塑料添加剂的技术创新推动环保

1、塑料添加剂的技术创新推动环保与节能社会发展陈宇1，2 王朝晖2 赵欣1 张宜鹏1（1. 北京华腾工程新材料有限公司，北京100084；2. 广东华南精细化工研究院，江门529141）摘 要：本文立足于环保节能，简述了近几年全球及中国塑料添加剂行业的发展状况，阐明了国内外塑料添加剂生产企业面临的越来越严峻的环保和节能减排形势。详细分析了法规、价格、应用领域、实施效果、技术革新等影响塑料添加剂环保和节能发展趋势的重要因素，分别列举了加工助剂、功能助剂、回收塑料用助剂等添加剂的技术创新对环保和节能社会发展的有效推进。关键词：塑料添加剂、环保、节能、技术创新塑料添加剂是塑料工业的重要组成部分。近年来，

2、随着世界经济的高速发展，全球塑料年销售量已增长到近2亿吨，并继续保持5%的年均递增率。在塑料消费量上升的带动下，塑料添加剂销售量也以较高的速度呈现持续增长。预计未来4年世界塑料添加剂需求将以每年4%的平均速度增长，欧洲、北美和亚太地区（不包括中国）需求增速年均3%，中国塑料添加剂增速将高达每年8%10%1。近几年国内塑料助剂年均增长率保持在10%左右。2006年我国塑料制品消耗助剂为231万t，其中PVC制品消耗助剂约180万t。2006年，我国有近1000家塑料助剂生产企业。其中绝大多数为中小型生产企业，年产量1万吨以上的企业仅有16家，2万吨的企业有11家，5万吨以上的企业有3家。随着材料

3、革命的步伐加快，航天、电子、农业、建筑、汽车、包装以及高科技领域对塑料的需求日益增加，中国塑料助剂市场潜力巨大，前景广阔2,3。在发展过程中，塑料添加剂产业因上下游的变化受到了相应的影响。一方面塑料添加剂的持续增长缘于树脂产量大幅上升和市场的需求；另一方面，石油价格的间断性上涨，尤其是2007年上半年和进入2008年后，在石油首次超出100美元/桶的价格带动下，又一次出现了塑料添加剂原料价格的大幅攀升，导致塑料添加剂的利润下降，给全球塑料添加剂产业带来了较大影响。在此背景下，市场转移、产业重组、价格提升、通过新产品、新技术形成新的利润增长点成为国际大型塑料添加剂生产企业应对的主要措施。随着国际

4、环保法令的日益严格和相继强制性实施，塑料添加剂产业所面临的不仅仅是原料价格带来的影响。绿色环保化和节能减排的迫切需求也给众多生产企业带来了前所未有的竞争压力和商机。众多企业也一次又一次的根据形势不断调整其可持续发展战略。可持续发展战略是当前各国各行业各企业为寻求利益的长期化而考虑的发展策略。对于国家层面来说，可持续的内涵丰富，涵盖范畴很大。对于企业来说，可持续发展同样值得深入细致研究，以保证企业发展的连续性和利益获得的持续性。“环保”和“节能”是目前可持续发展中最引人注目的两个话题。国务院总理温家宝2007年3月5日在十届全国人大五次会议上作政府工作报告时提出，要大力抓好节能降耗、保护环境。同

5、时，中国的“十一五”计划指出加快转变“高投入、高消耗、高排放、难循环、低效率”为特征的粗放型增长方式，走科学发展之路，已成为经济社会发展的迫切要求，同时也是实现节能降耗目标的根本途径。“环保”，即是从环境保护的角度出发，一切有利于环境保护的措施均可利用实施在企业运行的各个环节中，如选择可再生原料、采用清洁制造工艺、产品可回收利用或者完全降解、产品中不含对环境和人类有短期或长期危害的物质等。“节能”则主要针对于目前化工类产品的最主要原料石油、煤、天然气等有限资源产品价格逐渐上升的趋势给企业带来越来越大的竞争压力而言的。节能减排成为企业降低成本、提升产品价格竞争力、创造社会效益、提升企业品牌价值的

6、重要手段，同时也是缓和日益严峻的能源危机而产生的最有效方案。环保和节能实际上在许多年以前就已经提出了，然而在目前日益严重的“环境污染”和能源危机才逐渐真正地受到人们的重视。再加上欧盟、美国、日本等发达国家和地区率先发布相关的法令法规进行政策上的强制引导，人们的认识也逐渐提升了高度，意识也得到了加强。这对中国国内市场也形成了巨大的冲击。本文就当前塑料添加剂产业的环保和节能发展趋势及其相关的塑料添加剂技术热点进行分析和展望。1 塑料添加剂产业的环保和节能发展趋势1.1 环保及其法规世界环保化发展趋势对于化工产业的影响巨大。欧盟、美国、日本等发达地区和国家出台的一系列涉及环保的法令法规和关于环境危害

7、因素的限令大部分是针对化工产品的。因塑料添加剂直接添加于消费类塑料制品中，各国和地区针对消费类产品的法令法规自然也影响到了塑料添加剂产品。其中，受人关注最多的是欧盟关于废旧电气电子设备的指令（WEEE）和关于在电气电子设备中禁止使用某些有害物质的指令（RoHS）。RoHS已于2006年7月1日开始实施。在此之前，就RoHS涉及的十溴联苯醚是否对人体有害问题已经让阻燃专家们争论得费尽心力，铅盐热稳定剂也逐步从限制使用转化为部分产品上的严格禁止使用，有机锡热稳定剂也不再是安全的热稳定剂类型。塑料添加剂中氯元素和硫元素也逐渐成为人们关注的对象之一，纷纷要求进行相关检测和认证。更早之前欧盟于2005年

8、7月5日发布的对部分邻苯二甲酸酯类增塑剂的禁用也已经给塑料添加剂行业敲响了警钟46。在RoHS发布后，基于RoHS指令的JIG（Joint Industry Guide）由JEITA（电子信息技术产业协会），EIA（美国电子工业会）和JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）共同发布。JIG发布的主要目的是建立化学物质含有量调查标准。其中提供了JIG-A和JIG-B两级物质。JIG-A是指JIG规定的A级物质，是根据国内外法规禁止使用、限制使用、有报告义务或者其他的有关限制的化学物质，阀值级别按照相关法规（RoHS）的要求事项规定。JIG-

9、B是指JIG规定的B级物质，是可能引发如下事项的物质：对环境、健康或安全方面有严重影响的化学物质；可能需要进行有害废弃物管理的化学物质；对使用完毕的产品进行处理时，可能会产生恶劣影响的化学物质。这一指导书已经成为许多跨国电子企业绿色采购作业指导书的范本。限制和禁止使用铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、六价铬（Cr+6）、聚溴联苯（PBB）、聚溴二苯醚(PBDE)六种有害物质已经成为几乎所有大的电子信息产品（或电子电气产品）制造商对供应商的基本要求。 电子行业首当其冲，同时受到影响的包括电子相关的几乎所有供应商。尤其是为了实现塑料功能化或改善加工性所应用的各种添加剂几乎成为众矢之的。2006年

10、12月18日欧盟议会和欧盟理事会又提出了关于化学品注册、评估、许可和限制制度，即REACH法规，其原意就是一方面通过出口至欧盟的产品注册程序提供产品的数据和渠道从而实行对该产品的严格监控，以达到保护欧盟内部人体和环境安全的目的，另一方面则是通过这一系列程序来提升进入欧盟市场的门槛，间接地增加进口产品的成本，有利于欧盟内部产品同进口欧盟产品的竞争，保护欧盟内部的企业。该法规已于2007年6月1日起生效。REACH法规的出台和实施将对我国塑料添加剂的出口贸易造成重大影响。目前，REACH将影响几乎所有输欧商品，如今几乎没有商品不使用化工产品。据海关统计资料显示，2006年仅中国化工产品出口欧盟总值

11、为44亿美元，出口产品大多数为塑料、橡胶、有机或无机化学原材料、各种各样的化学中间体等。出口超过1000吨的化学品有230多种，超过100吨的有500多种。更为严重的是，除了对化工企业有直接影响外，受牵连的还包括纺织、机电、玩具、家具等所有使用化工产品的下游产业。REACH法令已在国内形成业内人士的关注热点。国内已相继有诸多的咨询公司开展了各种各样的培训活动和宣读讲解工作，同时也邀请了国外律师事务所对REACH法规进行解读。2008年3月初，由中国石油和化工协会组织了一次REACH法规培训会议，与会人员达到340多人，充分体现了目前各企业和媒体对于此事的高度关注程度。会议邀请了芬兰REACHL

12、aw等公司对法规进行了连续两天的讲解。作为企业，已经不再满足于为什么要进行产品注册、评估了，而是迫切希望了解如何进行注册以及对企业最为关键的注册费用等问题。在会上，通过预注册换取时间的做法基本上得到了认同。但在费用和正式注册程序上仍有待欧盟关于REACH法规进一步的官方文件和解释。为了应对国外的相关指令、法规，顺应人们对环境保护意识的要求，我国政府部门也制定了一系列相关法令、法规。例如，我国已颁布电子信息产品污染控制管理办法，在许多制品中禁止使用铅盐和一些重金属盐类稳定剂。目前我国80%的增塑剂是邻苯二甲酸酯类，70%的热稳定剂含铅等重金属，80%的阻燃剂含卤素。因此，我国企业在环保化产品的替

13、代更新上仍有相当长的路要走，应在充分理解上述内容的基础上积极应对，并彻底地从技术环节上增强自身竞争力才能从容面对发达地区和国家相继提高的各种技术和环保门槛值。此外，对于塑料废弃物的回收再生、循环利用等，也已有严格的法律规定，企业也应积极关注和应对。1.2 节能减排对塑料添加剂企业的影响价格始终是产品竞争力的核心因素之一。2002年、2004年、2006年和2008年初相继出现的原油价格大幅上涨，导致添加剂原材料供应变成塑料添加剂工业面临的主要问题之一。能耗是工业产品成本中很重要的一个环节。节能可降低污染和燃料消耗、节约资金、保护环境，减排不仅具有节能的上述意义，而且会带来更多的社会效益，大幅提

14、升企业的品牌效应。节能减排体现在添加剂生产和应用环节中的每一步。无机添加剂生产过程为高耗能过程，添加剂应用于注塑和挤出过程中的高耗能全面体现在塑化、增压、加热、冷却、机械运动等过程中，还有有机和无机添加剂生产中出现的废气、废液、废渣等的排放等。添加剂应用过程中的能源消耗则主要依赖于流变、温度、压力、注塑和挤出的产出等方面。通过添加剂使用可在塑料加工过程中实现熔体粘度降低、温度和压力降低、注塑和挤出量增加等目的，而这些都是可以显著降低单位产量能耗的方法。节能减排属于企业成本控制的范围。成本控制管理是企业一直持续贯彻的管理方式之一，原材料价格的上涨加速了这种管理方式的优化和彻底执行。企业通过工艺改

15、进、节能降耗来提高管理效率、缩小管理成本和产品销售成本。在原材料涨价的背景下，原料价格极不稳定，且上涨过快，这都使得添加剂生产企业希望通过提高价格来保证产品利润的措施收效甚微。这更凸显了企业成本控制管理对于产品竞争力的影响。而当涨价和成本控制两种措施在原料价格持续上涨的背景下仍然没有收效时，行业的调整洗牌就势在必行了。资金充裕、技术储备较强的规模化企业生存能力将明显强于技术落后、资金较为短缺的中小型企业。1.3 塑料添加剂因环保节能对塑料生产各阶段造成的影响在原材料价格上涨和环保法规强制执行的巨大压力下，具有创新能力的塑料添加剂生产企业纷纷加大研发投入，加速推出符合环保要求和有利于节能的新型塑

16、料添加剂，以满足利润需求和环保需求7。环保和节能对于塑料生产各个阶段的影响都是巨大的，甚至于因为环保节能而诞生出了一批新材料和新型塑料添加剂。环保和节能影响塑料生产环节主要包括以下几个方面：（1）在绿色环保型材料上的应用目前，绿色环保型材料的概念还存在很大的争议，是完全可降解材料称为绿色环保型材料，还是能够以一定量的天然资源进行替代而降低树脂用量的材料称为绿色环保材料。这里并不作讨论，我们认为凡能够为环境较少污染压力、带来能耗降低的都在考虑范畴之内。采用可完全降解的聚酯、聚乳酸、甘油三酸酯、淀粉、纤维素、大豆蛋白等作为降解材料制成100%或者一定含量的塑料制品已有相当产量进入了市场，只不过在这

17、方面国内显得较为落后，应用较多的为木塑制品。通过加入无机矿物粉体形成的高无机粉体填充含量的崩解产品在国内则具有大量的产品，从某种意义上说，其降低了树脂的用量，减小了对环境造成的压力。在这些产品中，无机矿物粉体已作为填充剂使用，同时还需要偶联剂（或者表面处理剂）、酯类或含氟类加工助剂、热稳定剂、抗氧剂以及光稳定剂等。除了赋予材料本体降解功能外，还可利用添加剂来实现聚烯烃类材料的降解。聚烯烃在自然条件下，其降解时间非常长，通过降解添加剂的加入则能够实现可控性的完全降解，这也是降解塑料的方式之一。（2）关于高分子材料使用环保化的两种思路目前，就高分子材料的环保化而言有两种不同的思路，一种是让材料使用

18、的更长久一些，这样可以减少同样适用在该功能上的树脂用量，然后在材料机械性能减弱前进行整体回收处理；另一种是让材料完全降解，直接在自然界中进行消化吸收。这两种思路均会大大减小化学品给环境造成的压力，如果配合法规执行彻底，将会极大地缓和高分子材料与环境消纳之间的矛盾。第一种思路需要热稳定剂、抗氧剂和光稳定剂以提供材料的防老化功能，第二种思路则和上述（1）所述内容相一致。（3）加强高分子材料的回收，添加剂在回收料中的应用竞争日益激烈的国内市场，价格一直是国内商家进行竞争的最重要的手段。在石油价格日益高涨的情况下，石化产品价格也随之攀升，且很少有回落。原材料涨价的压力一次又一次的转嫁到下游的制造商身上

19、。但是制造商的下游市场给他们涨价的机会却很少，在人们的消费意识还没有明显提高之前，往往对于消费类产品只认准价格因素。因此，回收料自然而然地就得到了普遍的应用。国家统计局统计数据显示，原料生产量、进口生产量和制品产出量之间存在巨大差异。这人们明显感受到回收料的市场接受度有多么强。同时，国外企业随着树脂产量的不断增多，早就把制品回收作为专门课题进行研究，并不断推出了针对材料回收的添加剂，如相容剂等。在这方面，国内仍需要逐步完善的法规环境和消费者的消费意识环境来为企业提供强大的支持。（4）在材料加工过程中的应用环保、节能不仅仅体现在材料的应用过程中，在加工过程中也能极好的体现。加工过程中能耗的减少、

20、排放废弃物的减少、同比产量的增大就意味着能源的节约、对环境污染的减小、对社会资源利用的节约。塑料加工过程中的控制因素主要为温度、压力等设备控制条件，同时利用加工助剂降低树脂熔体的粘度不仅可以降低加工温度，也可以在相同的加工时间内提高生产量。（5）在环保和节能的背景下，围绕新技术领域进行的技术创新虽然我们一直强调环保和节能，但并不意味着始终围绕原来的技术领域进行环保和节能的改进。在高分子材料领域仍然需要新技术、新材料、新应用领域的出现。若要实现这些新事物，就必须加强研发实力。当然，在当前的发展趋势下，这种研发就必须以环保和节能为背景来进行，提前考虑好环保和节能减排等事项，实现产品的可持续性发展。

21、目前在产品研发方面，国外的塑料添加剂企业因其管理合理、有效和可持续的研发创新能力及投入，相比国内企业具有较大的优势。塑料添加剂的高端产品，几乎被国外企业一统天下。为适应国内高速的经济增长和巨大的市场需求，利用国内各种资源的优势，发展具有中国特色的自主知识产权的塑料添加剂产品技术已迫在眉睫。国内企业必须进入高端市场才能在塑料添加剂行业中具有一定的竞争能力和可持续性发展潜力。2 塑料添加剂的技术创新顺应环保节能要求高效、特效（专有）、无公害、多功能化仍是塑料添加剂的发展方向。相比以前，环保、节能已经成为如今再发展的前提条件。许多新型功能性添加剂必须在体现环保节能的基本原则上才能具体考虑其功能性、高

22、效性、差异性、领域扩展性等8。2.1 PVC热稳定剂中国热稳定剂消费量随着PVC工业快速发展大幅度增加，产量年均增长率超过12.5%，是国内塑料助剂行业中发展较快的品种之一。热稳定剂新品开发的焦点集中在其生产过程中避免或减少使用重金属以符合法规法令（典型的如欧盟各种限制性法令），符合环保化发展要求。具体创新措施表现在尽量减少本身具有毒性或具潜在性危害的传统热稳定剂，如铅、钡、镉等重金属化合物，最终实现无毒化、无害化的全面功能替代。另一方面，从应用角度考虑，争取热稳定剂的最适度化应用。性能最好的产品不一定市场最好。本着环保、节能的原则加强应用技术开发引导实现热稳定剂的全面环保节能换代升级。鉴于欧

23、盟法规，欧洲PVC热稳定剂制造商承诺，到2010年PVC热稳定剂铅盐的用量减半，到2015年完全不用铅盐作为稳定剂。铅盐稳定剂将主要被钙和锌的金属混合物替代。有机热稳定剂是另一种选择。北美市场PVC热稳定剂主要是有机锡稳定剂，但有机锡稳定剂仍处于一种微妙的环境。利用稀土与钙、锌结合形成的稀土钙锌充分利用了中国的特有资源，并且产品的热稳定效果较好，是一种新型的无毒无害热稳定剂9。日本水泽化学工业公司已经开发出新型PVC热稳定剂。其最大特征是完全不含金属。新产品主要以epoxy化合物与amino化合物为基本原料。两成份都具有持续性耐热。产品与以往的铅系及非铅系稳定剂具有同等性能10。Dover C

24、hemical公司推出金属盐稳定体系的替代产品PhosBooster，比传统的混合金属盐稳定体系具有更好的热稳定性、透明度、耐候性和印刷性。对于易挥发有机化合物（VOC）的限制越来越严格，如要求乙烯基地板和汽车内饰件的应用中减少有机物的挥发。Akcostab新产品钡锌混合物和钙锌混合金属稳定剂产品具有百分之百的活性，可允许较低等级的应用和减少挥发。考虑到对环境、健康、和安全的影响，添加剂尽量减少粉末和溶剂。汽巴精化公司推出了一种液体IRGASTAB稳定剂，作为无溶剂的乳胶用在PVC、MBS和ABS上，可专门用于聚氨酯，满足汽车内饰件VOC限量要求。为了满足PVC和聚氨酯的应用要求，烷基亚磷酸盐

25、将逐渐代替芳基亚磷酸盐11。可见，热稳定剂品种的增多为其环保化应用提供了丰富的选择，而应用者也应顺应发展趋势不断提高现有优良品种和新品种的应用技术，从而实现环保和价格的平衡以及利润的增加。2.2 光稳定剂光稳定剂和抗氧剂组成的耐候助剂体系可显著延长合成高分子材料的使用寿命，从总体时间上减少了聚合物废弃物的数量和废弃频率，减小了对环境的压力。受阻胺光稳定剂（HALS）是各类光稳定剂中研究最多、发展最快的品种。尽管国内外相继报道，二苯甲酮类、苯并三氮唑类紫外线吸收剂等产量不断提高，应用范围不断拓宽，但未见具有更新结构的化合物投入工业化应用。在品种创新、应用创新方面最为活跃的当属HALS。HALS的

26、研发趋势可归结为三方面。一方面是无毒高分子量化；另一方面为低碱性、低反应化，如汽巴精化公司的烷氧基化产品Chimassorb 2020；三是复合化，在功能互补的基础上发挥协同效应，如北京华腾工程新材料公司的高效复合耐候技术应用于聚烯烃，具有出色的耐高热效果和光稳定效果。HALS是国内生产、消费最大的一类光稳定剂。国内HALS的消费量占国内光稳定剂消费总量的65%左右。专用化也是塑料添加剂研发的一个重要方向。德国Clariant公司开发出的聚酰胺专用受阻胺光稳定剂SEED，应用效果良好12。这些新品种、新技术的出现大大增加了高分子材料应用过程中的耐候性能，延长了塑料制品的实际应用时间，相比原来的

27、光稳定技术，应用时间可延长2倍甚至3倍，或者更长。这种塑料制品应用时间的延长带来的直接效果就是在相同的时间内基础树脂用量的减少，相应的会减少2倍、3倍甚者更多。面对全世界日益严峻的能源危机，这不仅节约了石化资源，更减少了石化产业对石油的占用比例，让石油这种重要资源对社会的贡献更加均衡，体现了极大的社会效应。以农用棚膜为例，2005年我国农用棚膜产量约70万吨，按照国内农民的应用模式（只能用一年，很少一部分用两年）测算，如利用优异的光稳定剂技术实现农膜使用3年的要求，按照一年使用期计算，仅在我国农用棚膜这一项就可节约树脂约140万吨。国内一套中型乙烯生产装置约为30万吨，可见该产品环保、节能意义

28、如何。2.3 抗氧剂抗氧剂旨在解决聚合物在高温环境下的热氧老化。抗氧剂的产品更新以复合化为主，通过不同抗氧剂成分之间的协同效应来共同提高产品的抗氧化功能。环保法规也直接影响抗氧剂的生命周期。作为碳自由基捕获剂的抗氧剂具有良好的耐热氧性能，尤其是开发高温环境下耐热氧老化的抗氧剂将直接对现有市场产生较大的冲击。像烟包用BOPP薄膜的加工，BOPP薄膜基础树脂、LLDPE、m-LLDPE、PA、聚酯等工程塑料的注塑成型加工，PS系列聚合物熔融挤出加工，都需要此类高温抗氧剂13。在加工和应用过程中，为了防止粉尘对人体的伤害，无尘化颗粒技术也被诸多企业应用于抗氧剂及其其它粉状固体的助剂品种上。抗氧剂除了

29、应用于加工过程中，还和光稳定剂一起应用于塑料制品的应用过程中，具有优异的防老化协同效果，可使得防老化效果得到大幅度的提升，尤其是近几年出现的各种专属抗氧剂和高效抗氧剂，这使得塑料制品的应用周期大大延长，同样起到了节约石化资源的巨大作用。2.4 增塑剂增塑剂位居塑料添加剂产量、消费量首位。其中，邻苯二甲酸酯类仍占主要地位，为69%，脂肪族类占8%、环氧类占7%、苯三酸酯类占4%，其他占2%。目前增塑剂生产趋于大型化、连续化、自动化发展，单套生产能力已经达到10万吨/年以上。尽管日本环境省根据SPEED 98的试验结果认为邻苯二甲酸酯类（DEHP）增塑剂无内分泌扰乱作用，且在致癌性、催畸形性、毒性

30、等方面具有安全性。然而欧盟指令（2002/36/EC）认为其精巢毒性评价适用于人，仍然对其限制使用。日本食品卫生法也禁止其用于食用油容器、手套和幼儿用玩具、其它软制品用途则依使用环境而调整。美国FDA及国家职业安全和健康研究所的研究结果则认为邻苯二甲酸酯类（DEHP）增塑剂能引起生育或再生损害。美国加州参议院2004年批准了一个议案，禁止在化妆品中使用邻苯二甲酸酯类化合物。因此DEHP日渐成为各国政府的环保法规的限制对象，寻找DEHP的替代品已刻不容缓14。在邻苯二甲酸酯类增塑剂替代产品开发方面，丹麦DANISCO公司推出了新型增塑剂GRINDSTED SOFT-N-SAFE，该产品是以植物油

31、为主要成分的产品，已获得与食品接触许可。LG Chemicals公司宣布开发成功与内分泌扰乱物质无关的环保型增塑剂LG Flex EBN、LG Flex BET、LG Flex EBNW，并在韩国及海外取得了专利，产品符合美国FDA的21CFR和16CFR以及ITS、SGS的相关规定，并取得了相应认证15。2.5 抗冲击改性剂和加工助剂抗冲击改性剂主要改善高分子材料的低温脆性，赋予其更高的韧性。其发展趋势是高效、价廉，使基材性能提高或保持性能前提下可加工制造更薄的构件。如Arkema的Durastrength产品可以显著改善PVC的抗冲击性能。此外康普顿、杜邦、陶氏化学等公司都推出新产品16。

32、抗冲击改性剂，特别是ACR、MBS生产企业大多实行技术垄断，基本不转让技术，单独或联合在靠近市场中心地区的亚洲设厂，以便占领潜在市场。今后全球抗冲击改性剂的发展仍以ACR、MBS两大品种为主。抗冲击改性剂除用于PVC加工外，正扩展至PC、PBT、尼龙、ABS等树脂。法国ATOFINA公司推出的抗冲改性剂Clearstrength 303H，是专门为满足透明硬PVC的要求而开发的，同时兼顾了抗冲和透明的双重要求。此外，纳米材料作为冲击改性剂，不降低聚合物材料的其它性能如刚度和透明性。解决纳米材料的表面处理及其在加工过程中的分散问题又离不开添加剂。德国的Süd-Chemie公司与Puts

33、ch Kunststoffe 公司合作，应用一种未透露名称的纳米级添加剂成功地制成PP/PS合金，以提高汽车内饰件的抗划痕能力。美国普立万公司最近开发成功的纳米改性料Maxxam LST，具有加工温度低、易流动性好、冷却快等优点，可以节省材料、缩短加工周期、降低能耗和设备损耗。最近Nanocor公司与日本三菱瓦斯化学公司联合开发出新的尼龙MXD6纳米复合材料M9，对CO2和O2的阻隔率分别提高50%和70%，而不影响透明性和抗剥离性，3层结构的啤酒瓶（PET/M9/PET）可达到美国（110天）和欧洲（180天）的啤酒保质期要求。抗冲击改性剂除了上述优异的加工性能适应了节能需求外，其对塑料制品

34、优异的应用性能使得塑料制品能够在越来越多的领域替代金属材料和无机非金属材料，这一点在环保需求中才是最为重要的。这种替代意味着被替代的金属和无机非金属等不可再生资源的节约，意味着这类不可再生资源将会得到更为良好、均衡的应用，为自然资源的合理分配作出了巨大贡献。这一点不仅仅体现在抗冲击改性剂这一个添加剂品种上，在高分子合金中的相容剂、各种功能性助剂（如阻燃剂、抗静电剂、用于玻纤增强材料的偶联剂和表面处理剂、成核剂等等）等中均得到了显著的体现。从这一点上说，高分子材料添加剂已不再是传统意义上的赋予高分子材料良好加工性能和诸多功能性的塑料助剂，其在塑料领域的环保和节能中已经产生了巨大的效应，具有难以估

35、计的价值。加工助剂可提高树脂的塑化性能，降低塑化温度、提高挤出量、降低能耗、节约了成本，是节能降耗措施中极其重要的助剂品种。CRODA公司推出用于PET注塑的润滑剂IncroMax PET100，可减少PET的表面磨擦、提高脱模性，进而提高其表面光洁度。美国的TECHMER公司推出用于PE吹塑薄膜的脱模剂TechsperseTM PM1369E1，具有FDA认证并不影响膜的透明度。美国的Axel Plastics Research Laboratories公司推出加工助剂MoldWiz INT-435 PAD，能改善汽车部件的色泽一致性，使填料和颜料分散均匀，提高挤出成型时的流动性。2.6 阻

36、燃剂随着全球安全防火标准的提升，阻燃剂用量不断增长。目前，全世界的阻燃剂消费量已仅次于增塑剂而居第二位，其消费量已超过120万t，其中北美35万t，西欧29.4万t，日本15.2万t，中国16万t。合成材料的阻燃效果、抑烟、无毒化成为普遍关注的问题。2007年3月1日中国公安部公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求及标识开始实施，公共场所塑料制品的阻燃剂使用已有章可循。这对中国阻燃剂的健康发展起到显著推动作用17。卤系阻燃剂的副作用已众人皆知。欧洲关于阻燃无卤化的呼声越来越高。虽然溴系阻燃剂具有无可比拟的性价比，八溴联苯醚（octa-BDE）和五溴联苯醚（penta-BDE）已遭RoHS法令限制，

37、十溴联苯醚（deca-BDE）几经讨论之后终获赦免，但是生产企业仍在倾力寻找低分子溴系阻燃剂的替代品。聚合型溴系阻燃剂是目前解决溴系阻燃剂面临禁用的主要产品类型。RoHS法令执行后，很多传统的溴系阻燃剂遭到禁用。无毒聚合型溴系阻燃剂是承接遗留空白市场的较佳产品，其市场占有率持续上升。欧洲REACH将评估阻燃剂新产品的规格和危害。Albemarle公司研究的聚合型溴系阻燃剂具有较小的微孔吸收，在REACH估算中具有很小的毒性。阻燃剂应具有较高的加工性能和使用温度。小型薄壁电子器件加工要求材料具有高流动性并在较高温度下使用。纳米材料可用作阻燃剂的协效剂。Albemarle推荐氢氧化镁和氢氧化铝使用

38、过程中可混合部分纳米粘土。纳米粘土降低了无机阻燃剂的用量，保持了聚合物材料的性能。如果能适度提高纳米粘土用量，降低无机阻燃剂用量，无卤阻燃材料的应用领域将有效拓展。国外大力发展无机阻燃剂，欧美所占份额都在55%以上，而我国仅13.2%，且品种单纯，只有三氧化二锑和红磷等少数几个品种。虽然红磷也是卤系阻燃剂的替代产品之一，但是不应作为阻燃剂无卤化的关键开发方向。为解决红磷阻燃材料颜色可调性差，易吸湿，加工危险等缺陷，应着力开发磷、氮系阻燃剂和次膦酸盐类阻燃剂。三氧化二锑作为阻燃协效剂具有优异的效果，但其对人体健康和环境的影响仍在欧盟评估过程中。它的替代也同热稳定剂铅、钡、镉等自然界不可再生的资源

39、一样，虽然失去了性能良好的添加剂品种，但是防止了其对人体和环境的危害或潜在危害，同时也保护和解放了这些不可再生资源。2.7 偶联剂和分散剂偶联剂包括铝酸酯、锆酸酯、钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂等，用作不相容物质的改性增容剂。如聚合物和填料。硅烷也可用作填料分散剂。偶联剂将随着低成本高性能聚合物材料应用的增加而快速发展。无机阻燃剂填充量大于含卤阻燃剂，为了保持基础材料的物理机械性能尽可能低程度的恶化，必须使用偶联剂。新的增强剂如玻纤和纳米复合材料也需要偶联剂。如何对无机粉体进行充分的表面处理，例如纳米粉体填充改性的材料变成真正意义上的纳米复合材料。偶联剂和分散剂仍需要加大投入。利用我国丰富的稀土资源

40、，开发拥有自由知识产权的稀土表面处理剂，将是国内具有很大特色的一类产品。利用混合轻稀土氧化物，开发稀土表面处理剂，可形成自主知识产权，并满足高分子材料环保化、高性能化、多功能化、低成本化需求18。偶联剂和分散剂的使用增加了复合材料中无机粉体的添加量，不仅大大降低了塑料制品的成本，而且也降低了树脂的用量，节约了石化资源。同时，纳米技术带给复合材料优异的力学性能，对于其它材料的替代也是一种低成本替代和资源替代的贡献。2.8 抗静电剂表面活性剂类抗静电剂因为包装、建筑行业的需求量大增，得到了较快发展，被广泛应用于薄膜、管材等塑料制品中。目前我国高性能抗静电剂新品种生产能力较小、品种较少，尚不能完全满

41、足国内合成材料领域的需求。在多功能化思想的指导下，用于降低塑料制品表面电阻、消除表面静电的抗静电剂，融合了耐久、耐热、阻燃性和透明性等多功能。此类开发成果已部份形成系列化产品。广东国望精细化学品有限公司已经形成了可用于聚烯烃的具有抑菌功能的抗静电剂系列产品。非离子型抗静电剂无毒，并具有良好的加工性能，使其成为内部混炼型抗静电剂的主流，且应用范围日益扩大，如羟乙基化烷基胺与脂肪酸多元醇酯，或与烷醇酰胺的脂肪酸衍生物协同并用。低湿度依赖性抗静电剂品种依然较少。为了满足电子元器件包装、印刷加工等功能性需求，抗静电剂应在传统的通过吸水形成电子或质子传递通道实现降低电荷量的基础上，应考虑引入其它功能性基

42、团，以便形成兼具吸湿降低表面电荷和在聚合物基体内部形成导电通路双重作用。喷涂型抗静电剂也是生产企业关注的内容。通过在薄膜表面实施喷涂，可在薄膜表面形成固定的电子传递界面，实现抗静电性能的长持久性。目前国内还没有抗静电性能长效表现优异的喷涂型抗静电剂。快速发展的永久性抗静电剂主要是由电子及医疗等行业的迅速发展所带动。预计永久性抗静电剂的增长率将是迁移性抗静电剂的两倍。法国Arkema公司的Pebax永久性抗静电剂产品，具有良好的永久性和及时性，并且能够在低湿度环境下表现良好的抗静电效果。不过，永久性抗静电剂目前普遍存在添加量大（一般用量为1020%），制品成本高，以及影响制品本体性能等问题，尚不

43、可能取代表面活性剂类抗静电剂。还有Premix公司推出的Pre-ElecESD系列产品、汽巴精化推出的Irgastat P系列产品、Noveon Electrostatic Control公司推出的Stat Rite产品等。此外，永久性抗静电剂的相容剂和加工条件的选择等关键技术还需不断改进和完善19。2.9 抗菌剂抗菌剂的功能就决定了其是符合绿色环保发展趋势的添加剂品种，其快速发展也体现了人们在日常生活中对于自身健康日益重视的程度。抗菌剂在塑料中的应用日益增长，年增长率约3.54%。北美是使用抗菌剂（包括生物抑制剂）最多的地区，占全球总量的40%；其次是日本，占20%。日本又是人均抗菌剂使用量

44、最大的市场，远超北美和欧洲。中国的塑料抗菌剂近几年来得到快速发展，应用领域在不断拓宽，2006年抗菌剂产量达1000t，抗菌制品产值达800亿元20。2006年，全球消耗在塑料中的抗菌剂在现行的生产水平条件下为14500万美元，相对于1996年增长40%。这一结果不仅仅反映出目标行业的增长、法规和技术的变化，还反映出抗菌剂越来越多的被作为卫生材料助剂使用。由于使用抗菌性聚合物材料数量增加，环境友好型塑料抗菌剂市场将不断扩大。2.10 脱氧剂近年来新出现的是用于包装特别是食品包装的脱氧剂“一枝独秀”、备受青睐。这种添加剂可以去除残留在包装里的氧气，延长货架寿命。因此，脱氧剂的使用尽可能的降低了因

45、食品变质、物质因氧化而失去原有特性等而遭丢弃的比例，节约了社会制造的资源。这种添加剂可以用于食品、药品、保健品及化妆品包装领域。有关专家预计，几年内，这类产品在中国将有双位数字的增长21。2.11 成核剂目前，全球的成核剂消费量约5000吨/年。国内外现已成功开发了聚丙烯、晶型成核剂，但仍然缺乏PBT、PET、PA6、PA66、PE等结晶性树脂的专用成核剂品种，应考虑新型结构和组合结构的成核剂品种，提高聚合物材料的刚性、韧性、透明性、阻隔性、耐候性及其相互平衡性，形成专用结晶性树脂成核剂产品体系22。成核剂应用形成的高透明、高刚性产品对于玻璃等透明材料的替代就具有很大的环保意义。尤其是玻璃行业

46、又是高耗能行业，高透明塑料制品在多个领域内对玻璃制品的替代降低了玻璃的使用量，也间接降低了生产玻璃制品所需的巨大能耗。2.12 降解剂降解塑料开发研究由来已久。早期针对聚烯烃（PO）塑料制品的光降解、光-生物降解、中期的大量无机物填充改性的环境可消纳材料均取得了一定的研究进展和市场应用。问题在于此类可降解聚烯烃制品都不能有效控制寿命，都不能确保降解产物最终可完全转化为CO2、水和腐殖质（生物量）。随着近年来全生物分解的聚酯材料（可水解塑料）的问世和应用，降解聚烯烃塑料制品的研究似乎要被画上句号23。加拿大EPI公司开发的氧化-生物降解塑料添加剂技术应用于传统聚烯烃塑料制品，不改变或影响塑料的传

47、统加工制造过程；制品寿命可根据用途在生产中度身制造；制品强度和其他特征与传统塑料一样；制品可以再生和循环加工使用；制品无论是堆肥、掩埋还是随意抛弃、最终都可变为CO2、水和生物量。氧化-生物降解塑料添加剂符合美国FDA和欧盟针对食品应用的EFSA2426。可以说，聚烯烃降解剂已成为了解决聚烯烃制品环境消纳的关键技术，为曾经困扰我们的“白色污染”提供了良好的解决方案，我们实在不应该把聚烯烃的降解剂研究束之高阁。2.13 塑料回收用助剂随着高分子材料的生产量和废弃量的逐步增加，高分子材料回收料的处理成为各个国家非常注重的内容。开发高分子材料回收用助剂能够显著减轻环境负担。各企业已针对回收塑料进行了

48、添加剂产品品种和性能上的研发。国外企业在这方面已走在了国内企业的前面。汽巴精化公司推出了新型PET链扩展剂Irgamod RA 20，该产品可以扩展PET的分子量，提高其机械性能。德国BASF公司也推出了用于改性控制热塑性工程塑料熔体粘度的JONCRYL系列添加剂以改善材料力学性能、热性能和光学性能的平衡性。瑞士克莱恩母料公司与Johnson Polymer公司合作推出链扩展母料CESA-extend系列，用于回收的聚酯及PC/ABS和PET/PA等材料，提高材料的分子量，机械性能及加工性能。荷兰Holland Colours推出了一种叫做TintMask的添加剂，它可以遮盖回收含颜色的PET

49、由于残留颜料颗粒引起的不良外观。3 小结（1）环保和节能已成为目前塑料添加剂产业进行研发和市场开发的前提基础，在日益激烈的市场竞争中，各国环保和节能法律法规将全面引导产业的发展方向。（2）成本控制管理将逐渐对产品价格起到越来越大的影响，在新技术未出现之前，决定着产品的价格竞争力。（3）在环保和节能上，依然有许多问题处于争议之中，这需要技术人员通过技术研发来解决，并用市场进行验证。（4）技术创新仍然是环保和节能实施的源动力和保证。技术开发应不断加强，尤其是国内各个研究单位和企业，应加快追赶国外企业和先进技术的步伐。（5）添加剂的应用性能，延长了高分子材料的使用周期，使高性能塑料制品能够取代或替代其它金属和无机非金属材料制品，这对于石油、金属、非金属等不可再生资源的节约具有极其重大的意义。参考文献：1Jen