2 合成材料助剂.ppt

1、第二章聚合物加工用助剂概述，2.1概论，聚合物根据来源包括天然聚合物和合成聚合物，天然聚合物包括蛋白质、纤维素、淀粉、天然椽胶等，合成聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。合成聚合物是以单体为原料，在适当条件下人工合成的聚合物。按材料分类，聚合物可以分为高炭状态的橡胶、取向、方向的高强度纤维、玻璃状态和半结晶的塑料、涂料、粘合剂等。2.1概论，聚合物的成型加工是将聚合物变成实用材料或产品的工程技术。这些聚合物在处理使用过程中有多种缺陷，如耐热性下降、处理性能下降等，只有添加其他材料来改善缺陷，才能达到实用、耐用、提高等目的。2.1概论，助剂的定义广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料等

2、工业产品的生产和加工过程，改善加工行为或授予产品特定功能的辅助化学物质等称为助剂。助剂是精细化工的一大类，可以赋予产品特殊的性能，延长寿命，扩大应用范围，提高加工效率等。因此助剂广泛用于化学工业，尤其是有机合成、塑料、纤维、橡胶等合成材料的制造加工。2.1概论，助剂的范畴高分子助剂可分为“合成助剂”和“加工助剂”。合成助剂是指与团体准备合成树脂、合成橡胶等聚合物的过程有关的各种辅助化学物质，如乳化剂、分散剂、引发剂、分子量调节剂、终止剂、阻抗剂等。加工助剂为了提高某些材料的加工性能和最终产品的性能，分散在材料上，对材料结构没有太大影响的少量化学物质。2.2指在塑料加工用助剂、塑料、热和压力的作

3、用下进行塑性成形，形成特定形状，适合特定用途的高分子材料种类。塑料整形加工的目的是利用各种塑料固有性能可以实施的所有方法，使其成为满足各种领域应用要求、需要尺寸和形状的产品。2.2塑料加工用助剂，塑料主要成分是改性天然树脂和合成树脂，但一般不仅仅是树脂，还含有多种助剂。加入添加剂可以提高塑料整形工艺性能，提高塑料产品的使用性能，降低成本。用作塑料成型加工的合成树脂主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、acrylonitrile buta dience styrene(ABS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯、苯酚裴秀智等，其中聚氯乙烯处理增塑剂的主要作用包括聚合物分子间

4、的范德华力减弱、聚合物分子链的流动性增加、聚合物分子链的结晶度减少等。聚合物的硬度、系数、软化温度、脆性温度降低、伸长、弯曲灵活性和灵活性提高。2.2.1增塑剂、增塑剂增塑剂对聚合物的增塑剂机理徐璐进行其他理论分析，主要有润滑理论、凝胶理论、溶剂化理论、极性理论等。根据增塑剂和聚合物之间的极性关系，说明增塑剂机制。非极性增塑剂添加到非极性聚合物中时，增塑剂主要起隔离作用。极性增塑剂添加到极性聚合物中时，增塑剂分子的极性组与聚合物分子的极性组相互作用。非极性增塑剂添加到极性聚合物中时，增塑剂起阻塞作用。目的提高聚合物的可塑性，以降低聚合物分子之间的作用力。根据2.2.1增塑剂、增塑剂和聚合物相容

5、性的优劣，分为主要增塑剂、辅助增塑剂和增塑剂。主增塑剂与聚合物相容性好，不仅可以插入聚合物分子链的无定形区域，还可以插入分子链的结晶区域，单独使用，不会引起渗出或喷雾等现象。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧)，分子名言)辅助增塑剂与聚合物的兼容性不好，分子只能进入聚合物分子的无定形区域，不能插入结晶区域，只能与主要增塑剂一起使用。增稠剂与聚合物的相容性更低，是氯化石蜡等价钱低成本的助剂。2.2.1增塑剂，增塑剂的基本要求是兼容性好。聚合物可以容纳尽可能多的增塑剂，形成均匀稳定的系统。增塑剂模型、分子结构及分子大小相关。增塑剂效率：聚合物添加增塑剂可降低

6、玻璃化转换温度，在使用温度范围内聚合物具有灵活性、弹性、粘合性等特性，可提高产品的性能。降低聚合物的熔体温度，易于加工。优秀耐久性：增塑剂的挥发性、耐出性、内耳同性以及对热和光的自稳定性和相关。耐寒性、传记绝缘性、毒性、颜色、气味、2.2.1增塑剂、邻苯二甲酸酯、增塑剂的主要品种、2.2.1增塑剂、增塑剂中产量和用量最多的品种约80个，生产的品种约30个，主要品种为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)品种多，产量高，色泽浅，毒性低，电气性能好，挥发性小，气味小，耐低温等特点。目前国产增塑剂仍以禁止欧盟(限制)用邻苯二甲酸酯(DOP)为主，占总产量的75%左右。2.2.1增塑剂多作为低温增塑剂，低温性能好

7、，但聚氯乙烯相容性差，可作为抗冻性的辅助增塑剂，可与邻苯二甲酸酯配合使用。己二酸双辛酯(DOA)、孕妇双辛酯(DOZ)、癸二丁酯(DBS)、肉桂酸双辛酯(DOS)等。脂肪族二元酸，n=211R1、R2通常与C4C11烷基和周期烷基、2.2.1增塑剂聚氯乙烯等树脂兼容，阻燃性特别好，但有毒。是增塑剂和阻燃剂。芳香族磷酸酯低温性能不好，脂肪族磷酸酯低温性能好，但热稳定性差，耐萃取性不如芳香族磷酸酯。主要品种有磷酸三苯酯(TCP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三辛基酯(TOP)、磷酸二苯单辛酯(DPOP)等。磷酸酯，R1，R2，R3是烷基，卤代烷基和芳基，2.2.1增塑剂，柠檬酸

8、化学名称2-羟基-1，2，3-丙烷3羧酸，与适当碳原子酒精酯化产品的相对分子质量控制是400700聚氯乙烯，氯乙烯-偏置其中柠檬酸三乙酯(TEC)、柠檬酸三丁酯(TBC)和柠檬酸乙酰化产品已被美国FDA批准为食品包装、医疗器械、儿童玩具和个人卫生用品的无毒增塑剂。柠檬酸酯，2.2.1增塑剂与聚氯乙烯树脂分解时释放的氯化氢和聚氯乙烯树脂兼容，因此是增塑剂和稳定剂。用于热稳定性效果、良好的耐烧蚀性、抗移动性和低温性能，主要用于耐候性高的聚合物产品的辅助增塑剂。主要品种包括环氧大豆油、环氧脂肪酸丁酯、环氧脂肪酸辛基酯、环氧4氢邻苯二甲酸酯(EPS)。环氧酯，2.2.1增塑剂，增塑剂效率低，粘度高，加

9、工性和低温性差，但挥发性低，流动性低，耐油和肥皂水萃取是耐久性好的增塑剂。一般应与邻苯二甲酸酯的主要增塑剂一起使用。多用于汽车、电线电缆、冰箱等长期使用的产品。聚酯增塑剂主要是二元酸和二元醇的聚合物，一般在分子量10006000之间。兼具聚酯、二元酸和二元醇缩聚制成的2.2.1增塑剂、优良性能、单体增塑剂和聚合型增塑剂的优点。挥发性低、迁移性小、耐萃取和耐久性类似于聚酯增塑剂，相容性、可加工性和低温性类似于邻苯二甲酸酯。主要品种有对苯二甲酸酯(TOTM)、对苯二甲酸酯(NODTM)。仅用作偏苯三酯类、2.2.1增塑剂、低价钱、优良的电气特性、阻燃性、低相容性、辅助增塑剂。氯增塑剂、2.2.2稳

10、定剂、塑料整形加工、储存和使用过程中的多种因素导致结构变化和性能下降。逐渐失去使用价值的现象统称为塑料老化。老化的影响因素：内在因素：分子结构、添加剂的作用等，物理因素：光、氧、热、电场、辐射、应力等化学因素：溶剂或化学介质侵蚀等，生物因素：真菌、虫咬等，外在因素，2.2.2稳定抗氧剂可以捕获活性自由基，形成非活性自由基，中断连锁反应。还可以分解氧化过程中产生的聚合物氢过氧化物、非有机产物，中断连锁反应。抗氧剂的作用是减缓高分子材料的氧化过程，使其顺利加工，延长寿命。抗氧剂广泛用于橡胶、聚烯烃塑料、纤维等高分子材料，其中橡胶工业的抗氧剂一般被称为抗老化剂。抗氧化剂，2.2.2稳定剂，抗氧化剂还

11、包括铜抑制剂和防臭氧剂。铜抑制剂抑制了重金属对聚合物氧化的催化作用，大部分是钚的衍生物、肟、醛胺的缩合物。抗臭氧剂主要用于双键类橡胶。胺，苯酚，过氧化物分解型，自由基抑制型，黄大酯，磷酸酯，抗氧化剂，官能团，2.2.2稳定剂，热，摩擦，剪切等物理作用热，光，氧等外部条件作用聚氯乙烯(PVC)热稳定剂主要用于PVC及氯乙烯共聚物，但PE、PP等有双键、支链等结构缺陷，有时需要添加热稳定剂。热稳定剂、2.2.2稳定剂、PVC热分解的主要因素是链结构的影响。PVC的热稳定剂必须具有以下功能：在处理和使用过程中去除的氯化氢吸收或中和，自催化作用终止分子中，替换活泼不稳定的氯原子，抑制脱氯化氢反应。聚烯

12、烃结构和双键加成反应，消除产品变色或缓解聚烯烃结构防止氧化；中和和钝化树脂中的杂质、催化剂等。2.2.2稳定剂、热稳定剂的性能主要是耐热性、耐候性和可加工性，但根据产品、使用目的，还应考虑对透明度、相容性、机械强度、传记绝缘性、硫化性、毒性和其他助剂的影响。、热稳定剂、金属皂稳定剂铅盐稳定剂有机锡稳定剂、热稳定剂分类、2.2.2稳定剂、塑料日光、温度变化、大气成分(吸收吴尊、硫及其他化学介质紫外线后)，塑料(UV)易于形成电子激发或破坏化学键()，并引起自由基链反应光氧化反应同时发生断链和交联，形成氧官能团，发生塑料性能变化，即光氧老化。所有能抑制牙齿过程的物质称为光稳定剂。光稳定剂在防止或抑

13、制光氧化、延长塑料寿命方面非常有效，用量极小，通常只有0.010.5%。光稳定剂、2.2.2稳定剂、光稳定剂要能强烈吸收290400nm波长范围的紫外线，有效浸泡激发态分子的能量，或具有掌握自由基的足够能力。与塑料及其添加剂兼容良好。具有良好的光稳定性。化学稳定性好。热稳定性良好。不污染产品。无毒或低毒性；萃取电阻，优良的水解耐受性，低成本价钱。2.2.2稳定剂，紫外线吸收剂吸收紫外线。执行能量转换以热量形式或无害的低能辐射释放或消耗能量的物质。光屏蔽剂一般是指能反射吸收和吸收紫外线的物质。阻断紫外线光波，减少紫外线的透射作用，使内部免受紫外线的伤害。光稳定剂分类：作用器、光稳定剂、光吸收剂紫

14、外线吸收剂固化剂自由基捕获剂、2.2.3阻燃剂、塑料等能提高高分子材料阻燃性的物质称为阻燃剂。含有阻燃剂的大部分塑料可以自行关闭或不连续性。自毁或不连续性塑料近年来发展迅速，因此对阻燃剂的需求急剧增加。2.2.3阻燃剂、阻燃剂作用机理中，阻燃剂至少能起到一种茄子作用。在燃烧反应的热作用下添加的阻燃剂可以进行吸热的热分解反应。例如，可以减缓水合氢氧化铝、温升减缓、内燃机的热解速度(如卤素系统阻燃剂)。阻燃剂受热分解后，会释放阻止连续反应的阻断剂，从而减慢天气反应速度。在阻燃物质的表面热分解过程中，进一步促进了炭化层和泡沫带，降低了阻燃剂表面温度，降低了气体热分解物的形成速度，像人质系统中的阻燃剂

15、一样难以持续燃烧。2.2.3阻燃剂、阻燃剂必须以减少高分子材料的物理性质为前提，如耐热性、机械强度和电气特性。分解温度渡边杏过高，但在处理温度下不能分解。耐久性和耐候性好。阻燃性和高效率；阻燃剂本身没有毒，其热解物也没有毒，也没有刺激性。价钱便宜。2.2.3阻燃剂，阻燃剂主要是磷、卤素、硼、锑、钛、氮的有机物和无机物。阻燃剂分类：使用方法、阻燃剂、反应型：聚合合成时作为一组参与反应，主要用于热固性塑料用途。添加类型：包含在塑料加工中，通常用于热塑性塑料目的。目前阻燃剂消费最多的塑料品种有硬聚氨酯泡沫塑料、软聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯和聚烯烃。2.2.3阻燃剂，特征：毒性低，大多数武器阻燃剂无毒。不生产腐蚀性气体。大多数武器阻燃剂完全不冒烟。热稳定性好。价格便宜，来源丰富。(1)三氧化二锑(2)氢氧化铝(3)氢氧化镁(4)硼酸锌(5)聚磷酸铵(APP)、无机阻燃剂、2.2.3阻燃剂接管阻燃剂与进度氮化合物一起使用时，阻燃剂的功效比单独使用两种茄子阻燃剂时更大。这就是人质站协同效应(人质站)。(1)磷酸酯(2)磷酸3 (-氯乙基)酯(TUEP) (3)磷酸3 (1，3-二氯丙