成型用的物料及其配制.doc

第三章成型用的物料及其配制3.0 本章介绍 生产中用作成型的物料有粉料、粒料、溶液和塑料糊等几种，无论是哪一种物料，一般都不是单一的合成树脂，都加有不等量的各种添加剂，其目的是为改善成型工艺性能，提高制品质量，降低成本。 为了成型工艺过程的需要，将合成树脂与添加剂配制成粉料、粒料、溶液和塑料糊等，配制过程中要通过混合使其形成均匀的复合物。本章将对物料各组分的作用，配制方法及配制过程中所用主要设备进行介绍。 通常热固性塑料的配制多在合成树脂生产过程中进行，因此，本章主要讨论热塑性塑料的配制。3.1 聚合物树脂 一、物料的组分及其作用 一般成型加工用的物料主要是粉料和粒料，粉料和粒料都是由聚合物(树脂)和添加剂(助剂)配制而成的，其中主要成分是聚合物次要成分是添加剂。根据塑料制品性能的要求和成型工艺过程的需要来选择添加剂的种类和用量，在选择助剂品种时应有利于相互发挥作用，防止彼此抑制。 塑料常用的添加剂有：增塑剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂、阻燃剂、防静电剂、防霉剂、发泡剂、偶联剂、改性剂等二十多种类，每一种类又有许多品种。 现以聚氯乙烯(PVC)塑料配料和成型加工为典型举例，首先是选用了热稳定剂才使这种很不稳定的PVC高分子聚合物的成型加工和应用成为可能。为使PVC制品具有柔韧性、弹性应加入增塑剂；为防止加工过程中的热降解应加入热稳定剂；为防止老化应加入抗氧剂、紫外线吸收剂；为提高物理力学性能而加入改性剂，为获得特定色彩应加入着色剂等。因此，用于成型的物料中包括聚合物和多种助剂。二、聚合物(树脂) 聚合物是粉(粒)状塑料中的主要成分，与各种添加剂粘结成一整体，并赋予制品主要的物理力学性能。常用的热塑性塑料有：聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、聚氨酯、尼龙、聚甲醛等几十种。不同的聚合物具有不同的性能和用途，就同一聚合物而言，由于合成方法不同性能也不一样。就同一种合成方法合成的树脂，由于其牌号不同，性能和用途也不相同。 聚合物的相对分子质量大小及其分布对产品性能及配料影响较大，树脂的颗粒结构及大小影响增塑剂、溶剂的相互作用。 树脂的相对分子质量决定制品的物理力学性能，相对分子质量愈大，制品的强度提高，但流动性降低，配料和加工温度应升高。随聚合物相对分子质量的增大，其溶胀与塑化速度减小，给配料带来困难。相对分子质量低虽有利于配料和成型，但所得制品性能较差。因此，要根据制品用途和成型方法等选择适当的相对分子质量。 相对分子质量的分布亦影响制品的性能，随相对分子质量分布加宽，制品力学性能、热性能降低。相对分子质量分布加宽也影响配料和加工过程，由于相对分子质量分布不同，对温度有不同的敏感性，对增塑剂或其他液体添加剂，显示出不同的溶胀和吸收能力，因而在配料和成型过程中会表现出不同的行为。例如在配料过程中，当低相对分子质量级分已经充分塑化，高相对分子质量级分可能还是生料，这样会造成塑化不均，并影响与其他组分如稳定剂、着色剂的混合，最终影响到制品质量。提高配料温度，虽有利于相对分子质量高的级分塑化，但低相对分子质量级分可能因过热而降解。所以通常要求聚合物的相对分子质量分布要适当。 树脂的颗粒结构对吸收增塑剂影响较大，凡表面毛糙，不规则，结构疏松多孔的粒子，即疏松型PVC树脂，易于吸收增塑剂，配料时需要的温度较低，时间也较短。相反颗粒密实结构规则。实心无孔的粒子，即紧密型PVC树脂，不易吸收增塑剂，配料时需要较高的温度和较长的时间。 树脂的粒度主要影响混合的均匀性，粒度增大对相同质量的树脂来说，颗粒数和总面积减小，混合时，与添加剂接触机会少，容易出现混合不均现象，在相同的塑炼时间内，颗粒大者塑化不易完全，从而影响制品性能，但过细的粒子易造成粉尘飞扬，容积计量困难。3.2 配合剂一、增塑剂 增塑剂通常是一种高沸点液体或低熔点固体的酯类化合物。其作用能够降低聚合物熔融粘度和熔融温度，增加可塑性和流动性，使制品具有柔韧性。产生上述作用称为增塑作用。经过增塑的聚台物，其软化点、玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性模量等均下降，而耐寒性、柔顺性、伸长率则提高。PVC塑料生产软制品需添加大量增塑剂。1、对增塑剂性能的要求 一般理想的增塑剂应具备如下条件：(1)与树脂的相容性要好(2)增塑效率高(3)增塑效果持久，挥发性低(4)对光、热稳定性要好(5)物理力学性能要好2、增塑剂的分类 (1)接增塑剂与树脂的相容性分类 可分为主增塑剂和辅助增塑剂两大类。 主增塑剂与聚合物相容性良好，可以单独使用。 辅助增塑剂与树脂相容性差，一般不能单独使用，用量稍大就容易渗出，只能与主增塑剂共同使用，目的是降低成本或赋予制品某些特殊性能。(2)接应用性能分类 耐热性增塑剂：如双季戊四醇酯、偏苯三酸酯等。 耐寒性增塑剂：如癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯等。 耐光、热增塑剂：如环氧大豆油、环氧十八酸辛酯等。 阻燃增塑剂：如磷酸醋类及含氯增塑剂。 无毒增塑剂：如邻苯二甲酸酯类、环氧大豆油等。 耐霉菌增塑剂：如磷酸酯类等。(3)按化学结构分类 按化学结构的特点归类，是目前最普遍的分类方法。邻苯二甲酸酯类是目前使用最广泛的一类增塑剂，一般都作为主增塑剂使用。例如，邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯等属于这类增塑剂。磷酸酯类 此类增塑剂与PVC：树脂有很好的相容性，具有阻燃性和灭菌性，迁移性较大，耐油及耐热性较差，大都是有毒增塑剂。主要有磷酸三辛酸、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯等。脂肪族二元酸酯类的烷基、芳基、环己基等，n为4、7、8等整数。此类增塑剂与PVC树脂相容性差，耐抽出和耐迁移性也较差但具有优良的低温性能，主要作为耐寒增塑剂使用。主要品种有癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯等。环氧增塑剂 此类增塑剂添加在PVC树脂中不仅有增塑作用还能起到稳定作用，因为分子中含有环氧基( )能与PVC降解时放出的HCl作用 。此类增塑剂一般为辅助增塑剂，可分为两类一类是环氧甘油酯类，与树脂相容性较差，由于挥发性低，迁移性小。耐油、耐热性较好，无毒，发展较快，主要品种是环氧大豆油；第二类是环氧脂肪酸单酯类，具有良好的耐低温性，迁移性较大，使用较广的有环氧硬脂酸辛酯。其他还有环氧四氢邻苯二甲酸酯类：其结构为由于具有苯二甲酸和环氧两种结构，故既有邻苯二甲酸酯类比较全面的性能，又具有环氧化合物的性能。以环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯为代表，性能全面。可用作主增塑剂。含氯增塑剂 主要包括氯化石蜡、氯化脂肪酸酯、氯化烷基磺酸苯酯及氯化联苯等。与PVC树脂的相容性较差，这是由两个因素决定的，一是链上的碳原子数目，二是含氯量。提高含氯量可增加与PVC的相容性，但含氯量愈高，链上含碳原子数目越少，挥发性增加。在含氯量不变时，增加碳链长度可降低其挥发性，也降低了与PVC的相容性。氯化石蜡的古氯量一般在3570，作为PVC的辅助增塑剂时，含氯量以50为宜，碳链以含15个碳原子为宜。含氯量高的产品，主要作阻燃剂使崩，主要品种有氯烃-50、五氯硬脂酸甲酯等。聚酯类 由二元酸和二元醇聚合而成，相对分子质量为10008000。此类增塑剂的增塑效率较差，但挥发性低、迁移性小，且耐油和溶剂的抽出。如癸二酸丙二醇聚酯、己二酸丙二醇聚酯等属于此类增塑剂。3、增塑剂的作用机理 热塑性塑料大分子间存在着分子间力。其力的大小主要取决于分子链中官能团的性质。具有强极性基团的聚合物由于其分子间的引力很强，因而有很好的力学性能。若聚合物中基团的极性较弱或是非极性基时，它们的分子链间引力很小，因此容易加工，为使具有强极性基团的聚合物易于成型，则需要减弱其分子间力。实施的方法可借助于升高温度或加入增塑剂来达到。例如尼龙塑料提高温度时易于成型加工，而聚氯乙烯树脂在高温下不稳定，特别是高粘度聚氯乙烯则需要添加增塑剂来达到易成型加工的目的 增塑剂是具有一定极性的有机化合物，与聚合物相混合时，升高温度，使聚合物分子热运动变得激烈，于是链间的作用力削弱，分于间距离扩大，小分子增塑剂钻到大分子聚合物链间，这样增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用代替了聚合物极性分子间的作用，使聚合物溶涨，增塑剂中的非极性部分把聚台物分子的极性基屏蔽起来并增大了大分子链间的距离，减弱了分子间范德华力的作用，使大分子链易移动，从而降低了聚合物的熔融温度，使之易于成型加工。4、常用增塑剂简介（1）苯二甲酸酯类邻苯二甲酸二丁酯(DBP) 广泛用于PVC中，优点是与树脂相容性很好。使制品有很高的柔软性，价格低廉。缺点是挥发性大被水抽出性较大因此耐久性较差，是低温下使用的优良增塑剂。还可用于硝酸纤维素、醋酸纤维索，醇酸树脂等。邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 与许多聚合物有着良好的相容性。由于其混合能力好，增塑效率高，较低的挥发性，较好的低温柔韧性，相当低的抽出性和毒性，良好的电绝缘性能和耐紫外光性能，可广泛用于乙烯基树脂，可以单独使用，也可以作为主体与其他增塑剂配合使用。邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP) 是DOP的有效代用品，其主要用途同DOP。邻苯=甲酸二79酯(DAP) 性能与DOP相近，价格低廉，但气味较大，电绝缘性能较差，可作为DOP的代用品，是PVC糊的优良增塑剂。邻苯二甲酸二仲辛酯(DCP) 是DOP的同分异构体，性能和用途与DOP相似。邻苯二甲酸二壬酯(DNP) 性能基本上与DOP相似，但在高温下具有较好的耐老化性，DNP的脆化点高，不宜在低温使用。邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP) 是很好的耐久性增塑剂，可作为PVC的主增塑剂。挥发性和迁移性小，耐水抽出性和电绝缘性优良，各项性能随温度的变化小于DOP，但相容性、耐油性较DOP稍差，受热时会着色，与抗氧剂并用可以防止。在同样增塑剂的用量下，与DOP制品相比柔韧性较差，但其柔韧性不随温度的变化而有很大变化，因此，它适用于较高温度并结合有适当的低温性能之场合。在高温电线中经常采用。邻苯二甲酸丁苄酯(BBP) 具有很强的溶剂能力，能与PVC、醋酸纤维素，聚苯乙烯、有机玻璃、乙烯-醋酸乙烯共聚物相容，具有良好的耐污染性，加工性能很好，挥发性低，耐光、耐热性好，耐油性很好，BBP的填充容量大，适用于含大量填充剂的材料，如塑料瓦楞板、塑料地板等。也可用于制造薄膜、板材、管材等，可以得到优良的透明性和光滑的表面。（2）磷酸酯类磷酸三甲苯酯(TIP) 又称磷酸三甲酚酯(TCP)。是重要的增塑剂之一，能与纤维素塑料、乙烯基树脂等相容，与PVC相容性极好，可帮助原来相容性不好的物质提高相容性，它有很好的阻燃性、耐磨性、耐污染性、防霉性，挥发性低，耐水抽出性好。主要缺点是毒性较大耐低温性差，广泛用于PVC中并常用于制糊配方中，能使增塑溶胶具有较低的粘度，贮存性能很好。在加有_TTP的配方中若再加入月桂酸二丁基锡稳定剂会使_TTP的酸值升高，影响制品质量，配方时应严加注意。磷酸三苯酯(TPP) 主要用作纤维素塑料的增塑剂。磷酸三二甲苯酯(TXP) 性能较TTP略差一些，但价格较便宜。磷酸三辛酯(TOP) 具有阻燃及防霉作用，与磷酸兰甲苯酯性能相近，但耐低温性能好，能使制品在较宽的温度范周内使用，且任韧性变化不大。挥发性大，有迁移性，加工性能不及磷酸三甲苯酯，与DDP配合使用较为适宜。磷酸二苯一辛酯(DPOP) 与PVC相容性尤其好，可作主增塑剂使用，具有较好的光稳定性，在PVC薄膜中与DOP并用。在室外使用时有助于防止变色、脆化和破裂，但必须注意不宜采用硬脂酸钡-镉体系。还具有阻燃性、耐低温性、耐油抽出性及低挥发性。（3）脂肪族二元酸酯类己二酸二辛酯(DOA) 是良好的低温增塑剂，与PVC、聚苯乙烯、硝酸纤维素等都能良好的相容，有一定的耐光、耐热和耐水性，价格较便宜，为一广泛使用的耐寒增塑剂，在挤出和压延成型时显示优良的润滑性，制品手感良好。壬二酸二辛醅(DO2) 与PVC、硝酸纤维素、聚苯乙烯、乙基纤维素等都能良好的相容，耐寒性比DOA好，而与DOS相近。挥发性很低，能赋予制品很好的耐热、耐光和电绝缘性能，价格较贵。癸二酸二辛酯(DOS) 是优良的耐低温增塑剂，耐寒性非常好，挥发性很低，还能在较高温度下加工，电绝缘性很好，耐光耐候性良好，但易迁移，易被烃类所抽出。除作耐寒增塑剂外还可用作喷气发动机的润滑油。（4）环氧类增塑剂环氧大豆油(ESO) 是使用较广的PVC辅助增塑剂兼稳定剂，有良好的热和光稳定作用，相容性好，低温柔韧性好，挥发性低，抗抽出性好，并具有良好的电绝缘性能，常用于PVC薄膜、薄板及人造革中。环氧脂肪酸丁酯 是PVC的辅助增塑剂兼稳定剂，具有良好的耐热性和耐候性，与PVC相容性良好。因脂肪酸成分不同，环氧脂肪酸丁酯有环氧硬脂酸丁酯、环氧大豆油酸丁酯、环氧糠油酸丁酯、环氧菜油酸丁酯等品种。环氧脂肪酸辛酯(ED-3) 是PVC优良的辅助增塑剂兼稳定剂，热稳定性和耐候性优良，耐低温性能趋好，耐挥发和耐抽出性优于环氧脂肪酸酯。因脂肪酸不同而有不同结构的品种，如环氧硬酯酸辛酯、环氧糠油酸辛酯等。环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯(EPS) 是PVC的增塑剂兼稳定剂，增塑能力与DOP相当，与PVC相容性较好，可作为主增塑剂不会从制品中渗出，具有优良的光、热稳定性，耐菌性很强，无毒，主要用于医用软质PVC制品。（5）含氯类增塑剂氯烃-50 为PVC的辅助增塑剂，具有一般氯化石蜡的优点，挥发性低，无毒、不燃、无臭、价廉等，耐寒性及耐候性较差，主要用于PVC电缆料、地板、管材及人造革中。五氯硬脂酸甲酯(MPCS) 一般作为PVC的辅助增塑剂，力学性能、电绝缘性能、耐油性、耐水性及耐燃性较好，但稳定性差，耐寒性差，主要用于耐热电线、耐油软管等。二、稳定剂 聚合物在成型和使用过程中经常受到光、热、氧等的作用，使塑料制品发生老化而改变物理力学性能，最后失去使用价值。在塑料中加人稳定剂就是为延缓或抑制聚合物老化，起到这种作用的物质称为稳定剂。按所发挥的作用，稳定剂可分为热稳定剂、光稳定剂及抗氧剂等。1、热稳定剂 热稳定剂是一种能防止聚合物在热影响下产生降解作用的物质，对容易产生热降解的聚合物，在成型时必须添加热稳定剂，提高其耐热性能，才能使其在成型中不分解。并保持塑料制品在贮存和使用中的热稳定性。使用热稳定剂最多的是PVC。（1）热稳定剂的分类 目前广泛应用的热稳定剂主要类别如下：盐基性铅盐类 是带有PbO的无机酸(硫酸、亚磷酸)或有机酸(苯甲酸、马来酸)的铅盐。如三盐基性硫酸铅、二盐基性邻苯二甲酸铅等。金属皂类多为脂肪酸(月桂酸、硬脂酸等)的二价金属(钡、镉、铅、钙、锌、镁等)盐。如硬脂酸钡、硬脂酸锌等。有机锡化合物 一般为带有二个烷基的有机酸、硫醇的锡盐如一丁基月桂酸锡。辅助热稳定剂 环氧化合物(含环氧基的醋或油，见环氧增塑剂)，亚磷酸酯如亚磷酸三苯酯多元醇如季戊四醇。复合热稳定剂几种稳定剂的复合物，如液体钡、镉、锌金属皂复合稳定剂。（2）热稳定剂的作用原理捕捉PVC降解时生成的HCl 盐基性铅盐类中的盐基(如PbO)有很强的捕捉HCl的能力，金属皂、有机锡、环氧化合物、亚磷酸酯都具有这种作用。置换不稳定的氯原子 PVC分子结构中常带有不稳定的氯原子。稳定剂的作用就是把不稳定的氯原子置换后形成稳定结构。 与共轭双键反应 加入稳定剂就是为了与多烯结构发生加成反应，破坏大共轭体系的形成，抑制聚台物的降解。如含有不饱和双键的顺丁烯二酸锡或不饱合酸的金属皂如蓖麻油酸皂容易与大分子中的共轭双键发生双烯加成反应，从而抑制CI原子的脱除。钝化起催化降解作用的金属离子 由于聚合物中存有杂质及聚合时所用催化剂的残余体，使聚合物中含有金属离子如锌、铜、铁、镉等，还有在降解过程中生成的金属氯化物，对PVC的降解均有不同程度的催化作用，钝化这些重金属离子催化作用的方法是加入适量的螯合剂，如某些亚磷酸的烷酯和芳酯。螯合剂与重金属盐形成了络合物。一方面抑制降解，并能防止金属氯化物的析出。捕捉自由基，阻止氧化反应因自由基能导致聚合物的降解，加人有机锡稳定剂也能与自由基反应，生成稳定的化台物。（3）主要热稳定剂简介盐基性铅盐类 具有很强的结合HCl的能力，耐热性好电绝缘性高。耐候性优，价格低。主要缺点是使制品不透明、有初期着色性、有毒、易受硫化污染、缺乏润滑性，由于分散性差、密度大，所以用量较大，常达5份以上。主要用于硬管、硬板、电缆、焊条等制品。 常用品种有：三盐基性硫酸铅（俗称三盐）、二盐基性亚磷酸铅（俗称二盐）、二盐基性硬脂酸铅、二盐基性邻苯二甲酸铅、盐基性亚硫酸铅和三盐基性顺丁烯二酸铅。金属皂类 具有润滑性，少数品种易受硫化污染，有喷霜现象，对热焊和印刷性有影响，因此，在配方中应注意用量。金属皂不能单独使用，一般在配方中金属皂总用量为23份。主要用于软质透明或半透明制品。目前金属皂配合使用的主要类型有：钡-镉或钡-镉-锌型为通用型，主要用于薄膜、软管等；钡-锌型为耐硫化污染型，它不受硫化物所污染，对填料或颜料中的杂质造成的不良影响有抑制作用，毒性小，主要用于人造革、室内装饰材料及地板等；钙-锌型为无毒型，主要用于无毒制品，但稳定作用较弱。 主要品种有：硬脂酸镉、月桂酸镉、蓖麻油酸镉、硬脂酸钡、月桂酸钡、蓖麻油酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸铅。有机锡类 价格较高，稳定效果好，尤其具有极好的透明性，是PVC重要稳定剂。多数是液体，少数是固体。可以单独使用，多数情况下与皂类、抗氧剂并用发挥协同作用。有机锡大多数是有毒的，特别适用于透明硬质制品。缺点是需要较多的润滑剂配合，与镉、钡、铅稳定剂比较对光的稳定性要差些。由于含硫有机锡与含铅类稳定剂会发生污染作用，故二者不能并用。 主要品种有：二月桂酸二丁基锡(DBTL)、二月桂酸二(正)辛基锡(DOTL)、马来酸二丁基锡(DBTM)、马来酸单辛酯二正辛基锡和二正辛基-s，s-双硫代甘醇酸异辛酯锡(TVS8831)。2、抗氧剂 许多塑料制品在成型加工、使用和贮存过程中与氧接触，都会不同程度地发生氧化降解，使其强度、外观等性能下降。在塑料中加人可以延缓或抑制氧化降解作用的物质叫抗氧剂。一般热塑性塑料如聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、ABS、聚甲醛等易于氧化，只需加入0 .051份抗氧剂就可以提高其稳定性。（1）抗氧剂的分类 抗氧剂按其作用机理分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。主抗氧剂 主要是指阻碍酚类和芳基仲胺类抗氧剂。阻碍酚类有：烷代单酚，硫代双酚，烷代多酚， 芳基仲胺类抗氧剂。辅助抗氧剂 主要指金属硫代物、硫代酯类和亚磷酸酯类。金属硫代物，硫代二羧酸酯和亚磷酸酯。 在塑料制品生产中重要的主抗氧剂阻碍酚类用的最多，而胺类抗氧剂因污染及色深在塑料制品中很少使用，多用于橡胶工业。辅助抗氧剂中硫代酯类和亚磷酸醋类应用广泛。（2）抗氧剂的作用原理 主抗氧剂是指能够终止链增长反应的抗氧剂，又称为自由基抑制剂。它的自由基的抑制作用有下列三种方式：氢原子的给予体 自由基捕获体 电子给予体 辅助抗氧剂其作用是使过氧化物分解为非活性物质，又称过氧化物分解剂。（3）抗氧剂简介1）常用的主抗氧剂 抗氧剂264酚(2 ，6一二特丁基-4-甲基酚)：白色结晶粉末，熔点为70，为通用阻碍酚类抗氧剂，不着色，无污染，无毒，无味，挥发性较大。常用PVC、PE、PS、ABS等塑料。用量为0.52。 双酚C2，2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷：白色结晶粉末，为低效抗氧剂，效能较双酚A略高，毒性低，可用于PE和PVC中，用量为011。 双酚A2，2-双(4-羟基苯基)丙烷：白色粉末，熔点为156158，是低效抗氧剂。毒性低，用于Pvc中有一定效果。用量为0 .22。 抗氧剂CA(1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-特丁基苯基)丁烷：白色结晶粉末，熔点为185188，挥发性小，无毒、无味、不污染，耐热性好，为优良的酚类抗氧剂，具有良好的抗氧化性和抑制铜离子催化氧化的效能，可用于接触铜的电线或电缆绝缘层，特别适用于PVC高温加工和使用的制品中，也多用于PP、PE中，一般用量为0.11。 抗氧剂1010称四3-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇醇：白色粉末，熔点120125，挥发性极微，不污染，不着色，不易被水抽出，为高分子量的多元阻碍酚抗氧剂抗氧效果很高用于对抗氧要求较高的如PP、ABS、PA等用量为0105，当与硫代二丙酸醣如DLTP、DSTP等辅助抗氧剂配合使用，配比主：辅=1：3时效果更好，并可节省主抗氧剂用量。 抗氧剂1076(3，5-二特T基-4-羟基苯丙酸十八酯)：白色结晶粉末。熔点为4952，无毒、不污染、不着色、挥发性小，热稳定性优良，是一种优良的抗氧剂。效果稍逊于抗氧剂1010，适用于PP、PE、PS、PVC、PA、ABS、PMMA等，用量为0105。2）常用的辅助抗氧剂 抗氧剂DSTP硫代二丙酸二(十八酯)：白色结晶粉末，熔点为645675，毒性低，气味小，挥发性低，热加工损失小，适用于薄膜制品，一般不单独使用，通常与酚类抗氧剂1010、1076、CA等并用，获得良好协同效应。主要用于PE、PP、PVC等塑料中。用量为0.051 .5。 抗氧剂DLTP(硫代二丙酸二月桂酯)：白色粉末，熔点为3940，性能与用途和DSTP相似，抗氧效果比DSTP弱，与树的相容性比DSTP好。 亚磷酸三苯酯(TPP)：浅黄色透明液体，凝固点1924，微有酚昧，有毒，上要适用于PVC中作螯合剂，以金属皂为主稳定剂时配合使用可减少金属氯化物的危害，保持制品的透明度，抑制制品颜色变化，同时可增加主抗氧剂的抗氧能力，用量为0.11。3、光稳定剂 高分子材料在户外使用过程中由于阳光照射(尤其是紫外线)的影响，会发生光降解作用，为了抑制或防止这种降解，一般要加入光稳定剂。 光线波长范围从200nm以下一直延续到1000mn以上，当穿过大气层时滤掉了波长小于290nm的紫外线和波长大于3000nm的红外线，辐射到地球表面的为2903000nm的光波，其中波长为290380nm的为紫外线，波长为380780nm的为可见光，波长为7803000nm的为红外线。据统计紫外线大致占5、可见光占40、红外线占55。虽然紫外线只占很少一部分，由于辐射线的能量与波长成反比，波长愈短，射线的能量愈大，紫外线的波长短，能量最高，因此，对高分子材料的破坏最大。 有机化合物的键能约为210420kJmol，紫外线足以引起化学键的破坏。因高分子材料吸收紫外线的速度较慢，并能将大部分能量转变为对聚合物无害的热能和渡长较长的光，减慢了光老化速度。但由于光的激发仍能使一些高分子分解产生自由基加上大气中氧的参加，光可使氧分子活化，引起一系列氧化降解反应，导致高分子材料的变色、开裂、性能劣化等。4 、润滑剂 为了改进塑料熔体的流动性，防止塑料在挤出、压延、注射等加工过程中对设备发生粘附现象，改进制品的表面光洁程度。降低界面粘附为目的而加入的助剂称为润滑剂。它是重要的掭加剂之一，对成型加工和对制品质量有着重要的影响，尤其是对PVC塑料在加工过程中是不可缺少的配合剂。通用热塑性塑料中需要加润滑剂的还有聚烯烃、ABS、聚苯乙烯、醋酸纤维素、聚酰胺等。（1）润滑剂的分类 按润滑剂的化学结构分为如下几类：饱和烃类 如液体石蜡、低分子聚乙烯等。脂肪酸类 分高级脂肪酸如C1418的脂肪酸和羟基脂肪酸等。脂肪酸酰胺类 如乙二醇二酰胺、二硬脂酸酰胺乙烯酯等。酯类 脂肪酸低级醇酯如脂肪酸单甘油酯；肪肪酸多元醇酯如硬脂酸单甘油酯、脂肪酸缩乙二醇酯等。醇类脂肪醇 C1418高级脂肪醇、多元醇如季戊四醇、缩己二醇、缩甘油等。金属皂类兼有稳定和润柑作用，如硬脂酸铅。其他如矿物油、硅油等。（2）润滑剂的作用原理 润滑剂的作用是减弱物体间发生的摩擦现象，塑料在成型加工中，聚合物和加工机械间的接触会产生界面摩擦现象，聚合物在熔融状态下也产生牯性流体的内摩擦，作为调节摩擦力的润滑剂通常分为外部润滑剂和内部润滑剂。外部润滑剂与聚合物相容性很低，能在加工机械金属表面的界面上形成润滑剂分子的吸着层，能够降低聚合物与加工设备表面的摩擦。内部润滑剂与聚合物有一定的相容性削弱了聚合物分子间的内聚力而降低其熔融粘度。从而减小聚合物分子的内摩擦。将润滑剂分为内外润滑剂的关键在于它与聚合物的相容性。结合聚合物的种类及添加剂的组合等条件来判断。内外润滑剂之分是相对的，有不少润滑剂都兼具有两种润滑作用。例如金属皂类润滑剂硬脂酸钙CH3（CH2）16COO2Ca，其分子结构是两个较长的碳链通过一个极性基团联结而成的，在PVC中相容性虽然较差，但借助极性基团在PVC中可得到较好的分散而呈现内润滑作用，同时因其两侧的碳链很长不易容于PVC中故兼有外润滑作用。 润滑剂的作用与其分子结构有关，一般环状分子比链状分子的摩擦性大，在同系的链状分子中相对分子质量愈大即分子链愈长其摩擦性愈小。因此有利于降低界面摩擦的分子结构，必须具备尽可能长的分子链，在分子的一端上应带有极性基团。由于极性基团对聚合物有一定的相容性，促进非极性端的长链分子向加工机械的金属表面产生吸附排列而起到润滑作用。 加工的工艺参数温度和压力也能影响润滑作用，例如在PVC塑料中掭加硬脂酸润滑剂，当温度升高对硬脂酸会挥发一部分，从而丧失一定的润滑作用。石蜡或低相对分子质量聚乙烯外润滑剂提高温度又能促进润滑剂与聚合物之间的相容性，而使原外润滑剂也兼有内润滑作用，增大压力也能使外润滑剂兼有内润滑作用。（3）常用润滑剂的特性及选用液体石蜡 俗称白油，无色透明液体，一般是C16H34C20H42的饱和烃混合物，沸点为250300，按其粘度可分轻、中、重三种类型，其中无色无臭的重型石蜡可作润滑剂，常用于PVC、PS塑料中。一般用量为0. 5份。固体石蜡 是从石油或岩油中取出的CnH2n+2组成的饱和烃，白色固体，熔点为5763，无毒无味，广泛用作塑料的外润滑和脱模剂，用量在021份，用量过多会析出。高熔点石蜡可提高塑料的电绝缘性能。低相对分子质量聚乙烯(又称聚乙烯蜡) 指相对分子质量为15005000的聚己烯，白色粉末，熔点90110，可作无毒润滑剂，可改善填料和颜料的分散性。缺点是与PVC相容性差。内润滑作用较差，而且透明性也不好。硬脂酸白色或微黄色颗粒或块状物，熔点6071，是C18、C16、C14的混合物，其中8090的是硬脂酸，含有少量的油酸，它仅次于金属皂而广泛应用的润滑剂，无毒。用量般不超过0.5份。硬脂酸丁酯无色或淡黄色的油状液体，凝固点1622。低于此温度时凝成固体，用作PVC及其共聚加工时的润滑剂，可降低摩擦热。提高加工速度，并有良好的脱模作用，常用于硬质塑料制品的加工。用量一般为0.53份。乙烯基双硬脂酰胺 白色至淡黄色粉末或颗粒，相对分子质量593，熔点为130145，具有较好的内、外润滑作用和抗静电性，主要用于PVC、PS、PP、ABS等塑料，用量为0 .52份。硬脂酸单甘油酯 白色至牙黄色蜡状固体，相对分子质量359，熔点5660。工业上呈珠状供应，适用于PVC透明制品的无毒内润滑剂，在PVC中相容性好，易分散，对含硫的有机锡改善其耐光性能，最好与外润滑剂一起使用。5、填充剂 在塑料中加人填充剂的目的一方面是降低产品的成本，另一方面是改善产品的某些性能，如增加制品的硬度、提高尺寸稳定性等。填充剂对树脂性能的影响，主要由各种填充剂和树脂的表面分子相互作用所决定，大多数粉状填充剂会降低聚合物的某些力学性能，如拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等。为了提高填充剂的效能，可通过加入表面处理剂改善其表面性能，使惰性填料变为活性填料，增加填料与树脂紧密结合的能力，才能提高体系的力学性能。偶联剂即为常用的有效的填料处理剂。填充剂的用量一般为树脂组分的40以下，近年来开发的高填充塑料制品，填料可达300份，大量填充剂的加入，使物料在加工过程中的摩擦增大，降低了塑料的热稳定性因此在配方中应适当增加稳定剂和润滑剂的用量。（1）选择填充剂的条件价格低廉填充剂的价格对塑料成本影响很大，应尽量选择价格便宜，资源丰富的填充剂。对制品物理力学性的影响较小，具有广泛的改性效果。填料对增塑剂的吸收量小。填充剂的细度及填充剂和增塑剂的品种均影响填料吸收增塑剂的量。不影响其他助剂的分散性和效能，不发生有害的化学反应。纯度高，不含有对树脂有害的杂质。（2）主要填充剂的性能和用途碳酸钙包括重质、轻质、活性碳酸钙，重质碳酸钙由天然矿石或贝壳等含碳酸钙的物质经机械粉碎、筛选、漂洗、干燥等工序而制得的细粉都属于重质碳酸钙，相对密度为2.72 .9，粒度较大，粒径约为35m。轻质碳酸钙一般指用化学法生产的碳酸钙，相对密度为2427，粒度较小，平均特径为1 4m。活性碳酸是指采用有机表面活性剂或偶联剂处理过的碳酸钙，把惰性填料变为括性填料，增加了对聚合物的亲和力。碳酸钙为无味、无毒的白色粉末，在塑料中可自由着色,价格便宜，来源广泛，已大量用于PVC、PE、PP中。白炭黑 又称二氧化硅，因色白而性质如炭黑故称白炭黑，是白色无定型微细粉状物。由硅酸钠化学沉淀为湿法生产，粒径为2050m。由四氯化硅高温煅烧为干法生产，粒径为1525m。用于PVC、PE、PP、不饱和聚酯、环氧树脂等可改善耐热性、耐磨性和耐药品性。在PVC板、管、异型材等产品加入煅烧白炭黑。改善挤出性和表面光泽。在PVC糊中加入少量白炭黑可调节粘度。在PVC和PE薄膜中加入少量白炭黑(用量053)，可防止薄膜的粘闭。煅烧陶土 将高岭土在600700煅烧除去结晶水和其他杂质后经研磨而成。硫酸钡 其天然产品叫重晶石粉，由天然重晶石粉与炭加热还原生成可溶性硫化钡。再与硫酸或硫酸钠作用而得的化学沉淀硫酸钡。宜作塑料的填充剂。其相对密度为4446，粒度为0.25m，添加在塑料中可提高制品的耐化学腐蚀性和耐热性。该填料因相对密度较大，可用于凋节制品的相对密度，减小制品的x光透过度。硫酸钙 又名石膏。有天然石膏、硬石膏、化学沉淀硫酸钙之分。添加在塑料中可提高制品的尺寸稳定性、耐磨性。常用于PVCl、PE、PP的钙塑材料中。滑石粉 为白色或淡黄色的细粉，化学性质不括泼，相对密度2.62.8，粉体具有软而滑腻感，加人塑料中可提高制品的刚性，改善尺寸稳定性、耐化学磨蚀性，防止高温蠕变性及降低摩擦因数。多用于耐酸、碱、热及电绝缘制品中。金属粉 常用的有青铜、铝、铅等粉末，由熔融金属喷雾或由金属碎片、箔片机械粉碎制得。加入各种热塑性工程塑料、环氧、缩醛树脂中可提高导电、传热、耐热等性能。铅粉可使塑料具有屏蔽x射线或7射线的作用。6、着色剂 着色剂是使塑料制品具有绚丽多彩性的一种添加剂。树脂本身大多是无色的，要赋予鲜艳色彩必须加入各种着色剂。塑料着色除美观、提高商品价值，还可改善制品的耐候性，提高抗紫外线的能力。塑料着色有两种，一种是整体着色，另一种是表面着色或印花。 用于塑料的着色剂应具备以下条件：与树脂相容性良好，能均匀分散于树脂中；具有一定的耐热性，能经受塑料加工温度不发生分解变色；具有良好的光和化学稳定性。耐酸性、耐溶剂性良好；具有鲜明色彩和高度的着色力；在加工机械表面不应有粘附现象等。（1）着色剂的分类 着色剂包括染料和颜料两大类，颜料又可分为无机颜料和有机颜料。染料主要用于纺织品(棉、毛、挫、麻、合成纤维等)的染色。易溶于水、油及其他有机溶剂中，被纤维吸收或发生化学反应而着色。塑料在着色过程中是染料以分子形式扩散到高分子中去，所以染色力极强。透明性好，但能适用于塑料的染料品种较少。颜料颜料是不溶于水也不溶于有机溶剂的固体有色物质。添加到塑料中是以机械并合方式着色，无化学作用。塑料着色剂中颜料约占90以上。颜料分为天然颜料和合成颤料天然颜料又有矿物性额料和植物性颜料之分。合成颤料包括无机颜料和有机颜料。周无机颜料不透明、色暗、密度大、吸油量低和抗氧性差，其主体铬、铅、镉、锑、汞、砷、铜等兀素有毒性，在民用方面受到严格的限制。而有机颜料具有比重小、吸油量大、色彩鲜艳、色相纯正、色谱齐全等优电，在塑料中广泛选用。 衡量着色剂光稳定性的标准是耐光级别，共分八级，级别越高说明对光稳定性越好。八级最优，七级优，六级甚佳、五级佳，四级尚佳，三级平常，二级劣，一级最劣。着色剂和树脂相容性差而向制品表面迁移析出的现象，称为着色剂的迁移性。着色力是指着色剂与塑料相混后能赋于塑料的颜色与色光的能力，着色剂的着色力越高则所需的量就越少。遮盖力是指遮盖塑料本色及其他颜色的能力。颜料遮盖力强，染料则无遮盖能力。（2）常用着色剂1)无机颜料 钛白粉：为无毒、无臭的白色粉末，相对密度3.844.26，射光率为2.552.72，因折光率高，遮盖力很强，对大部分化学试剂无作用，耐热及耐光性好，白度高、着色力强、易分散，是常用的白色颜料。商业上有两种品种。一种是金红石型(R型)，相对密度4.26折光率2.72耐热、耐候性好，具有屏蔽紫外线作用，常用于户外制品。另一种是锐钛矿型(A型)，相对密度3.84，折光率2.55，其耐热、耐光性较差，适用于室内制品。 锌钡白：又称立德粉，为白色粉末，相对密度4.14.3，折光率约为2，着色力强，价廉遮盖力比钛白粉低，耐晒性较差，适用于聚烯烃树脂等。也可作填料使用。 铬黄：为橘黄色鲜艳粉末，相对密度5 66 6，耐光性尚好，着色力和遮盖力强，多用于 PVC、PS等塑料中。不宜与含硫着色剂并用。色光随原料配比和制备条件而异：一般产品有柠檬黄、淡铬黄、中铬黄、深铬黄、橘铬黄五种，塑料中使用较多的是中铬黄。 镉黄：为淡黄色至橘黄色粉末，相对密度4.34.6，粒径13m，耐热性及耐光性优良，遮盖力较强，颜色鲜艳，适用于多种塑料的户外制品。 镉红：为火红色粉末，色彩鲜艳，相对密度4553，折光率25，耐光、耐热性好，遮盖力强，着色牢，适用于多种塑料的耐热制品。价格较贵。 铬朱红：为红色粉末，粒径0 2O 6山11，耐热180(：，为PVC、PE、PS、PP的红色着色剂。 群青：为半透明的蓝色粉末，耐热及耐光性好，为色彩鲜艳的蓝色着色剂。用量很少时有增白效果。2)有机颜料 塑料红GR：为红色粉末，具有良好的耐热、耐光性，是颜色坚牢度较好的一种红色颜料。适用于PVC塑料。 立索尔宝红BK：为紫红色粉末，耐光坚牢度45级，耐热温度150，着色力较强，透明性较好，为常用的红色着色剂。适用于PS、PVC、PE、PP等塑料制品，不宜作浅色制品，生产透明制品时用量为树脂的0.08。 橡胶大红LC又称色淀红C：为红色黄光粉来，耐热温度150160，耐光坚牢度67级，无迁移性。热稳定性好，色泽鲜艳，适用于橡胶和PVC等塑料的红色着色剂。一般用量为树脂的0.06。3)有机染料 还原桃红R：为鲜艳的桃红色染料，耐晒6级。 分散红3B：色泽鲜艳，为红色分散染料，耐晒67级。 分散橙G：为鲜艳橙色。耐晒度很好。 还原黄4GF：(士林黄4GF)为还原黄色染料，耐晒7级。 士林蓝(还原蓝)RSN：色彩鲜艳，深蓝色粉末，耐晒78级。 颜料或染料名称后面的字母是表示色光或其他说明：B表示带蓝光，R表示带红光。G表示带绿光或带黄色，Y表示带黄光，V表示带紫光，L表示耐光，N表示台乎规格，F表示色牢度高不易退色，S表示溶解性好，C表示适于染棉织品等。颜料或染料后面的阿拉伯字母表示色光的强度。例如3B比2B强等。（3）着色剂的配色及选用1)配色 根据色彩需要。使用单一着色剂不能满足要求时，常需要配色，配色对是以红、黄、蓝三原色作基础，选择其中任何二原色相互调合可配出各种深浅的颜色。例如红与黄可配出橙色，黄与蓝可配出绿色，红与蓝可配出紫色，所以橙、绿、紫称为二次色或间色。用原色与二次色相互词合或二次色与二次色相互调合成的颜色。称为三次色或再间色。每个间色在合成它的两个原色以外的第三个原色称为补色。例如橙是红与黄的并色，它的补色是蓝色。绿是黄与蓝的井色，它的补色是红色。紫是红与蓝的并色它的补色是黄色。因此在配色过程中。选择并色时要防止补色的引入，引人补色会使原有的色光变暗而影响颜色的明亮度。例如红与蓝并合成紫色，在并色时加入少量黄色，则紫色偏暗，加入较多的黄色就成为灰色，当等量红、蓝、黄三色并在一起则得到黑色。 颜料和染料除基本颜色外，还带有各种色光，配台时要加以注意。选用多种颜料或染料时。容易带人补色，含补色戚分越高，颜色越显灰暗。2)着色剂的使用方法 干法着色：是最简单的直接着色方法，一般应用于不加增塑剂的热塑性树脂及热固性树脂。通常是将称好的着色剂、树脂及少量的矿物油(帮助着色剂易粘在树脂粒子上)一起放进捏台机中允分混合，成型时着色剂分散于熔化树脂中。干法着色的优点是设备简单，操作方便，适于小批鞋生产。缺点是易产生着色剂粉尘飞扬，有损健康，换用着色剂时，清洁设备工作繁重。 浆(糊)状色料：是将着色剂和。一定比例的增塑剂在三辊研磨机上研制成分散性及粒子细度均可控制的浆状色料。可直接加入密炼机或捏合机中先和树脂冷炼，然后再逐渐升温，易于着色剂的分散。如果树脂温度超过60时再加入浆状色料，由于增塑剂被树脂吸走着色剂易结块而不易分散均匀。 色料与色母料：色料是指树脂生产厂内已加人着色剂并经挤出机造粒已着色的粒状树脂，在塑料成型加工厂内可省去配色工序，直接成型有色制品。色母料是含有较多量着色剂的有色粒料，成型时再混入一定比例的无色树脂，即可成型有色制品。7、阻燃剂 塑料为有机高分子材料，受热易分解，遇火易燃烧。随着塑料制品在建筑、交通工具、电子电器、日用家具领域应用的扩大，塑料的阻燃日益重要。为了防止火灾，保护人身安全对塑料材料的阻燃有严格的规定。在塑料配方中加入一些舍有磷、卤等物质能阻止或减缓其燃烧速度的助剂称为阻燃剂。加入塑料中的优良阻燃剂应具有：不降低或少降低塑料物理力学和电性能；在塑料受到强热时能迅速分解发挥其阻燃效果；在塑料成型加工温度下是稳定的；具有耐候性和持久性；与树脂相容性要好，无污染、无臭、无昧、价格低廉等。（1）阻燃剂的分类 阻燃剂分为添加型和反应型两大类。添加型是将阻燃剂掺入到塑料加工过程中，容易操作，使用方便，主要用于热塑性塑料。反应型阻燃剂具有反应性官能团，在树脂合成过程中作为单体，化学键合到树脂的分子链上。多用于热固性塑料。某些反应型阻燃剂也可用作添加剂阻燃。反应型阻燃剂比添加型的品种和用量少， 目前仅用于环氧、聚酯、聚氨酪等树脂中。掭加型阻燃剂分类如下：舍磷化合物有机磷化物是重要的阻燃剂，阻燃效果比含卤化合物好，添加磷含量1的阻燃剂效果，相当于添加溴含量阻燃剂在聚烯烃中为6，在聚酯中为45，在聚氪酯中为6，当选用含氯阻燃剂时用量还要增多。重要的含磷阻燃剂有磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、磷酸二苯一辛醣等。含卤磷酸酯该阻燃剂同时含有卤和磷，在阻燃过程中能发挥良好的协同作用，阻燃效果比含磷化合物更好。重要的品种有三(-氯乙基)磷酸酯、三(2，3-二氯丙基)磷酸酯、三(2，3-二溴丙基)磷酸酯、三(多卤环己烷)磷酸酯等。无机阻燃剂 指三氧化二锑、水合氧化铝、氢氧化镁等。其中三氧化二锑本身无阻燃效果，有卤化物存在显示有很好的协同效果。水合氧化铝是发展很快的阻燃剂，因价格低廉又可作填充剂，增加添加量可达到良好的阻燃效果，但当加工温度高于200时氢氧化铝放出结晶水会使制品产生气孔而受限制。氢氧化镁可在250300的加工条件下保持稳定。其它如磷酸氢二胺、硼酸锌等均可作阻燃剂。有机卤化物作为阻燃剂的有机卤化物，由于卤素性质不同，其阻燃性也不同，阻燃效果是溴氯碘氟。溴化物阻燃效果最好。主要品种有卤代烃和卤芳烃及其衍生物等，如含氯量高的氯化石蜡(含氯70)、四溴乙烷、六溴苯、十溴联苯醚、全氯环戊癸烷、氯化聚乙烯等。（2）主要阻燃剂的特征显选用三(-氯乙基)磷酸酯(TCEP) 它的含磷量为10.8，含氯量为37，分解温度190，一般用于硬质聚氪酯和PVC，也可用于环氧树脂、聚酯等，其特点是挥发性高。持久性差。三(2，3-二氯丙基)磷酸酯 为淡黄色液体，相对密度为1.491.50，分解温度230，含磷量7.2，含氯量49.4，可用于聚氨酯、PVC、聚酯、聚烯烃、环氧、酚醛等树脂，热稳定性及耐水性较好为常用阻燃剂。三(2，3-二溴丙基)磷酸酯 为淡黄色粘稠液体，相对密度2.102.26，舍溴量68.7，含磷量4.4，为常用阻燃剂，广泛用于聚氨酯、聚酯、PVC、PE、PS、PP等树脂中。全氯环戊二烯的二聚体(全氯环戊癸烷) 为白色粉末，含氯量78.3，由于它的含氯量高，有极好的阻燃作用，广泛用于PS、PE、PP等树脂中。六溴苯为白色结晶粉末，含溴量86，热稳定性良好，与三氧化二锑混用于PE、PP、PS、ABS等树脂中。氯化石蜡有三种含氯量产品，含氯量40、4550、6570，前两种为耐燃性增塑剂，后一种为阻燃剂。为淡黄色透明固体，用途广泛，价格便宜，和三氧化二锑混合使用可作PE、PS的阻燃剂。四溴双酚A为反应型阻燃剂，含溴量58 8，分解温度为240可用于环氧、聚氨酯、聚碳酸酯等树脂。也可作为添加型阻燃剂用于PS、ABS中。8、抗静电剂 高分子材料人都有优异的电绝缘性和耐水性，当塑料制品因摩擦易产生静电，由于塑料的电阻高，吸水性低，静电不易消去，会给塑料的加工和使用带来许多问题。在成型加工中由操作摩擦而发生静电，电荷积聚在制品表面，使制品容易吸附尘埃、脏物影响制品的透明度和表面洁净，降低制品质量。静电过太时常会震击人体，当静电引起电晕放电或火花放电还会导致着火或爆炸等。随着塑料制品的普及和广泛应用。静电的危害更加突出，已引起普遍重视。塑料制品的抗静电是很必要的。 通常消除静电的方法有两种： 一是靠导电装置消除静电或添加导电性填料(如金属粉)增加导电性。 二是通过添加抗静电