第二章 添加剂

1、材料添加剂化学材料添加剂化学 材料添加剂化学材料添加剂化学 第2章 添加剂 添加剂的类别2 添加剂发展概况3 添加剂工业特点4 添加剂工业的经济特点5 添加剂工业的商业特点6 添加剂在合成材料加工中的地位1 材料添加剂化学材料添加剂化学 塑料和橡胶制品的典型生产过程中，聚合物（树脂和 生胶）、添加剂、加工设备（包括模具）是三个主要的物 质条件，缺一不可。通过各种添加剂的适当配合，可以赋 予聚合物多种多样的性能。采用添加剂来改性聚合物，确 实是一种比较简便而且行之有效的方法。多数添加剂的用 量都比较少，通常一种添加剂的用量约为聚合物质量的千 分之几到百分之几，也有几类添加剂用量较大，达十余份 至

2、数十份之多。 2.1 添加剂在合成材料加工中的作用 材料添加剂化学材料添加剂化学 添加剂和聚合物的关系是相互依存的关系。一般地说， 聚合物的研究和生产先于添加剂的研究和生产，但只有在 具备适当的添加剂和加工技术的条件下，它们才有广泛的 用途。如果没有多种多样添加剂的配合，即使有再多再好 的树脂和生胶，也不能加工成工农业生产、国防建设和人 民生活中所需要的各种塑料和橡胶制品。 2.1 添加剂在合成材料加工中的作用 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2 添加剂的类别 1 2 稳定化的添加剂稳定化的添加剂 物理改性添加剂物理改性添加剂 3 4 化学改性剂化学改性剂 功能性添加剂功能性添加剂 材料添加

3、剂化学材料添加剂化学 2.2.1 稳定化的添加剂 （1）抗氧剂 抗氧剂是稳定化添加剂的主体，应用最广。在橡胶工中， 抗氧剂习惯上称为防老剂。按照作用机理，抗氧剂有自由基抑 制剂（自由基捕获剂）和过氧化物分解剂两大类型。自由基抑 制剂又称主抗氧剂，包括胺类和酚类两大系列。过氧化物分解 剂又称辅助抗氧剂，主要是硫代二羧酸酯和亚磷酸酯，通常与 主抗氧剂并用。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2.1 稳定化的添加剂 （2）光稳定剂 光稳定剂又称紫外光稳定剂，按照其主要的作用机理，光 稳定剂可以分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂和猝灭剂等类。光屏 蔽剂包括炭黑、氧化锌和一些无机颜料。紫外线吸收剂有水杨 酸酯、

4、二苯甲酮、苯并三唑、取代丙烯腈、三嗪等结构。猝灭 剂主要是镍的有机螯合物。20世纪70年代中期加工业的受阻胺 类光稳定剂则具有捕获自由基、猝灭激发态分子等多种功能。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2.1 稳定化的添加剂 （3）热稳定剂 如果不加以说明，热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物 所用的稳定剂。它包括盐基性铅盐、金属皂类和盐类、有机锡 化合物等类主稳定剂和环氧化合物、亚磷酸酯、多元醇等有机 辅助稳定剂。主稳定剂（主要是金属皂类和盐类以及有机锡化 合物）与辅助稳定剂、其他稳定化添加剂组成的复合稳定剂， 在热稳定剂中占据很重要的地位。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2.1 稳定化的添

5、加剂 （4）防霉剂 绝大多数聚合物对霉菌是不敏感的，但由于在加工中添加 了增塑剂、润滑剂、脂肪酸皂类热稳定剂等可以滋生霉菌的物 质而具有霉菌感受性。塑料、橡胶所用的防霉剂的化学类型很 多，包括有机汞、有机锡、有机铜、有机砷等元素有机化合物， 硝基、氨基、氮杂环、季铵盐等含氮有机物，以及二硫代氨基 甲酸盐、三卤代甲基硫化物、有机卤化物和酚类衍生物等。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2.2 物理改性添加剂 2.2.2.1 2.2.2.1 橡胶硫化体系的各类添加剂橡胶硫化体系的各类添加剂 橡胶的硫化，是使橡胶分子交联成为网状结构，从而提高其 力学强度、硬度、弹性、抗变形性、耐老化性和耐溶剂性。

6、橡胶的硫化体系包括硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、防 焦剂等。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2.2 物理改性添加剂 2.2.2.2 2.2.2.2 补强剂和填充剂补强剂和填充剂 多将具有补强作用的纤维型填充剂和玻璃纤维、碳纤维、金 属晶须等视作补强材料，而不归入加工添加剂范畴，现只着重 讨论具有增量作用的填充剂和偶联剂。 填充剂广泛应用于橡胶和塑料的加工。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2.2 物理改性添加剂 2.2.2.3 2.2.2.3 抗冲击剂抗冲击剂 主要用于改善硬质塑料制品的抗冲击性能。抗冲击剂都是聚 合物，它们与树脂的配合，实际上是树脂的共混改性。 2.2.2.4 2.2

7、.2.4 改善加工性能的添加剂改善加工性能的添加剂 这一类添加剂包括润滑剂、脱模剂、塑解剂、软化剂等。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2.3 化学改性剂 u 增塑剂绝大部分用于聚氯乙烯，是产量和消耗量最大的 一类添加剂。 u 发泡剂发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂两大类，其 中以化学发泡剂尤其是有机发泡剂应用最广。 u 交联剂交联的方法主要有辐射交联和化学交联。 u 偶联剂是无机的增强材料和填充剂与有机的聚合物之间 的桥梁，可以显著提高增强塑料和填充塑料的力学强度。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.2.4 功能性添加剂 （1）抗静电剂主要用于塑料和合成纤维的加工，防止加工和 使用时的静电

8、危害。 （2）防雾滴剂防雾滴剂也属于表面活性剂，多半是多元醇的 单脂肪酸酯 （3）着色剂着色剂有很多形态，其着色成分包括无机颜料、 有机颜料和某些染料。 （4）难燃化的添加剂难燃包含不燃和阻燃两个概念，阻燃剂 有添加型和反应型两大类。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.3 添加剂的发展概况 第二次世界大战后60多年来，在石油化工发展的基础 上，国外添加剂的生产随着合成材料的增长而不断扩大。 20世纪70年代以来，国外添加剂生产和研究进一步的 发展趋于大型化和集中生产。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.3 添加剂的发展概况 中国的添加剂生产是新中国成立初期才开始的。 多功能型和高分子型添加剂的

9、开发和应用是一个重要的发展 方向。 我国的添加剂面临众多的发展机遇，如果能够充分抓住这些 机遇，采取有利的措施克服环境保护和相关法规的挑战，我国 的添加剂发展就会迈上新的台阶。 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.4 添加剂的工业特点 （1）小批量、多品种、复配型添加剂产品的专用性强，效能 高，其用量不大 （2）技术密集度高添加剂的制备技术密集度高表现在生产工 艺流程长，单元反应多，中间过程需要严格控制，产品质量 要求高而稳定等。 （3）设备通用性强为了适应小批量、多品种、更新快等特点 以及提高设备利用率，通常采用灵活性较大的间歇式多功能 生产装置，按反应单元来组织反应设备。 材料添加剂化学材料

10、添加剂化学 2.5 添加剂工业的经济特点 （1）投资效率高添加剂化工生产设备投资仅为石油化工平 均指数的0.30.5，化肥工业的0.20.3，而且返本期短， 一般当年或两年可收回全部设备投资，长者也不超过5年时 间。 （2）附加价值高随着石油化工原料的深加工和产物的精细 化，商品的附加价值率急剧增加，加工深度愈深，附加价值 率愈高。 （3）利润率高有些添加剂产品利润率高达90%以上 材料添加剂化学材料添加剂化学 2.6 添加剂工业的商业特点 （1）技术保密为了保护生产者长远的利益，延长产品的市 场寿命，就必须对技术进行保密 （2）市场变化快做好市场调查和预测，不断研究消费者的 心理要求，不断了解科学发展所提出的新课