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文档简介
1、精细化学品化学精细化学品化学王银玲王银玲第第9章章 高分子助剂高分子助剂(Polymer additives)高分子树脂高分子树脂高分子助剂概述高分子助剂概述v定义定义:指在高分子材料合成、加工过程中能促进产品生成、:指在高分子材料合成、加工过程中能促进产品生成、改善加工工艺或增进产品品质并构成产品组分的辅助化学品。改善加工工艺或增进产品品质并构成产品组分的辅助化学品。v按功能分类:按功能分类:v抗老化作用的稳定化助剂抗老化作用的稳定化助剂:抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、:抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂防霉剂v改善机械性能的助剂改善机械性能的助剂:硫化剂、硫化促进剂、填充剂、偶联:硫化剂、硫
2、化促进剂、填充剂、偶联剂剂v改善加工性能的助剂改善加工性能的助剂:润滑剂和脱膜剂:润滑剂和脱膜剂v柔软化和轻质化的助剂柔软化和轻质化的助剂:增塑剂和发泡剂:增塑剂和发泡剂v改进表面性能和外观的助剂改进表面性能和外观的助剂:抗静电剂、防雾滴剂、着色剂:抗静电剂、防雾滴剂、着色剂v阻燃添加剂阻燃添加剂:阻燃剂、抑烟剂:阻燃剂、抑烟剂本章内容本章内容v9. 1 高聚物合成用助剂高聚物合成用助剂v9. 2增塑剂和增塑剂和增韧剂增韧剂v9. 3增强剂和偶联剂增强剂和偶联剂v9. 4阻燃剂阻燃剂v9. 5抗氧化剂抗氧化剂v9. 6热稳定剂热稳定剂v9. 7光稳定剂光稳定剂v9. 8交联用助剂交联用助剂v9
3、. 9抗静电剂抗静电剂v9. 10其他助剂其他助剂v9. 11合成助剂的发展趋势合成助剂的发展趋势 v9.1.1高聚物合成基本知识高聚物合成基本知识v一、聚合反应定义一、聚合反应定义v二、聚合反应分类二、聚合反应分类v三、聚合方法三、聚合方法v9.1.2高聚物合成用助剂简介高聚物合成用助剂简介9. 1 高聚物合成用助剂高聚物合成用助剂9.1.1高聚物合成基本知识高聚物合成基本知识v二、聚合反应分类二、聚合反应分类v2、按聚合反应的反应机理和动力学分类、按聚合反应的反应机理和动力学分类(1)链式聚合()链式聚合(chain polymerization)(2)逐步聚合()逐步聚合(step po
4、lymerization)9.1.1高聚物合成基本知识高聚物合成基本知识v二、聚合反应分类二、聚合反应分类v2、按聚合反应的反应机理和动力学分类、按聚合反应的反应机理和动力学分类v(1)链式聚合:特点)链式聚合:特点v链式聚合需先形成链式聚合需先形成活性中心活性中心。聚合反应中存在着链。聚合反应中存在着链引发、链增长、链转移、链终止等基元反应。引发、链增长、链转移、链终止等基元反应。v高分子形成的高分子形成的时间很短时间很短,其分子量不随转换率的提,其分子量不随转换率的提高而变化。高而变化。v反应过程中,反应体系始终由单体、高相对分子质反应过程中,反应体系始终由单体、高相对分子质量和微量引发剂
5、组成,没有相对分子质量递增的中量和微量引发剂组成,没有相对分子质量递增的中间产物。间产物。v烯类单体的烯类单体的加聚反应加聚反应,绝大多数属于链式聚合。,绝大多数属于链式聚合。9.1.1高聚物合成基本知识高聚物合成基本知识9.1.1高聚物合成基本知识高聚物合成基本知识SC H2C H2C O2HC H2C H2C O2H9.1.1高聚物合成基本知识高聚物合成基本知识9.1.1高聚物合成基本知识高聚物合成基本知识 -聚合方法聚合方法聚合方法聚合方法原材料原材料最终产品形态最终产品形态自由基聚合反应自由基聚合反应1、本体聚合、本体聚合单体(单体(引发剂引发剂)粒状、粉状、板、管、棒粒状、粉状、板、
6、管、棒2、乳液聚合、乳液聚合单体、引发剂、单体、引发剂、乳化剂乳化剂、水水粒状、粉状、粒状、粉状、胶乳液胶乳液3、悬浮聚合、悬浮聚合单体、引发剂、单体、引发剂、分散剂分散剂、水水粉状、粉状、珠状珠状4、溶液聚合、溶液聚合单体、引发剂、溶剂单体、引发剂、溶剂聚合物溶液、聚合物溶液、粉状粉状树脂树脂离子聚合反应离子聚合反应1、本体聚合、本体聚合单体、单体、催化剂催化剂粒状、粉状粒状、粉状2、溶液聚合、溶液聚合单体、催化剂、有机溶剂单体、催化剂、有机溶剂粒状、粉状粒状、粉状逐步聚合反应逐步聚合反应1、熔融缩聚、熔融缩聚单体(催化剂)单体(催化剂)片材、片材、粒状粒状2、溶液缩聚、溶液缩聚单体、溶剂单
7、体、溶剂粉状粉状3、固相缩聚、固相缩聚单体(催化剂)单体(催化剂)固体固体树脂树脂4、界面缩聚、界面缩聚单体、溶剂、水单体、溶剂、水固体树脂固体树脂9.1.2 高聚物合成用助剂高聚物合成用助剂v一、自由基聚合用引发剂一、自由基聚合用引发剂v二、自由基聚合用分散剂与乳化剂二、自由基聚合用分散剂与乳化剂v三、自由基聚合的阻聚剂三、自由基聚合的阻聚剂v四、分子量调节剂四、分子量调节剂v五、阳离子聚合引发剂五、阳离子聚合引发剂v六、阴离子聚合引发剂六、阴离子聚合引发剂一、自由基聚合用引发剂一、自由基聚合用引发剂(Initiator)v引发剂:分子结构中有引发剂:分子结构中有弱键弱键,能够分解成,能够分
8、解成自自由基由基的化合物。引发剂的化合物。引发剂用量很少用量很少,一般为单,一般为单体质量的千分之几。体质量的千分之几。v主要类别:主要类别:v1、偶氮类引发剂、偶氮类引发剂v2、过氧化物类引发剂:有机和无机、过氧化物类引发剂:有机和无机v3、氧化、氧化-还原体系还原体系1、偶氮类引发剂、偶氮类引发剂v特点:特点:只形成一种自由基,没有副反应;只形成一种自由基,没有副反应;v分解产生氮气;分解产生氮气;v常用的为油溶性引发剂,常用于本体、悬浮、溶液常用的为油溶性引发剂,常用于本体、悬浮、溶液聚合,可引入亲水基团如磺酸基使其溶于水;聚合,可引入亲水基团如磺酸基使其溶于水;v有一定的毒性。有一定的
9、毒性。v代表:代表:偶氮二异丁腈(偶氮二异丁腈(AIBN),偶氮二异庚腈(),偶氮二异庚腈(ABVN)2、过氧化物类引发剂:有机、过氧化物类引发剂:有机v代表物:代表物:过氧化二苯甲酰(过氧化二苯甲酰(BPO),分解温度),分解温度103-106度度v过氧化二碳酸二环己酯(过氧化二碳酸二环己酯(DCPD),活性很高),活性很高v特点:特点:v分解有副反应存在;一般为油溶性引发剂;分解有副反应存在;一般为油溶性引发剂;v氧化性强,生产,贮存和运输时应注意安全。氧化性强,生产,贮存和运输时应注意安全。2、过氧类引发剂:无机、过氧类引发剂:无机v代表物代表物:过硫酸钾和过硫酸铵:过硫酸钾和过硫酸铵v
10、无机过氧类引发剂为无机过氧类引发剂为水溶性引发剂水溶性引发剂,可用于,可用于乳液聚合和水溶液聚合。乳液聚合和水溶液聚合。v氧化还原体系是通过氧化还原体系是通过电子转移电子转移产生自由基来引发单体聚合,产生自由基来引发单体聚合,反应活化能低反应活化能低(40-60kJ/mol),十分适合,十分适合低温进行低温进行的反应。的反应。v注意:注意:还原剂的用量一般要少与所用氧化剂的用量,否则会还原剂的用量一般要少与所用氧化剂的用量,否则会使自由基失去活性。使自由基失去活性。v分类:分类:v水溶性氧化水溶性氧化-还原体系还原体系v油溶性氧化油溶性氧化-还原体系还原体系3、氧化、氧化-还原体系还原体系3、
11、氧化、氧化-还原体系还原体系v(1)水溶性氧化还原体系)水溶性氧化还原体系v氧化剂:氧化剂:过氧化氢、过硫酸盐、氢过氧化物过氧化氢、过硫酸盐、氢过氧化物v还原剂:还原剂:Fe2+/Cu+/NaHSO3/Na2S2O3/醇醇/胺胺/草酸草酸3、氧化、氧化-还原体系还原体系v(2)油溶性有机过氧化物油溶性有机过氧化物v氧化剂:氧化剂:有机过氧化物,如过氧化二烷基有机过氧化物,如过氧化二烷基v还原剂:还原剂:叔胺,环烷酸盐,硫,有机金属化叔胺,环烷酸盐,硫,有机金属化合物合物4、引发剂的选择、引发剂的选择v溶解性溶解性v活性活性v其他因素其他因素:如副反应、毒性如副反应、毒性二、自由基聚合用:分散剂
12、二、自由基聚合用:分散剂 (Dispersant)v悬浮聚合:悬浮聚合:借助借助机械搅拌和分散剂机械搅拌和分散剂的作用,使油溶的作用,使油溶性单体以小液滴悬浮在水介质中,形成稳定的悬浮性单体以小液滴悬浮在水介质中,形成稳定的悬浮体进行聚合。体进行聚合。v常用的分散剂有:常用的分散剂有:v天然高分子:天然高分子:明胶、果胶、淀粉、羧甲基纤维素明胶、果胶、淀粉、羧甲基纤维素v合成高分子:合成高分子:聚乙烯醇及其共聚物聚乙烯醇及其共聚物v无机物:无机物:滑石粉、高岭土、硫酸钙、碳酸镁滑石粉、高岭土、硫酸钙、碳酸镁v助分散剂:助分散剂:可协助分散剂改善液滴在水相介质中的可协助分散剂改善液滴在水相介质中
13、的分散状态,如十二烷基苯磺酸钙(分散状态,如十二烷基苯磺酸钙(CABS)、硬脂)、硬脂酸钡。其用量很少,仅为水量的酸钡。其用量很少,仅为水量的0.001-0.01%。二、自由基聚合用:乳化剂二、自由基聚合用:乳化剂(Emulsifier)v乳液聚合:乳液聚合:借助借助机械搅拌和乳化剂机械搅拌和乳化剂的作用,使单体的作用,使单体分散在水或非水介质中形成稳定的乳液而聚合的反分散在水或非水介质中形成稳定的乳液而聚合的反应。应。v乳化剂主要是表面活性剂。乳化剂主要是表面活性剂。工业上采用的乳化剂多工业上采用的乳化剂多数是含碳原子数是含碳原子12-18的烷基硫酸盐、磺酸盐或脂肪的烷基硫酸盐、磺酸盐或脂肪
14、酸盐。酸盐。v其用量一般为单体量的其用量一般为单体量的2-10%。MxNO2+NNNO2NO2NO2NN+HMxNO2NO2三、自由基聚合用阻聚剂三、自由基聚合用阻聚剂(Polymerization inhibitor)v加入阻聚剂的目的加入阻聚剂的目的:防止含有不饱和键的单体(如:防止含有不饱和键的单体(如苯乙烯、丙烯酸酯类)在精制、贮藏、运输过程中苯乙烯、丙烯酸酯类)在精制、贮藏、运输过程中发生聚合反应。发生聚合反应。v阻聚剂:阻聚剂:能够与体系中的自由基反应使其能够与体系中的自由基反应使其失活失活,导,导致聚合反应停止的物质,也叫致聚合反应停止的物质,也叫终止剂终止剂。v分类:分类:v加
15、成型阻聚剂加成型阻聚剂:阻聚剂与链自由基通过加成反应而:阻聚剂与链自由基通过加成反应而产生阻聚作用。产生阻聚作用。v链转移型阻聚剂链转移型阻聚剂:阻聚剂和自由基通过链转移反应:阻聚剂和自由基通过链转移反应产生阻聚作用。产生阻聚作用。v电荷转移型阻聚剂电荷转移型阻聚剂:通过电子转移起到阻聚作用。:通过电子转移起到阻聚作用。自由基聚合的阻聚剂常用品种自由基聚合的阻聚剂常用品种v1、醌类化合物(加成)、醌类化合物(加成):如苯醌和氯醌:如苯醌和氯醌N O2+MxMxHN O2MxN O2MxH+Mx1偶合终止偶合终止2歧化终止歧化终止3继续阻聚继续阻聚自由基聚合阻聚剂常用品种自由基聚合阻聚剂常用品种
16、v2、芳香族硝基化合物(加成)、芳香族硝基化合物(加成):如硝基苯、亚硝基苯:如硝基苯、亚硝基苯v自由基向苯环进攻后自由基向苯环进攻后, 可以与另一个自由基反应而终止。可以与另一个自由基反应而终止。阻聚剂常用品种阻聚剂常用品种v3、酚类及胺类(链转、酚类及胺类(链转移)移):位阻酚和芳香胺:位阻酚和芳香胺R2N Mx+MxN R2阻聚剂常用品种阻聚剂常用品种v4、1,1-二苯基二苯基-2-三硝基苯肼三硝基苯肼 DPPH(自由基捕捉剂)(自由基捕捉剂)v稳定的自由基,高效阻聚剂,一分子能化学计量地消灭一稳定的自由基,高效阻聚剂,一分子能化学计量地消灭一自由基,又称自由基捕捉剂。自由基,又称自由基
17、捕捉剂。 Mx + O OMxOOOOOHMxHOMxMxMxH + OOMxv5、变价金属盐(电荷转移)、变价金属盐(电荷转移):如氯化铁、三氯化:如氯化铁、三氯化钛、氯化亚铜钛、氯化亚铜v6、氧(加成)、氧(加成):如空气中的氧气:如空气中的氧气v7、其他、其他:有机硫化物、单质硫磺有机硫化物、单质硫磺阻聚剂常用品种阻聚剂常用品种二甲基二硫代氨基甲酸钠、多硫化钠常用做低温乳液聚合反应的终止剂。二甲基二硫代氨基甲酸钠、多硫化钠常用做低温乳液聚合反应的终止剂。 v分子质量调节剂分子质量调节剂是一种能够调节、控制聚合物分子是一种能够调节、控制聚合物分子量的物质。量的物质。v调节剂的特征调节剂的特
18、征是它们的是它们的分子内存在弱键分子内存在弱键及链转移后及链转移后能生成能生成稳定的自由基稳定的自由基,链转移常数较大。链转移常数较大。v脂肪族硫醇脂肪族硫醇是多种常用单体的有效分子量调节剂。是多种常用单体的有效分子量调节剂。其中碳原子的数目一般以其中碳原子的数目一般以10-20个最为活泼,其用个最为活泼,其用量一般为单体用量的量一般为单体用量的0.1%-1%。v例如例如腈纶腈纶生产中经常使用生产中经常使用十二烷基硫醇十二烷基硫醇作为分子量作为分子量调节剂。调节剂。 四、分子质量调节剂四、分子质量调节剂(Molecular weight regulator)四、分子质量调节剂四、分子质量调节剂
19、v链转移反应链转移反应是指链自由基与是指链自由基与体系中某些分子体系中某些分子作用作用,夺取分子中的氢或其它原子,使原来,夺取分子中的氢或其它原子,使原来的链自由基失去活性,停止增长,同时的链自由基失去活性,停止增长,同时生成生成一个新的自由基。一个新的自由基。v如下式:其中如下式:其中Rtr为链转移速率,为链转移速率, 为链转移为链转移反应速率常数。反应速率常数。MxMx+ OORRRRRR五、阴离子聚合引发剂五、阴离子聚合引发剂v阴离子聚合阴离子聚合是指链增长活性中心是是指链增长活性中心是阴离子阴离子的聚合反应。的聚合反应。v引发剂:引发剂:v碱金属:钠、钾;碱金属:钠、钾;v碱金属的芳香
20、族络合物:如萘钠碱金属的芳香族络合物:如萘钠v有机碱金属化合物有机碱金属化合物六、阳离子聚合引发剂六、阳离子聚合引发剂v阳离子聚合阳离子聚合是指链增长活性中心是是指链增长活性中心是阳离子阳离子的聚合反应。的聚合反应。v常用的引发剂有:常用的引发剂有:v质子酸质子酸:HCl、H2SO4、HBrv路易斯酸路易斯酸:金属卤化物(:金属卤化物(BF3、AlCl3、TiCl4等)、金属卤氧等)、金属卤氧化物(化物(POCl3、SOCl2)9.2增塑剂增塑剂(Plasticizer)v一、定义一、定义v二、增塑机理二、增塑机理v三、增塑剂的化学结构与增塑的关系三、增塑剂的化学结构与增塑的关系v四、对增塑剂
21、的基本要求四、对增塑剂的基本要求v五、增塑剂的分类五、增塑剂的分类v六、增塑剂的主要品种六、增塑剂的主要品种 一、增塑剂定义一、增塑剂定义v增塑剂是能使聚合物增塑剂是能使聚合物增加塑性、变软并降低脆性增加塑性、变软并降低脆性的的物质。物质。v塑化效率塑化效率:是指树脂达到:是指树脂达到某一柔软程度某一柔软程度所需增塑剂所需增塑剂的用量。的用量。 用量用量越少越少,塑化效率,塑化效率越高越高。v塑化效率的量化塑化效率的量化一般以邻苯二甲酸二(一般以邻苯二甲酸二(2-乙基)己乙基)己酯酯(DOP)为标准,将其塑化效率为为标准,将其塑化效率为100,在达到,在达到同一柔软程度的前提下,其它增塑剂用量
22、与同一柔软程度的前提下,其它增塑剂用量与DOP用用量的比值为该增塑剂的量的比值为该增塑剂的相对塑化效率相对塑化效率。增塑剂增塑剂增塑剂对力学性能的影响增塑剂对力学性能的影响v转矩(转矩(N.m):由转矩流变仪测得,越小,塑化效:由转矩流变仪测得,越小,塑化效果越好果越好v邵氏邵氏A硬度硬度:下降:下降v定伸应力(定伸应力(MPa):):下降下降v拉伸强度(拉伸强度(MPa)下降下降v断裂伸长率:断裂伸长率:提高提高玻璃化转变温度玻璃化转变温度v增塑剂增塑剂的加入一般会使玻璃化转变温度的加入一般会使玻璃化转变温度降低降低。v我们通常把玻璃态与橡胶态之间的转变,称为我们通常把玻璃态与橡胶态之间的转
23、变,称为玻璃化转变玻璃化转变,它所对应的转变温度即是它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度玻璃化转变温度。 二、增塑机理二、增塑机理增塑剂增塑剂二、增塑机理二、增塑机理v增塑机理:增塑机理:v增塑剂增塑剂添加添加到聚合物中,增塑剂分子到聚合物中,增塑剂分子插入插入到聚合物分子链之间,到聚合物分子链之间,削弱削弱了聚合物分子链间的引力,结果了聚合物分子链间的引力,结果增加增加了聚合物分子链的移了聚合物分子链的移动性,动性,降低了降低了聚合物分子链的结晶度,从而使聚合物的塑性增聚合物分子链的结晶度,从而使聚合物的塑性增加。加。v增塑剂分子插入增塑剂分子插入结晶区结晶区要比插入无定型区要比插入无定型区
24、困难困难的多。的多。v如果增塑剂的分子如果增塑剂的分子既能既能插入聚合物的无定型区同时插入聚合物的无定型区同时又能又能插入结插入结晶区域,则此增塑剂便是溶剂型增塑剂,即所谓晶区域,则此增塑剂便是溶剂型增塑剂,即所谓主增塑剂主增塑剂。v如果增塑剂的分子如果增塑剂的分子仅能仅能插入部分结晶的聚合物的无定型区域,插入部分结晶的聚合物的无定型区域,则此溶剂便是非溶剂型增塑剂,即则此溶剂便是非溶剂型增塑剂,即助增塑剂助增塑剂。 增塑剂增塑剂举例:邻苯二甲酸二丁酯(举例:邻苯二甲酸二丁酯(DBP)塑)塑化聚氯乙烯化聚氯乙烯(DBP)增塑剂增塑剂v可见:一般增塑剂分子内部必须含有能与极性聚合物相互作可见:一
25、般增塑剂分子内部必须含有能与极性聚合物相互作用的用的极性部分极性部分和不与聚合物作用的和不与聚合物作用的非极性部分非极性部分。三、增塑剂的化学结构与增塑的关系三、增塑剂的化学结构与增塑的关系v1、增塑剂与聚合物化学结构上的类似性、增塑剂与聚合物化学结构上的类似性v极性聚合物选择极性增塑剂,非极性聚合物如聚丙烯选择非极性聚合物选择极性增塑剂,非极性聚合物如聚丙烯选择非极性增塑剂。极性增塑剂。v2、极性部分的影响、极性部分的影响v绝大部分是酯基,随着绝大部分是酯基,随着酯基数目的增多,相容性和透明性都酯基数目的增多,相容性和透明性都更好更好,性能全面,常作为主增塑剂使用。,性能全面,常作为主增塑剂
26、使用。v极性部分还可以是环氧基、酮基、酰胺基、氰基以及氯等。极性部分还可以是环氧基、酮基、酰胺基、氰基以及氯等。 v3、非极性部分的影响、非极性部分的影响v随着随着直链烷基碳原子数的增加,耐寒性和耐挥发性提高直链烷基碳原子数的增加,耐寒性和耐挥发性提高,但,但相容性、塑化效率等相应降低。相容性、塑化效率等相应降低。v碳原子数相同时,碳原子数相同时,支链烷基与直链烷基相比支链烷基与直链烷基相比,其塑化效率,其塑化效率,耐寒性、耐老化性和耐挥发性均耐寒性、耐老化性和耐挥发性均较差较差。增塑剂增塑剂v4、非极性部分和极性部分的比例(、非极性部分和极性部分的比例(A/P)vA/P是指增塑剂分子中非极性
27、的是指增塑剂分子中非极性的脂肪碳原子数脂肪碳原子数和和极极性基个数性基个数的比值。如壬二酸二辛酯的的比值。如壬二酸二辛酯的A/P值为值为11.5。(宋启煌,精细化工工艺学(宋启煌,精细化工工艺学.北京:化学工业出版社,北京:化学工业出版社,1995)v一般随着一般随着A/P升高,相容性和塑化效率降低,挥发升高,相容性和塑化效率降低,挥发性降低,性降低,但低温柔软性提高但低温柔软性提高。v5、分子量的大小、分子量的大小v分子量的大小要适当,过小则挥发大,过大则增塑分子量的大小要适当,过小则挥发大,过大则增塑效果下降。分子量一般在效果下降。分子量一般在300500之间。之间。增塑剂增塑剂三、增塑剂
28、的化学结构与增塑的关系三、增塑剂的化学结构与增塑的关系四、对增塑剂的基本要求四、对增塑剂的基本要求v与聚合物具有良好的与聚合物具有良好的相容性、相容性、v塑化效率高、塑化效率高、v低挥发性(低挥发性(分子量适分子量适当当)、)、v耐溶剂萃取性好、耐溶剂萃取性好、v耐老化性好耐老化性好(直链好直链好)、v耐寒性好(耐寒性好(长烷基直长烷基直链链)、)、v具有阻燃性、具有阻燃性、v电绝缘性能好(电绝缘性能好(支链多、支链多、极性强极性强)、)、v尽可能无色、无味、无尽可能无色、无味、无毒(毒(柠檬酸酯、氯化石柠檬酸酯、氯化石蜡蜡)、无污染、)、无污染、v价格低廉价格低廉增塑剂增塑剂五、增塑剂的分类
29、五、增塑剂的分类分类角度分类角度具体分类具体分类按化学结构分按化学结构分苯二甲酸酯类、苯甲酸酯类、苯多酸酯类、苯二甲酸酯类、苯甲酸酯类、苯多酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、柠檬酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、柠檬酸酯类、环氧化物、氯化石蜡等环氧化物、氯化石蜡等按与聚合物的相容性按与聚合物的相容性分类分类主增塑剂、助增塑剂主增塑剂、助增塑剂按最终用途分类按最终用途分类通用型、特殊型通用型、特殊型按分子量的差异分类按分子量的差异分类单体型、聚合型单体型、聚合型按作用方式分按作用方式分内增塑剂和外增塑剂内增塑剂和外增塑剂增塑剂增塑剂内增塑剂与外增塑剂内增塑剂与外增塑剂v内增塑剂内增塑剂是在聚
30、合过程中加入的第二单体,是在聚合过程中加入的第二单体,以进行共聚对聚合物进行改性。以进行共聚对聚合物进行改性。 v外增塑剂外增塑剂通常是高沸点难挥发的液体或低熔通常是高沸点难挥发的液体或低熔点固体,将其添加到需要增塑的聚合物中,点固体,将其添加到需要增塑的聚合物中,不与聚合物起化学反应,却可增加聚合物的不与聚合物起化学反应,却可增加聚合物的塑性。塑性。 增塑剂增塑剂六、增塑剂的主要品种六、增塑剂的主要品种v1、苯二甲酸酯类、苯二甲酸酯类v2、脂肪族二元酸酯类、脂肪族二元酸酯类v3、环氧化物、环氧化物v4、磷酸酯类、磷酸酯类v5、聚酯增塑剂、聚酯增塑剂v6、含氯增塑剂、含氯增塑剂v7、其它增塑剂
31、、其它增塑剂 增塑剂增塑剂1、苯二甲酸酯类、苯二甲酸酯类v(1)邻苯二甲酸酯)邻苯二甲酸酯 v结构结构:R1与与R2为相同或不同的为相同或不同的C112烷基、烷基、环烷基、苯基或苄基等。环烷基、苯基或苄基等。C6C13的高碳醇的高碳醇酯在酯在PVC中通用性能好,有支链醇酯和直链中通用性能好,有支链醇酯和直链醇酯。醇酯。 增塑剂增塑剂1、苯二甲酸酯类、苯二甲酸酯类v邻苯二甲酸酯类特点:邻苯二甲酸酯类特点:v使用最广泛的增塑剂,与使用最广泛的增塑剂,与PVC有良好的相容性,一有良好的相容性,一般作主增塑剂使用,配合用量大,生产工艺简单、般作主增塑剂使用,配合用量大,生产工艺简单、成本低廉。成本低廉
32、。v“王牌王牌”增塑剂增塑剂:邻苯二甲酸(:邻苯二甲酸(2乙基)己酯或乙基)己酯或邻苯二甲酸二辛酯(邻苯二甲酸二辛酯(DOP),产量最大、综合性能),产量最大、综合性能最好。被作为通用增塑剂的比较标准,只有比它便最好。被作为通用增塑剂的比较标准,只有比它便宜或具备独特理化性能时,才能在经济上占优势。宜或具备独特理化性能时,才能在经济上占优势。增塑剂增塑剂1、苯二甲酸酯类、苯二甲酸酯类v制备制备:邻苯二甲酸酯一般采用苯酐与相应的:邻苯二甲酸酯一般采用苯酐与相应的醇经两步酯化反应而制成:醇经两步酯化反应而制成:增塑剂增塑剂1、苯二甲酸酯类、苯二甲酸酯类v(2)间苯二甲酸酯和对苯二甲酸酯)间苯二甲酸
33、酯和对苯二甲酸酯v优点优点:挥发性、低温性、增塑糊粘度及电性:挥发性、低温性、增塑糊粘度及电性能均较相应的邻苯二甲酸酯好,被称作能均较相应的邻苯二甲酸酯好,被称作耐迁耐迁移增塑剂。移增塑剂。v缺点:缺点:原料来源有限,价格昂贵原料来源有限,价格昂贵v代表产品代表产品:对苯二甲酸二辛酯(:对苯二甲酸二辛酯(DOTP)和)和间苯二甲酸二辛酯(间苯二甲酸二辛酯(DOIP)增塑剂增塑剂邻苯二甲酸酯类的危害邻苯二甲酸酯类的危害vPAEs(邻苯二甲酸酯类)增塑剂是一类邻苯二甲酸酯类)增塑剂是一类“内分泌干扰素内分泌干扰素”,会会使生物体内使生物体内(包括人类包括人类) 的内分泌失调的内分泌失调,出现生殖病
34、变出现生殖病变,还可以还可以引起动物肝组织癌变。引起动物肝组织癌变。v被列为被列为“内分泌干扰素内分泌干扰素”的邻苯二甲酸酯共有的邻苯二甲酸酯共有8 个个,都是作为都是作为增塑剂使用增塑剂使用,它们是它们是: DEHP、BBP、DBP、DCHP (二环己二环己酯酯) 、DEP、DNPP(二正戊酯二正戊酯) 、DHP(二己酯二己酯) 、DPP(二丙二丙酯酯) 。vDMP(二甲酯二甲酯) 、DEP (二乙酯二乙酯) 、DBP (二丁酯二丁酯) 、BBP(丁基丁基卞基酯卞基酯) 、DNOP(二正辛酯二正辛酯) 、DEHP(二二-(2-乙基己基乙基己基) 酯酯) 等已被等已被美国环保局美国环保局( E
35、PA) 列为首选检测污染物。列为首选检测污染物。v欧盟欧盟也将也将DBP、BBP、DEHP、DNOP、DINP(二异壬酯二异壬酯) 、DIDP(二异癸酯二异癸酯) 等等6 种认定为对人体和环境有害的物质种认定为对人体和环境有害的物质,并并规定总检出量必须低于规定总检出量必须低于0. 1 % 。2、脂肪族二元酸酯类、脂肪族二元酸酯类v结构结构:n一般为一般为211,R1和和R2为相同或不同的为相同或不同的C4C10的烷基或环烷基。的烷基或环烷基。v制备制备:长链二元酸与短链一元醇或用短链二元酸和:长链二元酸与短链一元醇或用短链二元酸和长链一元醇进行酯化,使总碳数保持在长链一元醇进行酯化,使总碳数
36、保持在18-26.v典型产品典型产品:癸二酸二(:癸二酸二(2乙基)己酯(乙基)己酯(DOS,相相对塑化效率对塑化效率93)、己二酸二()、己二酸二(2乙基)己酯乙基)己酯(DOA,91)、癸二酸二丁酯()、癸二酸二丁酯(DBS,80) 增塑剂增塑剂v脂肪族二元酸酯类特性:脂肪族二元酸酯类特性:v具有优良的低温性能,可使材料或制品脆化具有优良的低温性能,可使材料或制品脆化温度降至温度降至3070,有,有耐寒增塑剂耐寒增塑剂之称。之称。v毒性较低毒性较低,v与与PVC相容性较差相容性较差,耐迁移性、耐抽出性、,耐迁移性、耐抽出性、耐霉菌性、电绝缘性能均较差,耐霉菌性、电绝缘性能均较差,v只作只作
37、辅助增塑剂辅助增塑剂,以改善制品低温性能。,以改善制品低温性能。增塑剂增塑剂2、脂肪族二元酸酯类、脂肪族二元酸酯类3、环氧化物、环氧化物 v分类:分类:环氧化油,环氧脂肪酸单酯,环氧四氢邻苯环氧化油,环氧脂肪酸单酯,环氧四氢邻苯二甲酸酯二甲酸酯v环氧结构:环氧结构:v环氧增塑剂的特点:环氧增塑剂的特点:v在增塑的同时还可以改善在增塑的同时还可以改善PVC制品制品对光和热的稳定对光和热的稳定性性;毒性低毒性低,可用于食品和医药的包装材料。,可用于食品和医药的包装材料。v典型产品:典型产品:环氧化环氧化大豆油大豆油,占环氧增塑剂总量的,占环氧增塑剂总量的70%;由过氧酸氧化含有不饱和双键的天然油(
38、大;由过氧酸氧化含有不饱和双键的天然油(大豆油)制成;豆油)制成;增塑剂增塑剂4、磷酸酯类、磷酸酯类 v(1)结构)结构vR1,R2,R3可以是相同或不同的烷基、芳基和卤可以是相同或不同的烷基、芳基和卤代烷基。代烷基。v(2)分类)分类磷酸三烷基酯磷酸三烷基酯磷酸三芳基酯磷酸三芳基酯磷酸烷基芳基酯磷酸烷基芳基酯含氯磷酸酯含氯磷酸酯增塑剂增塑剂v(3)磷酸酯类增塑剂特点)磷酸酯类增塑剂特点v具有良好的阻燃和抗菌性,有具有良好的阻燃和抗菌性,有阻燃增塑剂阻燃增塑剂之称。之称。v与多种树脂和合成橡胶有与多种树脂和合成橡胶有良好的相容性良好的相容性,挥发,挥发性低,抗抽出性能也较好,性低,抗抽出性能也
39、较好,v但但低温性能差,价格高,低温性能差,价格高,大多数磷酸酯大多数磷酸酯毒性较毒性较强,强,不能用于与食品接触或儿童玩具制品中。不能用于与食品接触或儿童玩具制品中。增塑剂增塑剂4、磷酸酯类、磷酸酯类 v(4)磷酸酯类增塑剂典型产品:)磷酸酯类增塑剂典型产品:v磷酸三甲苯酯(磷酸三甲苯酯(TCP):):产量最大产量最大v磷酸甲苯二苯酯(磷酸甲苯二苯酯(CDP):):次之次之v磷酸三苯酯(磷酸三苯酯(TPP):):第三第三v磷酸三辛酯(磷酸三辛酯(TOP):):耐寒性好耐寒性好v磷酸二苯一辛酯(磷酸二苯一辛酯(DPOP,ODP):):允许用允许用于食品包装的唯一磷酸酯于食品包装的唯一磷酸酯v含
40、卤磷酸酯:含卤磷酸酯:阻燃剂阻燃剂4、磷酸酯类、磷酸酯类 v(5)磷酸酯类制备)磷酸酯类制备增塑剂增塑剂4、磷酸酯类、磷酸酯类 5、聚酯增塑剂、聚酯增塑剂 v由由二元酸和二元醇缩聚二元酸和二元醇缩聚而成的聚合型增塑剂而成的聚合型增塑剂v二元醇有二元醇有1,3丙二醇或乙二醇等;二元酸有己二酸、丙二醇或乙二醇等;二元酸有己二酸、苯二甲酸等。苯二甲酸等。v最大的特点最大的特点是耐久性优良,挥发性低,耐溶剂萃取是耐久性优良,挥发性低,耐溶剂萃取和迁移小,有和迁移小,有永久增塑剂永久增塑剂之称,一般无毒或低毒。之称,一般无毒或低毒。增塑剂增塑剂6、含氯增塑剂、含氯增塑剂 v优点:优点:v具有良好的电绝缘
41、性、阻燃性和耐低温性能,成本具有良好的电绝缘性、阻燃性和耐低温性能,成本低廉,低廉,v缺点:缺点:v与与PVC的相容性较差,对光、热、氧的稳定性也不的相容性较差,对光、热、氧的稳定性也不好,一般用作好,一般用作助增塑剂助增塑剂,多用于电线、电缆中。,多用于电线、电缆中。v典型产品:典型产品:v氯化石蜡和氯化脂肪酸酯。氯化石蜡和氯化脂肪酸酯。v氯化石蜡是指氯化石蜡是指C10-C30正构混合烷烃的氯化产物,正构混合烷烃的氯化产物,有液体和固体两种,含氯量为有液体和固体两种,含氯量为50%左右。左右。增塑剂增塑剂7、其它增塑剂、其它增塑剂v柠檬酸酯:柠檬酸酯:无毒增塑剂;无毒增塑剂;v特点:特点:无
42、毒,无臭,耐热,耐寒,耐候,耐无毒,无臭,耐热,耐寒,耐候,耐水,水,v用途:用途:用于食品包装、医用器具,儿童玩具用于食品包装、医用器具,儿童玩具及个人用品。及个人用品。v典型品种:典型品种:柠檬酸三丁酯(柠檬酸三丁酯(TBC),由柠檬),由柠檬酸与正丁醇在催化剂存在下作用生成柠檬酸酸与正丁醇在催化剂存在下作用生成柠檬酸三丁酯。三丁酯。 增韧剂(增韧剂(Toughening agent )与增塑剂与增塑剂 v定义定义:以改进高分了材料的冲击性能为目的而使用的助:以改进高分了材料的冲击性能为目的而使用的助剂皆可以称为抗冲击剂。抗冲击剂亦可称为冲击改性剂、剂皆可以称为抗冲击剂。抗冲击剂亦可称为冲
43、击改性剂、增韧剂,功能改性剂。增韧剂,功能改性剂。v组成组成:与材料半相容的:与材料半相容的橡胶类弹性体橡胶类弹性体,合成弹性体合成弹性体如如EVA,分子中,分子中具有韧性橡胶链段具有韧性橡胶链段的聚合物如的聚合物如ABS树脂,树脂,及具有及具有低温松弛峰的低温松弛峰的刚性链聚合物,以及新出现的刚性链聚合物,以及新出现的刚性刚性有机填料有机填料。 v增韧剂的主要目的增韧剂的主要目的是提高抗冲击性,是提高抗冲击性,克服材料的脆性克服材料的脆性,但是有些助剂在提高抗冲击性能的同时也提高其塑化性但是有些助剂在提高抗冲击性能的同时也提高其塑化性能,加入增韧剂后能,加入增韧剂后抗冲击强度抗冲击强度增加,
44、增加,拉伸强度拉伸强度会下降。会下降。v增塑剂的主要目的增塑剂的主要目的是使其变软,提高塑性,加工助剂。是使其变软,提高塑性,加工助剂。v增塑剂和增韧剂所用物质不同。增塑剂和增韧剂所用物质不同。补充补充9. 3增强剂和偶联剂增强剂和偶联剂v9.3.1增强剂增强剂v9.3.2偶联剂偶联剂补充补充9.3.1增强剂增强剂(Reinforcing agent)v一、作用一、作用v聚合物材料中加入增强剂能大幅度聚合物材料中加入增强剂能大幅度提高其力学强度、提高其力学强度、尺寸稳定性和热变形温度等,能较好地保持其韧性尺寸稳定性和热变形温度等,能较好地保持其韧性和耐疲劳性。和耐疲劳性。v聚合物中加入增强剂聚
45、合物中加入增强剂,拉伸强度和断裂伸长率都会,拉伸强度和断裂伸长率都会提高。提高。v二、增强剂的分类二、增强剂的分类v纤维状增强剂纤维状增强剂:玻璃纤维、碳纤维、石棉纤:玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、硼纤维、钛酸钙纤维、碳硅纤维、聚芳维、硼纤维、钛酸钙纤维、碳硅纤维、聚芳酰胺纤维、陶瓷纤维及晶须酰胺纤维、陶瓷纤维及晶须v粉状物增强剂粉状物增强剂:炭黑、白炭黑(二氧化硅)、:炭黑、白炭黑(二氧化硅)、金属粉、云母金属粉、云母9.3.1增强剂增强剂(Reinforcing agent)9.3.2 偶联剂偶联剂(Coupling agent)v一、定义一、定义v偶联剂是某些具有特定基团的化合物,它能通过
46、化偶联剂是某些具有特定基团的化合物,它能通过化学的和或物理的作用将学的和或物理的作用将两种性质差异很大的,原两种性质差异很大的,原来不易结合的材料较牢固地结合起来。来不易结合的材料较牢固地结合起来。v偶联剂主要用于无机填料的表面处理,也称偶联剂主要用于无机填料的表面处理,也称表面处表面处理剂理剂。由于它能加强合成材料与其它材料如金属之。由于它能加强合成材料与其它材料如金属之间的粘合性所以又把它称为间的粘合性所以又把它称为增粘剂增粘剂。v二、结构特点二、结构特点v偶联剂分子一般都偶联剂分子一般都含有两部分性质不同的基含有两部分性质不同的基团,团,一部分基团与无机物能很好的结合,另一部分基团与无机
47、物能很好的结合,另一部分基团能和树脂进行良好的结合,从而一部分基团能和树脂进行良好的结合,从而使两种性质差异很大的材料通过偶联剂分子使两种性质差异很大的材料通过偶联剂分子得到良好的粘合。得到良好的粘合。9.3.2 偶联剂偶联剂(Coupling agent)v三、偶联剂的种类三、偶联剂的种类v有机酸有机酸铬铬络合物络合物:代表产品是:代表产品是Volan沃兰,偶联剂的沃兰,偶联剂的古老品种。古老品种。 v有机有机硅硅偶联剂偶联剂:有机硅化合物,目前应用最多,理论:有机硅化合物,目前应用最多,理论研究较充分的重要偶联剂。研究较充分的重要偶联剂。v钛钛酸酯偶联剂酸酯偶联剂:新型偶联剂,以钛为中心原
48、子。:新型偶联剂,以钛为中心原子。v磺酰叠氮磺酰叠氮偶联剂偶联剂:最新出现的一种类型:最新出现的一种类型v铝铝酸酯偶联剂酸酯偶联剂:我国独自开发的偶联剂新品。具有可:我国独自开发的偶联剂新品。具有可水解基团和其它有机基,结构类似于钛酸酯偶联剂。水解基团和其它有机基,结构类似于钛酸酯偶联剂。9.3.2 偶联剂偶联剂(Coupling agent)v四、典型品种介绍四、典型品种介绍v1、有机硅偶联剂、有机硅偶联剂v2、钛酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂9.3.2 偶联剂偶联剂(Coupling agent)v(1)结构通式)结构通式v通式为通式为Y-R-SiX3vY为环氧基,为环氧基,OH-,NH2-,C
49、H2=C(CH3)COO-,CH2=CH-等等反应型反应型基团,能够与有机高分子反应;基团,能够与有机高分子反应;vR=烷基或芳基。烷基或芳基。vX为为Cl,OR,RCOO等易水解基团。等易水解基团。v即即Si的两端,一端是具有反应官能团的有机基团,的两端,一端是具有反应官能团的有机基团,一端是易水解的基团,能够与无机材料表面反应。一端是易水解的基团,能够与无机材料表面反应。 1、有机硅偶联剂有机硅偶联剂(Silanecouplingagent )1、有机硅偶联剂有机硅偶联剂产品牌产品牌号号化学名称化学名称 分子式分子式适用高分子适用高分子A-151乙烯基三乙烯基三乙氧基硅乙氧基硅烷烷CH2=
50、CHSi(OCH2CH3)3适用于聚乙适用于聚乙烯、聚丙烯、烯、聚丙烯、不饱和聚酯不饱和聚酯KH550-氨丙基氨丙基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷 或或3-APTS NH2CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3环氧、酚醛、环氧、酚醛、尼龙、聚氯尼龙、聚氯乙烯、聚丙乙烯、聚丙烯酸、聚氨烯酸、聚氨酯、丁腈橡酯、丁腈橡胶胶 等等v(2)硅烷偶联剂的作用机理)硅烷偶联剂的作用机理v化学键理论化学键理论v以氨基丙基三乙氧基硅烷(以氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对环氧)对环氧/玻璃布的偶联过程为例来说明偶联机理。玻璃布的偶联过程为例来说明偶联机理。1、有机硅偶联剂、有机硅偶联剂(2)与树脂部分反应)与
51、树脂部分反应v(3)偶联)偶联 (1)与玻璃的反应与玻璃的反应1、有机硅偶联剂、有机硅偶联剂v(3)有机硅偶联剂使用方法:)有机硅偶联剂使用方法:v直接混合直接混合v有机溶液有机溶液处理填料处理填料v水溶液水溶液处理填料处理填料v干混法干混法处理填料处理填料1、有机硅偶联剂、有机硅偶联剂2、钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂(Titanatecouplingagent )v(1)通式)通式:ROTi (-OXRY)nvRO为烷氧基等易水解基团;为烷氧基等易水解基团;v-O能发生各种类型的酯交换反应,使三者交联;能发生各种类型的酯交换反应,使三者交联;vOX表示与钛原子连接的原子团,它决定钛酸酯的特性,表
52、示与钛原子连接的原子团,它决定钛酸酯的特性,v 包括烷氧基,包括烷氧基,磷氧基磷氧基(可提高阻燃性),(可提高阻燃性),亚磷酰氧基亚磷酰氧基(可(可提高抗氧性),提高抗氧性),焦磷酰氧基焦磷酰氧基(可吸收水分)。(可吸收水分)。vR长碳链部分,主要保证与聚合物分子的缠结作用和可混长碳链部分,主要保证与聚合物分子的缠结作用和可混溶性;溶性;vY钛酸酯进行交联的官能团,可以是不饱和双键或氨基或钛酸酯进行交联的官能团,可以是不饱和双键或氨基或羟基;羟基;vn表示含有多官能团表示含有多官能团v(2)分类)分类v单烷氧基型单烷氧基型:(:(KR-TTS)对水敏感)对水敏感v单烷氧基焦磷酸酯型单烷氧基焦磷
53、酸酯型:对水不太敏感:对水不太敏感,因为焦磷酸酯因为焦磷酸酯基可以分解形成磷酸酯基,结合一部分水基可以分解形成磷酸酯基,结合一部分水 2、有机钛偶联剂、有机钛偶联剂v螯合型螯合型:水解稳定性好,可用于潮湿的填料或聚合:水解稳定性好,可用于潮湿的填料或聚合物的水溶液体系物的水溶液体系v配位型配位型:与单烷氧基型相似,但不会发生酯交换反:与单烷氧基型相似,但不会发生酯交换反应。应。2、有机钛偶联剂、有机钛偶联剂v(3)偶联机理)偶联机理 v单烷氧基型钛酸酯,其偶联作用是通过玻璃单烷氧基型钛酸酯,其偶联作用是通过玻璃或填料表面的或填料表面的OH与钛酸酯中的与钛酸酯中的R-O-Ti部分作部分作用,用,
54、v而另外三个较长的烷酰氧基主要靠分子间的而另外三个较长的烷酰氧基主要靠分子间的范德华力与高分子链的缠结作用范德华力与高分子链的缠结作用而将两种性而将两种性质绝然不同的材料偶合在一起。质绝然不同的材料偶合在一起。 2、有机钛偶联剂、有机钛偶联剂下面以下面以TTS对聚烯烃和填料的偶联为例来说明这种作用。对聚烯烃和填料的偶联为例来说明这种作用。 2、有机钛偶联剂、有机钛偶联剂v(4)钛酸酯处理填料的方法)钛酸酯处理填料的方法v干法干法:即现场即时掺混法,及配料混炼时加入。:即现场即时掺混法,及配料混炼时加入。v预处理法:预处理法:溶剂浆液处理法溶剂浆液处理法:把钛酸酯溶解在溶剂中,再与无:把钛酸酯溶
55、解在溶剂中,再与无机填料接触,然后蒸去溶剂,机填料接触,然后蒸去溶剂,水相浆料处理法水相浆料处理法:采用均化器或乳化剂,将钛酸酯:采用均化器或乳化剂,将钛酸酯强制乳化在水中,或者先让钛酸酯与胺反应,使之强制乳化在水中,或者先让钛酸酯与胺反应,使之生成水溶性盐后,再溶解与水中,用于处理填料。生成水溶性盐后,再溶解与水中,用于处理填料。 2、有机钛偶联剂、有机钛偶联剂9.4 阻燃剂阻燃剂(Flameretardantagent)v一、阻燃剂的定义一、阻燃剂的定义v二、阻燃机理二、阻燃机理v三、阻燃剂分类三、阻燃剂分类v四、阻燃剂主要品种四、阻燃剂主要品种v五、阻燃新技术五、阻燃新技术上海上海201
56、0.11.15特大火灾特大火灾 一、阻燃剂的定义一、阻燃剂的定义v阻燃剂是一类可以阻燃剂是一类可以阻止聚合物引燃或抑制火焰传播阻止聚合物引燃或抑制火焰传播的助剂。的助剂。v聚合物燃烧的阶段聚合物燃烧的阶段:加热、降解、分解、点燃、燃烧:加热、降解、分解、点燃、燃烧阻燃剂阻燃剂二、阻燃机理二、阻燃机理v1、吸收热量、吸收热量:如氢氧化铝发生分解时会吸收大量的热:如氢氧化铝发生分解时会吸收大量的热v2、形成非可燃性保护层、形成非可燃性保护层:如有机磷化合物,促进不燃:如有机磷化合物,促进不燃性碳的生成隔绝氧、热传递性碳的生成隔绝氧、热传递v3、稀释作用、稀释作用:阻燃剂分解产生大量不燃性气体:阻燃
57、剂分解产生大量不燃性气体v4、捕捉自由基、捕捉自由基:终止燃烧链锁反应,如含卤阻燃剂:终止燃烧链锁反应,如含卤阻燃剂v5、协同作用、协同作用:如三氧化二锑:如三氧化二锑v6、抑烟作用、抑烟作用:阻燃过程发生在凝聚相,抑制了可燃性:阻燃过程发生在凝聚相,抑制了可燃性气体的产生。气体的产生。v阻燃剂的作用往往是上述多种效应的综合效果。阻燃剂的作用往往是上述多种效应的综合效果。阻燃剂阻燃剂三、阻燃剂分类三、阻燃剂分类 分类角度分类角度类别类别按组成按组成注:氢氧化铝、注:氢氧化铝、溴化物、有机磷溴化物、有机磷系市场份额大系市场份额大有机有机:磷系(磷酸酯、聚磷酸酯)、氮系(双氰胺、:磷系(磷酸酯、聚
58、磷酸酯)、氮系(双氰胺、三聚氰胺)、卤素系(溴化物、氯化物)、硼系、三聚氰胺)、卤素系(溴化物、氯化物)、硼系、其它其它无机无机:硼化合物、三氧化二锑、氢氧化铝(镁)、:硼化合物、三氧化二锑、氢氧化铝(镁)、红磷和磷酸盐、锆化合物、铋化合物红磷和磷酸盐、锆化合物、铋化合物按使用方按使用方法法添加型添加型:有机、无机阻燃剂:有机、无机阻燃剂反应型反应型:乙烯基衍生物、含氯化合物、含羟基化合:乙烯基衍生物、含氯化合物、含羟基化合物、含环氧基化合物物、含环氧基化合物阻燃剂阻燃剂四、阻燃剂主要品种四、阻燃剂主要品种v1、磷系阻燃剂、磷系阻燃剂v阻燃机理阻燃机理:v磷系阻燃剂在燃烧时磷系阻燃剂在燃烧时分
59、解分解成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸;成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸;v磷酸形成磷酸形成非燃性液膜非燃性液膜,沸点达,沸点达300;v偏磷酸、聚偏磷酸是偏磷酸、聚偏磷酸是强酸和强脱水剂强酸和强脱水剂,可使聚合物强,可使聚合物强烈脱水碳化;烈脱水碳化;v不挥发的磷化合物还具有不挥发的磷化合物还具有凝结剂作用凝结剂作用,使炭化物凝成,使炭化物凝成非燃性保护层而具有覆盖隔离效应,同时具有抑烟作非燃性保护层而具有覆盖隔离效应,同时具有抑烟作用,因而阻燃效果好,添加量小。用,因而阻燃效果好,添加量小。阻燃剂阻燃剂v磷系阻燃剂分类及特点磷系阻燃剂分类及特点v磷酸酯和含卤磷酸酯磷酸酯和含卤磷酸酯:磷酸三甲苯酯(:磷酸三
60、甲苯酯(TCP)、磷酸三苯酯)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三(二甲苯酯)()、磷酸三(二甲苯酯)(TXP)。卤代磷酸酯同时)。卤代磷酸酯同时含有卤素、磷两种阻燃元素,具有协同效应,阻燃效果优良。含有卤素、磷两种阻燃元素,具有协同效应,阻燃效果优良。v红磷(红磷(RP):可单独使用,也可和:可单独使用,也可和Al(OH)3、Mg(OH)2等配等配合使用,协同效果更好。微胶囊化红磷性质稳定、阻燃加工合使用,协同效果更好。微胶囊化红磷性质稳定、阻燃加工性好!性好!v磷酸铵及膨胀型阻燃剂磷酸铵及膨胀型阻燃剂:形成蓬松多孔的均质炭层,起到隔:形成蓬松多孔的均质炭层,起到隔热、隔氧、抑烟等作用。热、隔氧、
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