,杀菌剂抗老化添加剂 霉菌又称真菌，可生活在土壤，水中，动植物体上，或空气中，几 乎无处不在。它不含叶绿素，不能用阳光制造营养物，只能依靠从其他 物体吸收养分，以寄生或腐生的方式生存。只要有极少的营养，在温度 2632和湿度85下，霉菌就会生长繁殖。通常，天然高分子材 料由于含蛋白质，脂肪等可被霉菌摄取的物质，易受霉菌侵害。虽然大 部分合成的高分子聚合物都具有抗菌性，但也有部分塑胶材料不具有抗 菌性。（如发泡PU，PVC，弹性体，橡胶，硅胶等），另外添加于塑 胶材料中各种添加剂，都可作霉菌的营养源(如增塑剂，热安定剂，光 稳定剂，有机填料，润滑剂等),塑膠材料添加劑的應用,21,紫外线安定剂抗老化添加剂 聚合物的光老化是紫外光和氧参与下的一系列复杂反应的结果。 由于聚合物吸收紫外光和氧之后，分子变得更有活力而处于激动状 态，过剩的能量将使主链上最弱的化学链断裂破坏，产生活化自由 基，再由活化自由基加氧，又再产生自由基团，聚合物紫外光老化就 由这时开始。 最常见的有：炭黑，二氧化钛，氧化锌等等,塑膠材料添加劑的應用,22,阻燃剂阻燃性添加剂 添加型阻燃剂的基本功能在于干扰氧，热和可燃烧物这三个维持燃烧 的基本要素，阻燃通常通过下列途径： 阻燃剂分解产生较重的不燃惰性气体或高沸点液体(即结晶水)，覆盖 于塑料表面，隔绝氧气和可燃物的相互扩散。 通过阻燃剂的吸热分解或吸热升华，降低聚合物