高分子材料配方設(shè)計(jì)

1、成型用物料及配方設(shè)計(jì)成型用物料及配方設(shè)計(jì)高分子材料高分子材料橡膠橡膠塑料塑料 添加劑添加劑 n 添加劑添加劑(助劑助劑)各種高分子材料在合成與加各種高分子材料在合成與加工過程中所需加入的各種輔助性化學(xué)物質(zhì)。工過程中所需加入的各種輔助性化學(xué)物質(zhì)。n 不同的材料加工方法或應(yīng)用范圍不同，加入的不同的材料加工方法或應(yīng)用范圍不同，加入的助劑種類和用量也不同。多數(shù)助劑的用量都比助劑種類和用量也不同。多數(shù)助劑的用量都比較小，一般為聚合物量的百分之幾到千分之幾，較小，一般為聚合物量的百分之幾到千分之幾，也有用到萬分之幾。也有用到萬分之幾。 添加劑按照作用功能的分類添加劑按照作用功能的分類 改性功能改性功能塑料

2、添加劑類型塑料添加劑類型 穩(wěn)定化穩(wěn)定化熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑, ,抗氧劑抗氧劑, ,紫外線吸收劑紫外線吸收劑, ,防霉劑防霉劑 柔軟化、輕量化柔軟化、輕量化增塑劑、發(fā)泡劑增塑劑、發(fā)泡劑 提高加工性提高加工性潤滑劑、加工助劑、增塑劑潤滑劑、加工助劑、增塑劑 改善表面性能改善表面性能潤滑劑潤滑劑, ,增白劑增白劑, ,光亮劑光亮劑, ,防粘劑防粘劑, ,滑爽劑滑爽劑 防靜電防靜電抗靜電劑抗靜電劑 著色著色著色劑著色劑 難燃化、不燃化難燃化、不燃化阻燃劑、不燃劑、填充劑阻燃劑、不燃劑、填充劑 提高強(qiáng)度、硬度提高強(qiáng)度、硬度填充劑填充劑, ,增強(qiáng)劑增強(qiáng)劑, ,補(bǔ)強(qiáng)劑補(bǔ)強(qiáng)劑, ,交聯(lián)劑交聯(lián)劑, ,偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑穩(wěn)

3、定劑穩(wěn)定劑 n 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑成型加工和使用時(shí)，有助于保持材料性成型加工和使用時(shí)，有助于保持材料性能原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物質(zhì)。能原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物質(zhì)。n 可制止或抑制聚合物因受外界因素（光、熱、細(xì)菌、可制止或抑制聚合物因受外界因素（光、熱、細(xì)菌、霉菌以至簡單的長期存放等）所引起的破壞作用。霉菌以至簡單的長期存放等）所引起的破壞作用。n 按老化的方式不同，穩(wěn)定劑分為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定按老化的方式不同，穩(wěn)定劑分為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、抗臭氧劑和生物抑制劑等。劑、抗氧劑、抗臭氧劑和生物抑制劑等。 (1) 熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑 n 熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑防止聚合物在熱影

4、響下產(chǎn)生降解防止聚合物在熱影響下產(chǎn)生降解作用的物質(zhì)。作用的物質(zhì)。n 用量：樹脂量的用量：樹脂量的24 n 鹽基性鉛鹽、金屬皂類和鹽類、有機(jī)錫化合物鹽基性鉛鹽、金屬皂類和鹽類、有機(jī)錫化合物等主穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物、亞磷酸酯、多元醇等主穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物、亞磷酸酯、多元醇等有機(jī)輔助穩(wěn)定劑。等有機(jī)輔助穩(wěn)定劑。 (2) 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑 n 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑可有效地抑制光致降解物理和化可有效地抑制光致降解物理和化學(xué)過程的一類化合物。學(xué)過程的一類化合物。n 用量：用量：0.010.010.50.5 光屏蔽劑光屏蔽劑 類型類型 紫外線吸收劑紫外線吸收劑 猝滅劑猝滅劑 自由基捕捉劑自由基捕捉劑 (3) 抗氧劑

5、抗氧劑 n 抗氧劑抗氧劑可抑制或延緩高分子材料自動(dòng)氧可抑制或延緩高分子材料自動(dòng)氧化速度，延長其使用壽命的物質(zhì)。在橡膠工化速度，延長其使用壽命的物質(zhì)。在橡膠工業(yè)業(yè)中抗氧劑也被稱為防老劑。中抗氧劑也被稱為防老劑。n 用量：塑料用量：塑料 0.11，橡膠，橡膠15份份 n類型類型 鏈終止型鏈終止型 預(yù)防型預(yù)防型 (4) 生物抑制劑生物抑制劑 n 生物抑制劑或防生物劑生物抑制劑或防生物劑聚合物制品在貯存、聚合物制品在貯存、使用過程中，可能遭受老鼠、昆蟲、細(xì)菌、霉使用過程中，可能遭受老鼠、昆蟲、細(xì)菌、霉菌等的危害，抵御、避免和消滅這類情況發(fā)生菌等的危害，抵御、避免和消滅這類情況發(fā)生的物質(zhì)。的物質(zhì)。n 用

6、量一般為用量一般為0.10.15 5 抑菌劑（抑菌劑（殺菌劑）殺菌劑） n 類型類型 防蟲劑防蟲劑 防獸劑防獸劑 增塑劑增塑劑 n 增塑劑增塑劑降低塑料的軟化溫度和提高其加工性、降低塑料的軟化溫度和提高其加工性、柔軟性或延展性，加入的低揮發(fā)性或揮發(fā)性可忽略柔軟性或延展性，加入的低揮發(fā)性或揮發(fā)性可忽略的物質(zhì)。的物質(zhì)。n 經(jīng)增塑的聚合物，其軟化點(diǎn)經(jīng)增塑的聚合物，其軟化點(diǎn)( (或流動(dòng)溫度或流動(dòng)溫度) )、TgTg、脆、脆性、硬度、拉伸強(qiáng)度、彈性膜量下降；而耐寒性、性、硬度、拉伸強(qiáng)度、彈性膜量下降；而耐寒性、柔順性、斷裂伸長率會(huì)提高。柔順性、斷裂伸長率會(huì)提高。n 約約80808585的增塑劑用于的增塑

7、劑用于PVCPVC塑料制品，其它用于塑料制品，其它用于纖維素樹脂、醋酸乙烯樹脂、纖維素樹脂、醋酸乙烯樹脂、ABSABS樹脂和橡膠中。樹脂和橡膠中。 聚合物增塑示意圖聚合物增塑示意圖1 1增塑劑分子增塑劑分子 2 2聚合物分子聚合物分子3 3增塑劑與聚合物間的聯(lián)結(jié)點(diǎn)增塑劑與聚合物間的聯(lián)結(jié)點(diǎn) (2)(2)增塑劑的作用機(jī)理增塑劑的作用機(jī)理 與樹脂的相容性好與樹脂的相容性好增塑效率要高增塑效率要高 增塑效果要持久增塑效果要持久(1)增塑劑的應(yīng)用性能增塑劑的應(yīng)用性能填充劑與增強(qiáng)劑填充劑與增強(qiáng)劑 n 填充劑填充劑( (填料填料)填充物料。填充劑和增強(qiáng)劑有時(shí)難以填充物料。填充劑和增強(qiáng)劑有時(shí)難以區(qū)別區(qū)別. .

8、n 目的目的: :降低塑料消耗量和降低成本，但有時(shí)會(huì)降低塑料降低塑料消耗量和降低成本，但有時(shí)會(huì)降低塑料強(qiáng)度，有時(shí)也會(huì)起著增強(qiáng)和改進(jìn)塑料物理性能的作用。強(qiáng)度，有時(shí)也會(huì)起著增強(qiáng)和改進(jìn)塑料物理性能的作用。n 填充劑填充劑 增量填充劑（也稱惰性填充劑）增量填充劑（也稱惰性填充劑） 增強(qiáng)劑（也稱補(bǔ)強(qiáng)劑、活性填充劑）增強(qiáng)劑（也稱補(bǔ)強(qiáng)劑、活性填充劑） (1)(1)在橡膠中的應(yīng)用在橡膠中的應(yīng)用(2)(2)在塑料中的應(yīng)用在塑料中的應(yīng)用 (3)(3)常用填充劑的特性及選擇常用填充劑的特性及選擇 潤滑劑潤滑劑 n 潤滑劑潤滑劑為改進(jìn)塑料溶體的流動(dòng)性能，減少或?yàn)楦倪M(jìn)塑料溶體的流動(dòng)性能，減少或避免對(duì)設(shè)備的摩擦和粘附（粘

9、附也可能由其它助避免對(duì)設(shè)備的摩擦和粘附（粘附也可能由其它助劑引起）以及改進(jìn)制品表面光亮度等，而加入的劑引起）以及改進(jìn)制品表面光亮度等，而加入的一類助劑。一類助劑。n 品種與選用品種與選用 交聯(lián)劑及偶聯(lián)劑交聯(lián)劑及偶聯(lián)劑 (1) (1) 交聯(lián)劑交聯(lián)劑n 交聯(lián)劑交聯(lián)劑能使線型聚合物轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀或體型能使線型聚合物轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀或體型聚合物的一類物質(zhì)。橡膠用交聯(lián)劑稱為硫化劑，聚合物的一類物質(zhì)。橡膠用交聯(lián)劑稱為硫化劑，塑料用交聯(lián)劑稱為固化劑、硬化劑。塑料用交聯(lián)劑稱為固化劑、硬化劑。n 經(jīng)過交聯(lián)，材料的物理機(jī)械性能，如拉伸強(qiáng)度、經(jīng)過交聯(lián)，材料的物理機(jī)械性能，如拉伸強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度、回彈性、定伸強(qiáng)度等上升，伸長抗

10、撕裂強(qiáng)度、回彈性、定伸強(qiáng)度等上升，伸長率、永久變形下降，耐熱性、高溫下的率、永久變形下降，耐熱性、高溫下的尺寸穩(wěn)尺寸穩(wěn)定性和耐化學(xué)藥品性能提高。定性和耐化學(xué)藥品性能提高。n 品種與選擇品種與選擇 n 偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑將性質(zhì)差異很大的材料，通過化學(xué)或物理將性質(zhì)差異很大的材料，通過化學(xué)或物理的作用偶聯(lián)（結(jié)合）起來的物質(zhì)。有時(shí)也用來處理玻的作用偶聯(lián)（結(jié)合）起來的物質(zhì)。有時(shí)也用來處理玻璃纖維的表面使其與樹脂形成良好的結(jié)合，故也稱為璃纖維的表面使其與樹脂形成良好的結(jié)合，故也稱為表面處理劑。表面處理劑。 有機(jī)硅烷類有機(jī)硅烷類 鈦酸酯類鈦酸酯類 n 偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑 有機(jī)鉻類偶聯(lián)劑有機(jī)鉻類偶聯(lián)劑 鋯類偶聯(lián)劑鋯類偶聯(lián)

11、劑 其他偶聯(lián)劑（高級(jí)脂肪酸、醇、酯、其他偶聯(lián)劑（高級(jí)脂肪酸、醇、酯、 多異氰酯酯等）多異氰酯酯等） (2) (2) 偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑 其其它它助助劑劑 n 著色劑著色劑 ( (色料色料):): 使塑料著色的一種添加劑使塑料著色的一種添加劑n 防靜電劑防靜電劑 n 阻燃劑阻燃劑 n 其它其它 發(fā)泡劑發(fā)泡劑 開口劑開口劑 防霧劑防霧劑 塑煉（素?zé)挘┐龠M(jìn)劑塑煉（素?zé)挘┐龠M(jìn)劑 再生活化劑再生活化劑 根據(jù)制品用途，確定制品應(yīng)根據(jù)制品用途，確定制品應(yīng)具有的性能、參數(shù)指標(biāo)具有的性能、參數(shù)指標(biāo)形狀造型設(shè)計(jì)形狀造型設(shè)計(jì)原料選擇原料選擇樣品初步設(shè)計(jì)樣品初步設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)性能測試性能測試成本核算成本核算如如不不合合格，格，反反饋，饋，修修改改設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)樣品試制樣品試制產(chǎn)出合格制品，編寫設(shè)計(jì)說明書等技產(chǎn)出合格制品，編寫設(shè)計(jì)說明書等技術(shù)文件術(shù)文件制品設(shè)計(jì)的一般流程制品設(shè)計(jì)的一般流程 配方設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)高分子材料的配方設(shè)計(jì)方法高分子材料的配方設(shè)計(jì)方法(1) (1) 配方中用量的表示方法配方中用量的表示方法(2)(2)配方設(shè)計(jì)方法配方設(shè)計(jì)方法n單因素變量配方設(shè)計(jì)方法單因素變量配方設(shè)計(jì)方法n多因素變量配