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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一.概述,树脂,抗氧剂,热稳定剂,阻燃剂,增塑剂,其他助剂,塑料,助剂的作用：改善成型工艺性能；,改善制品的使用性能或降低成本。,第1章 塑料材料常用助剂,表1 助剂的类型及改性功能,树脂种类、牌号；,加工助剂以及用量；,助剂的双重或多重作用；,协同效应或对抗作用；,助剂最佳使用范围；,配方设计,挥发性低、迁移性小、耐抽出。,聚乙烯聚丙烯聚酰胺,是与钛氧键连接的原子团，或称粘合基团，决定着钛酸酯偶联剂的特性。,磷酸酯、含卤磷酸酯、有机卤化物、无机类三氧化锑、其它金属化物阻燃剂。,电性能优良，耐燃，相容性、热稳定性差，价廉。,*添加型：使用方便，适应面广，但因用量大，常会使制品机械性能降低。,CN、CAB、PVC、PVCA,光稳定剂与其它添加剂的相互配合作用。,有机颜料：分散紫，分散品红，油溶黄，还原黄R等,具鲜明色彩和高度的着色力。,无毒，低吸湿性，耐水性良好，价昂,使氢过氧化物分解成非自由基型的稳定化合物，从而避免因氢过氧化物分解成自由基而引起的一系列降解反应。,为己二酸型和癸二酸型聚酯的有效代用品,CN：硝酸纤维素；,耐热性良好，电绝缘性良好。,充分考虑,（1）助剂与聚合物要有良好的相容性；,（2）助剂与加工条件要相适应；,（3）助剂要有良好的耐久性；,（4）助剂要满足制品的性能要求和适应制品使用的环境条件；,（5）注意助剂配合中的协同效应和对抗作用。,（1）定义：添加到聚合物中，能够增加其塑性、改善成型时的流动性、赋予制品柔韧性的物质。,稳定高沸点,低挥发性一定相容性,增塑剂,增塑剂,作用,软化温度、熔融温度和玻璃化温度均降低；,耐寒性、柔韧性、抗冲击强度和伸长率会提高。,熔体粘度减小，流动性增加，易于成型加工；,阻隔性、耐热性、脆性、硬度、抗张强度、弹性模量等均将下降；,增塑剂,增塑剂,(2)增塑机理,|,HCH,|,HCCl,|,HCH,|,ClCH,|,HCH,|,HCCl,|,HCH,|,ClCH,|,HCH,|,HCCl,|,HCH,|,ClCH,PVC,C,2,H,5,|,-O-CH,3,-CH,2,-C,4,H,9,-O-CH,3,-CH,2,-C,4,H,9,|,C,2,H,5,邻苯二甲酸二辛酯,增塑剂,增塑剂分子的渗入，降低了聚合物分子间的范德华力，使高聚物分子间距离增大，借以增加制品的柔顺性。,DOP对PVC增塑模式,+,+,+,增塑剂,是加进塑料体系中增加塑性同时又不影响聚合物本质特性的物质。,增塑剂的主要作用:,削弱聚合物分子间的范德华力,，增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，亦即,增加塑料的塑性,。,塑料的,伸长率、曲挠性和柔韧性,都得到提高，而,硬度、模量、软化温度和脆化温度,都下降。,增塑剂分为,内增塑剂,和,外增塑剂,增塑剂,（,3）增塑剂种类,一、增塑剂的分类,按分子量大小分：,单体型和聚合型。,按性能分：,通用型、耐寒增塑剂、无毒增塑剂、耐热增塑剂、阻燃增塑剂等。,按结构分：,邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯、环氧化合物、聚酯、脂肪酸酯、多元醇酯、含氯增塑剂、柠檬酸酯、苯多酸酯、烷基磺酸酯、石油酯等类。,增塑剂,表7-2 常用增塑剂特点,品种,缩写,用途,特性,二甲酯,DMP,CA、CAB、CAP、CN、CP,对CN有高溶解能力。与纤维素酯相容性好。用于赛璐珞制成的软片。光稳定，高挥发性。,二乙酯,DEP,同上,性能与DMP类似，挥发性稍小。,二丁酯,DBP,CN、CAB、CAP、PVC、PVCA,对CN有高溶解能力，耐光耐低温好。在PVC增塑糊中引起增稠，较易挥发。PVC的辅助增塑剂。,二(2-乙基己酯),DOP,CN、CAB、PVC、PVCA,属通用型,与CN有良好的相容性。PVC和PVCA的标准增塑剂，挥发性低、耐热、耐低温、耐水。,二正辛酯,D,n,OP,CAB、PVC、PVCA,凝胶化性能比DOP稍差。耐低温性好得多，增塑作用好，其他与DOP类似。,1、邻苯二甲酸酯类,注：CA：醋酸纤维素；CAB：醋酸丁酯纤维素；CAP：醋酸丙酯纤维素；,CN：硝酸纤维素；CP：丙酸纤维素；PVCA：聚氯乙烯醋酸乙烯。,2、脂肪族二元酸酯类,品种,缩写,用途,特性,己二酸二(2-乙基己酯),DOA,PVC、PVCA,多用作耐寒增塑剂,耐寒性优，对光稳定。增塑作用好，塑化效率高。和DOP比，挥发性较大，对水较敏感。,己二酸二异癸酯（混合己二酸酯）,DIDA,PVC、PVCA,广泛用于食品包装材料,耐寒性和DOA相当。在己二酸酯中挥发性最小，耐水性、耐油性较好。,壬二酸二(2-乙基己酯),DOZ,PVC、PVCA,耐低温性较己二酸酯好，挥发性低于DOA，价格高于己二酸酯。,癸二酸二(2-乙基己)酯,DOS,PVC、PVCA,耐低温性超过同类所有其他产品，挥发性较低。价格高，应用受限制。,癸二酸二丁酯,DBS,PVC、PVCA,可作耐寒性辅助增塑剂,耐寒、无毒。相容性、耐油性较差。,3、磷酸酯类,品种,缩写,用途,特性,磷酸三丁酯,TBP,CN、CAB，用于以CN为基础的塑料专用料,溶解CN极好。可与自身重6倍的蓖麻油共混，挥发性异常大。,磷酸三(2-乙基己)酯,TOP,CN、PVC、PVCA,使CN、PVCA、PVC凝胶化。光稳定并阻燃，耐菌性、耐寒性好。挥发性高于DOP。使PVC糊粘度降低。,磷酸二苯一辛酯,DPOP,PVC、PVCA，美国FDA批准用于食品包装,PVC良好的凝胶剂。增塑作用与DOP类似。耐候性、相容性好。耐光，阻燃作用好，耐水和石油烃抽出性好。,磷酸三苯酯,TPP,CN、CAB、CAP、CA,阻燃性和相容性良好。,磷酸三(异丙基苯酯),IPPP,CN、CAB、PVC、PVCA,性能类似TCP。无臭、低毒、易环境分解，因此发展较快。,4、环氧化合物类,品种,缩写,用途,特性,环氧化大豆油,ESO,PVC,光、热稳定性良好，低挥发性。对于洗涤抽出具有广泛的抵抗力。环氧含量6%能改善制品的低温柔性，阻止PVC的析出和迁移,环氧化亚麻仁油,PVC,对改进PVC的热稳定性极好。环氧含量达8%,环氧化油酸丁酯,EBSt,PVC,耐寒性、耐候性良好，光和热稳定性良好。作耐候性、耐寒性辅助增塑剂。,环氧化油酸辛酯,PVC,改善制品低温柔性，阻止PVC的析出和迁移。,环氧化四氢邻苯二甲酸二辛酯,EPS,PVC、氟乙烯共聚物,与DOP一样，具有较全面的性能。热稳定性比DOP好，可防霉。可用于输血袋等制品中。,5、聚合物类,品种,缩写,用途,特性,己二酸丙二醇聚酯,多用于汽车、电线电缆等制品中，属耐久性制品,分子量10006000。耐抽出性、耐迁移性、低挥发性。塑化效率、相容性差,癸二酸丙二醇聚酯,同上,分子量10006000。耐抽出性、耐迁移性、低挥发性。塑化效率差,戊二酸型聚酯,为己二酸型和癸二酸型聚酯的有效代用品,固体乙烯共聚物,PVC,有杰出的耐久性。低温冲击性好，撕裂强度高。,丙烯腈丁二烯共聚物,PVC,良好的耐久性增塑剂。,对改进PVC的热稳定性极好。,这种表面处理剂一般称为偶联剂。,是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低填料的表面能，使体系的粘度显著降低，并具有良好的润滑性和流变性能。,CAB、PVC、PVCA,耐低温性较己二酸酯好，挥发性低于DOA，价格高于己二酸酯。,CAP：醋酸丙酯纤维素；,增塑作用好，塑化效率高。,增塑作用好，塑化效率高。,PVC、PVCA，美国FDA批准用于食品包装,各种高分子材料，特别是无色透明制品，在使用过程中由于日光照射（主要是紫外线）的影响，会引发自动氧化反应而导致聚合物的降解，使制品的外观和物理机械性能劣化，这一现象称为光老化或气候老化。,增塑剂分子的渗入，降低了聚合物分子间的范德华力，使高聚物分子间距离增大，借以增加制品的柔顺性。,增塑剂分为内增塑剂和外增塑剂,无毒，低吸湿性，耐水性良好，价昂,提高摩擦体间隙中介质介电常数。,这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。,6、含氯增塑剂类,品种,缩写,用途,特性,氯化石蜡(含氯42%),PVC,电性能优良，耐燃，相容性、热稳定性差，价廉。为辅助增塑剂,氯化石蜡,(含氯52%),PVC,电性能优良，耐燃，价廉。热稳定性较差，塑化效率较低。为辅助增塑剂,正构氯化石蜡(含氯50%),氯烃-50,PVC,电绝缘性、耐燃性、耐寒性良好，热稳定性差。为辅助增塑剂,五氯硬脂酸甲酯,MPCS,电绝缘性、阻燃性、耐油性良好，热稳定性较差，为辅助增塑剂,氯代甲氧基油酸甲酯,PVC,同上,7、脂肪酸酯类,品种,缩写,用途,特性,油酸丁酯,BO,耐寒性辅助增塑剂,耐寒性、耐水性良好，相容性、耐候性、耐油性较差,柠檬酸三丁酯,TBC,用于食品包装材料,无毒增塑剂，且具有防霉性。价昂，耐光、耐寒性良好,乙酰柠檬酸三丁酯,ATBC,食品包装材料，硝酸纤维素软片,无毒，低吸湿性，耐水性良好，价昂,乙酰蓖麻酸甲酯,MAR,食品包装材料,无毒，耐寒性良好。相容性较差。辅助增塑剂,硬脂酸丁酯,乙基纤维素，辅助增塑剂、润滑剂,润滑性好。相容性差。,8、多元醇酯类,品种,缩写,用途,特性,一缩二乙二醇二苯甲酸酯,DEBD,地板料、床板,耐污染性、耐抽出性良好，耐寒性差,一缩二乙二醇C,7,C,9,酸酯,丁腈橡胶、氯丁橡胶,耐寒性良好,三醋酸甘油酯,纤维素,无毒，缺点：高挥发性、高敏水性。耐药性差。不适用于乙烯基聚合物,三丙酸甘油酯,纤维素,同上,三丁酸甘油酯,纤维素,同上,9、偏苯三酸酯类,品种,缩写,用途,特性,偏苯三酸三(2-乙基己)酯,TOTM,PVC、纤维素塑料和PMMA,挥发性低、迁移性小、耐抽出。耐热性良好，电绝缘性良好。耐寒性较差。主要用于耐热电线电缆,偏苯三酸三(正辛基正癸)酯,NODTM,同上,同上,偏苯三酸三异辛酯,TIOTM,同上,同上,苯均四酸四辛酯,同上,同上,10、其他增塑剂类,品种,缩写,用途,特性,苯甲酸二甘醇酯,PVC,增塑作用像BBP。生产PVC的地板料具有高度耐污染的优点。价高,二苯甲酸辛戊基乙二醇酯,PVC,特殊用途。与PVC良好相容的固体产品，很有发展前途,N-乙基对甲苯磺酰胺,聚酰胺,相容性良好，耐寒性差,烷基磺酸苯酯,T-50,M-50,通用，PVC的优良增塑剂,在辅助增塑剂中性能较全面。相容性、耐寒性较差,烷基磺酸甲苯酯,同上,同上,增塑剂,(4)增塑剂的选择,经济合理；,与树脂的相容性；,所需塑料制品的性能；,对加工的影响（结合设备条件来考虑）；,对塑料中加入的其它助剂，有无对抗效应；,增塑剂的毒性：磷酸酯类和含氯增塑剂大多数都有较强的毒性。,稳定剂,（1）抗氧剂：是一类化学物质，在塑料中添加少量抗氧剂，就能抑制或延缓聚合物在正常或较高温度下的氧化。,聚乙烯聚丙烯聚酰胺,聚氯乙烯等,满足条件,高抗氧性能；,相容性好；,不易挥发和分解；,耐抽出性好；,不污染制品；,无毒或低毒；,价格低廉；,稳定剂,稳定剂,分类,（按抗氧剂的作用机理）：,有不稳定的H原子，可与自由基或增长链发生作用，阻止自由基或增长链从聚合物中夺取H原子，使氧化降解被终止。,使氢过氧化物分解成非自由基型的稳定化合物，从而避免因氢过氧化物分解成自由基而引起的一系列降解反应。,金属钝化剂,能阻止金属催化氧化降解反应。,稳定剂,凡是能够抑制光老化，延长它的使用寿命的物质都称为光稳定剂。,（2）光稳定剂,各种高分子材料，特别是无色透明制品，在使用过程中由于日光照射（主要是紫外线）的影响，会引发自动氧化反应而导致聚合物的降解，使制品的外观和物理机械性能劣化，这一现象称为光老化或气候老化。,光老化或气候老化,稳定剂,稳定剂,光稳定剂的选用：,根据聚合物对紫外线的敏感波长，选用在此波长范围内吸收能力尽可能高的光稳定剂。,光稳定剂与其它添加剂的相互配合作用。,光稳定剂的用量与其本身的效能和制品的薄厚有关。,考虑光稳定剂的毒性。,稳定剂,（3）热稳定剂：,为防止塑料在加工和使用过程中由于受热而引起降解所加入的助剂称为热稳定剂。主要用于聚氯乙烯。,稳定剂,防霉剂,是为防止塑料受霉菌的破坏作用而加入的一种助剂。,能够杀灭霉菌孢子或阻止其发芽，从而起到防止霉菌生长的作用。,有机氯化物，有机锡化物等。如：氧化三丁基锡，五氯苯酚水扬酸酯，五氯苯酚月桂酸酯等。,作用机理,品,种,润滑剂,为改善塑料熔体流动性能，减少或避免熔体对设备的摩擦和粘附以及改进制品表面光洁度等而加入的助剂称为润滑剂。,润滑剂,a.分散性良好。,b.与聚合物有适当的相容性,c.热稳定性良好。,d.不损害最终产品的物理性质。,e.不引起颜色漂移。,f.无毒性。,g.对整个加工成本来说是廉价的。,（1）,要,求：,润滑剂,（2）分类（按作用机理）,有不少润滑剂兼具内润滑与外润滑两种作用。如：金属皂、脂肪酸（C,18,C,28,）。,硬脂酸钙：C,17,H,35,COOCa0C0C,17,H,35,按化学结构分：,润滑剂,着色剂,（1）分类：,着色剂,颜料与染料基本性能比较,着色剂,无机颜料：钛白，锌白，铬黄，柠檬铬黄，群青等,有机颜料：分散紫，分散品红，油溶黄，还原黄R等,有机颜料：永固黄，色定红C，B红，颜料猩红等,（2）主要品种,着色剂,a.好的耐热性。,b.良好的光稳定性。,c.耐酸性良好。,d.具鲜明色彩和高度的着色力。,e.具有良好的分散性。,f.耐溶剂性良好。,g.不应有粘附在加工机械表面的现象。,（3）作为着色剂的条件,填充剂与增强剂,（1）填充剂：又称填料。使用其的主要目的是增加制品的体积，降低成本，故又有增量剂之称。,常用填充剂：,碳酸钙，陶土，硫酸钡，石膏粉，滑石粉，石棉粉等。,分类：,按化学成分：无机类、有机类。,按来源：矿物填充剂、植物填充剂、合成填充剂。,按外观形状：粉状、粒状、薄片状、纤维状、树脂状、中空微球等。,填充剂与增强剂,填充剂与增强剂,某些硅有机化合物处理填充剂后，可以改善填充剂与高聚物分子间的结合，提高机械性能。这种表面处理剂一般称为偶联剂。,（2）增强剂,偶联剂,偶联剂的种类,硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂、,铝酸酯偶联剂、,双金属偶联剂、,磷酸酯偶联剂、,硼酸酯偶联剂、,铬络合物及其它高级脂肪酸、醇、酯的偶联剂,如：金属皂、脂肪酸（C18C28）。,己二酸二异癸酯（混合己二酸酯）,乙基纤维素，辅助增塑剂、润滑剂,如：氧化三丁基锡，五氯苯酚水扬酸酯，五氯苯酚月桂酸酯等。,不损害最终产品的物理性质。,-O-CH3-CH2-C4H9,无毒，低吸湿性，耐水性良好，价昂,增塑剂分为内增塑剂和外增塑剂,塑料的伸长率、曲挠性和柔韧性都得到提高，而硬度、模量、软化温度和脆化温度都下降。,使用其的主要目的是增加制品的体积，降低成本，故又有增量剂之称。,对于洗涤抽出具有广泛的抵抗力。,能发生各种类型的酯基转化反应，由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联，同时还可与环氧树脂中的羟基发生酯化反应。,耐低温性较己二酸酯好，挥发性低于DOA，价格高于己二酸酯。,癸二酸二(2-乙基己)酯,分子量10006000。,硅烷偶联剂,（4-），式中为非水解的、可与高分子聚合物结合的有机官能团。根据高分子聚合物的不同性质，应与聚合物分子有较强的亲和力或反应能力，如甲基、乙烯基、氨基、环氧基、巯基、丙烯酰氧丙基等。为可水解基团，遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分均可引起分解，与无机物表面有较好的反应性。,钛酸酯偶联剂,钛酸酯偶联剂的分子式为：），具有如下功能：,通过基与无机填料表面的羟基反应，形成偶联剂的单分子层，从而起化学偶联作用。填料界面上的水和自由质子（+）是与偶联剂起作用的反应点。,能发生各种类型的酯基转化反应，由此可使钛酸酯偶联剂与聚合物及填料产生交联，同时还可与环氧树脂中的羟基发生酯化反应。,是与钛氧键连接的原子团，或称粘合基团，决定着钛酸酯偶联剂的特性。这些基团有烷氧基、羧基、硫酰氧基、磷氧基、亚磷酰氧基、焦磷酰氧基等。,是钛酸酯偶联剂分子中的长链部分，主要是保证与聚合物分子的缠结作用和混溶性，提高材料的冲击强度，降低填料的表面能，使体系的粘度显著降低，并具有良好的润滑性和流变性能。,是钛酸酯偶联剂进行交联的官能团，有不饱和双键基团、氨基、羟基等。,反映了钛酸酯偶联剂分子含有的官能团数。,填充剂与增强剂,分类：,硅烷类、钛酸酯类、有机铬配合物。,填充剂：,碳酸钙、陶土、硫酸钡、石膏粉、滑石、石棉粉。,增强剂：,纤维类及其织物玻璃纤维、棉纤维等。,抗静电剂,（1）种类：,表面活性,（2）作用机理：,通过分子中的亲油基团与塑料表面的吸附而结合在一起，形成一层抗静电的分子层。,抗静电剂,抗静电剂,提高摩擦体间隙中介质介电常数。,提高物体的吸湿性。,降低物体的表面电阻来达到的。,消除静电方法：,阻燃剂,磷酸酯、含卤磷酸酯、有机卤化物、无机类三氧化锑、其它金属化物阻燃剂。,（1）分类：,*添加型：,使用方便，适应面广，但因用量大，常会使制品机械性能降低。多用于热塑性塑料。,*反应型：,对使用性能影响较小，阻燃持久，但价高。目前仅用于环氧树脂、聚酯、ABS等中。,根据阻燃加工方法：,根据化学结构：,阻燃剂,阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物炭化，生成的炭皮膜起到了阻燃作用。,阻燃剂的分解产物形成不挥发保护膜以阻燃。,在有卤化物阻燃剂存在时，其分解产生的HX稀释了塑料分解产生的可燃气体从而起到阻燃作用。,含卤素有机物产生的HX是OH自由基的捕获体，从而使链锁反应终止。,由于阻燃剂分解产生较重的气体或沸点高的液体，复盖在塑料表面而隔断外界氧的供给。,（2）作用机理：,其他助剂,（,1）发泡剂（2）防雾剂（3）开口剂（滑爽剂）（4）化学交联剂（5）PVC抗冲改性剂,思考题,1.塑料材料中为什么要加入助剂？,2.什么叫增塑剂？它是如何起增速作用的？,3.抗氧剂和光稳定剂的稳定机理。,4.阻燃剂怎样起阻燃作用？,