第三章 合成材料助劑

第三章合成材料助劑SyntheticMaterialAids一、概論1、定義

合成材料助劑是在產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中添加，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量或賦與產(chǎn)品某種特性的化學(xué)品。2、分類(1)、抗老化助劑，如抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、防霉劑等。(2)、改善機(jī)械性能的助劑，如硫化劑、硫化促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑。(3)、改善加工性能的助劑，如潤滑劑、脫模劑、軟化劑。(4)、柔軟劑，如增塑劑。(5)、改進(jìn)表面性能的助劑，如防霧滴劑、柔軟劑。(6)、阻燃劑。

二、增塑劑(plasticizer)1、定義增塑劑是削弱聚合物分子間的次階鍵，即范德華力，增強(qiáng)分子間的移動(dòng)性，降低分子鏈的結(jié)晶性，從而提高聚合物的塑性的化學(xué)品。2、分類增塑劑分為鄰苯二甲酸酯、脂肪酸二元醇酯、多元醇脂肪酸酯、磷酸酯、偏苯三酸酯、烷基磺酸酯、聚酯、環(huán)氧酯、檸檬酸酯、含氯化合物等。..\合成材料助劑\zsj.ppt3、產(chǎn)品介紹1)鄰苯二甲酸酯diesterphthalate?鄰苯二甲酸二異辛酯(DIOP)diisooctylphthalate?鄰苯二甲酸二正辛酯(DOP即Dioctylphthalate）除上述外尚有：鄰苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate)、鄰苯二甲酸二壬酯(dinonylphthalate)、對(duì)苯二甲酸二異辛酯（dioctylterephthalate)、間苯二甲酸二辛酯(dioctylisophthalate)等。2)脂肪酸二元醇酯

?已二酸二辛酯(DOA)(dioctyladipate)

?己二酸二異癸酯(DIDA)(diisosebacatyladipate)

?癸二酸二丁酯(DBS)(dibutylsebacate)

?癸二酸二辛酯(DOS)(dioctylsebacate)3)磷酸酯?磷酸三丁酯(TBP)(tributylphosphate)?磷酸三苯酯(TPP)(triphenylphosphate)?磷酸三甲苯酯(TCP)(tritolylphosphate)?磷酸二苯一辛酯(DPOP)(diphenyloctylphosphate)4)環(huán)氧化物

a)環(huán)氧化大豆油b)環(huán)氧脂肪酸單酯

?環(huán)氧硬酯酸丁酯：?環(huán)氧硬酯酸辛酯c)環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酐4)環(huán)氧化-1,2-聚丁二烯5)多元醇脂肪酸酯

?二元醇脂肪酸酯?季戊四醇脂肪酸酯?多元醇苯甲酸酯6)含氯化合物a)氯化石蠟氯化物有較好的電絕緣性、耐燃性，成本低。

b)氯化硬脂酸酯另外還有氯化甲氧基油酸丁酯7)聚酯

?二元醇與二元酸縮聚物?一元醇封端''''''?一元酸封端'''''8)檸檬酸酯

用于食品包裝、醫(yī)療器具、兒童玩具。其羥基可乙?；忾]4、應(yīng)用聚氯乙烯中的應(yīng)用品種增塑劑用量%硬質(zhì)PVC10半硬質(zhì)PVC10~30軟質(zhì)PVC>30人造革50壁紙45電線33三、抗氧劑(antioxidant)1、定義

防止或延緩高分子材料發(fā)黃、脆化、開裂等老化現(xiàn)象的化學(xué)品稱抗氧劑。2、降解機(jī)理??????????3、抗氧劑作用機(jī)理抗氧劑以AH表示，作用如下：?++??++?鏈終止型

?自由基捕獲型+?+??+?????電子給與體RO2?+Co2+RO2:Co3+-?氫給予體????????輔助抗氧劑

?硫化物(消除過氧化物)

ROOH+2R'SHROH+R'SSR'+H2OR'SSR'+2ROOH2ROH+R'SR'+SO2亞磷酸酯亞磷酸酯氧化變成磷酸酯P(OR')3+ROOHROH+(R'O)3P=O4、產(chǎn)品介紹胺類抗氧劑?防老劑A(N-苯基-1-萘胺)250°C?防老劑D(N-苯基-2-萘胺)?防老劑OD?防老劑H(N，N‘-二苯基對(duì)苯二胺)280~300°C0.686MPa?防老劑DNP(N，N‘-二--萘基對(duì)苯二胺)?防老劑288?醛胺縮合物(如防老劑AP)甲酸?酮胺縮合物(防老劑124)酚類抗氧劑烷基單酚

?抗氧劑264：?抗氧劑1076烷基多酚

?抗氧劑2246：

?抗氧劑CA[1,1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷]三嗪阻礙酚抗氧劑

抗氧劑STA-1：硫代雙酚

*抗氧劑300[4,4‘-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)*抗氧劑2246-S5、金屬離子鈍化劑金屬離子對(duì)自由基的自動(dòng)氧化具有較強(qiáng)的催化作用，所以重金屬離子的存在能加速高分子材料的熱氧老化。金屬離子的催化氧化順序?yàn)椋篊o>Cu>Fe>V?Ni>TiCaAgZn>Al>Mg

Cd>BaSr金屬離子能分解氫過氧化物：ROOH+Mn+RO?+M(n+1)++OH–ROOH+M(n+1)+RO2?+Mn++H+即低價(jià)態(tài)金屬離子被氧化產(chǎn)生RO?，高價(jià)態(tài)金屬離子被還原產(chǎn)生RO2?，金屬離子在其中循環(huán)。

金屬離子鈍化劑與金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，防止與氫過氧化物作用。N-水楊叉-N‘-水楊酰肼N，N‘-二乙?；讯ｋ?,2-雙[-(3,5-二叔丁基-4-羥基)丙基酰]肼1,2-雙(2-羥基苯甲酰)肼6、抗氧劑的發(fā)展1)胺類大多胺類抗氧劑有毒，最近開發(fā)了低毒胺抗氧劑，如下例產(chǎn)品基本無毒。2-羥基1,3雙[對(duì)(2-萘胺基)苯氧基]丙烷2-羥基1,3雙(對(duì)苯胺基苯氧基)丙烷二甲基雙[對(duì)(2-萘胺基)苯氧基]硅烷二甲基雙(對(duì)苯胺基苯氧基)硅烷2)酚類Ciba公司生產(chǎn)的Irganox259氰胺公司Cyanox1790孟山都公司的Modanox2600(聚合硫代雙酚)3)含磷抗氧劑瑞士Sandos公司的SandostabP-EPQCiba公司的Irganox1093和Irganox1222四、熱穩(wěn)定劑(heatstabilixer)防止高分子材料在加工、貯存與使用過程中因受熱發(fā)生熱降解而產(chǎn)生小分子(如氯化氫、氨、水等)的化學(xué)品稱熱穩(wěn)定劑。2、熱穩(wěn)定劑分論鉛穩(wěn)定劑?作用機(jī)理3PbO?PbSO4?H2O+6HCl3PbCl2+PbSO4+4H2O?產(chǎn)品三鹽基硫酸鉛3PbO?PbSO4?H2O

二鹽基亞磷酸鉛2PbO?PbHPO3?1/2H2O

二鹽基鄰苯二甲酸鉛2PbO?Pb(C8H4O4)

二鹽基硬脂酸鉛2PbO?Pb(C17H35CO2)2金屬皂?作用機(jī)理M(RCO2)2+2HClMCl2+2RCOOH鋅鹽具有以下結(jié)構(gòu)：鋅鹽既能吸收氯化氫，又能與烯丙基氯結(jié)合。+++

?產(chǎn)品介紹硬脂酸鉛Pb(C17H35CO2)2硬脂酸鈣Ca(C17H35CO2)2硬脂酸鋅Zn(C17H35CO2)2硬脂酸鎂Mg(C17H35CO2)2月桂酸鎘Cd(C17H35CO2)2月桂酸鋅Zn(C17H35CO2)2月桂酸鈣Ca(C17H35CO2)2有機(jī)錫?作用機(jī)理++22?產(chǎn)品介紹二月桂酸二丁基錫月桂酸馬來酸二丁基錫馬來酸單丁酯二丁基錫-巰基丙酸二正辛酯錫3、有機(jī)輔助穩(wěn)定劑亞磷酸酯

亞磷酸酯是過氧化物的分解劑，也是輔助熱穩(wěn)定劑。?金屬離子螯合劑?置換烯丙基氯環(huán)氧化合物?捕捉氯化氫?置換烯丙基氯多元醇

螯合金屬離子，抑制對(duì)熱降解的催化作用。-二酮化合物五、光穩(wěn)定劑(lightstabilizer)1、定義

能吸收紫外線，阻止高分子自動(dòng)氧化、降解的化學(xué)品稱光穩(wěn)定劑。2、光降解??尼龍吸收紫外線發(fā)生以下降解反應(yīng)：?+?鏈的斷裂有二種方式：??3、光穩(wěn)定劑作用機(jī)理紫外光吸收劑?二苯甲酮類放熱+h'?水楊酸類水楊酸吸收紫外線后，分子重排成二苯甲酮類紫外光吸收劑。?苯并三唑類猝滅劑猝滅劑作用是轉(zhuǎn)移聚合物分子因吸收紫外線后所產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)能，防止聚合物產(chǎn)生游離基。轉(zhuǎn)離方式：?A(激發(fā)態(tài)聚合物)+Q(猝滅劑)A+Q

Q

自由基捕獲劑

常用受阻胺光穩(wěn)定劑????????4、產(chǎn)品介紹二苯甲酮類

?2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)?2,4-二羥基二苯甲酮水楊酸酯如p,p‘-次異丙基雙酚雙水楊酸酯(UV-BAD)苯并三唑類

?UV-9?Tinuvin900三嗪類

?2,4，6-三(2‘,4’-二羥基苯基)-1,3，5三嗪(a)如與溴代正丁烷進(jìn)行丁氧基化反應(yīng)，則得：(b)(c)鎳螯合物

?硫代雙酚型AM-101：?二硫代氨基甲酸鎳

如UV-NBC：?膦酸單酯鎳受阻胺類

LS-744光穩(wěn)定劑770六、阻燃劑(fireretardant)1、燃燒過程

RHR?+H?H?+O2HO?+O?R?+O2R1CHO+OH?OH?+RHR?+H2O2、阻燃機(jī)理保護(hù)膜機(jī)理?玻璃狀薄膜R4PXR3P+RX2R3P+O22R3PO聚磷酸鹽聚磷酸鹽覆蓋于燃燒物上，阻止氧與燃燒物接觸。硼酸也能起同樣作用。?焦炭隔熱層不燃性氣體RXR?+X?X?+AHHX+A?HX是難燃?xì)怏w，稀釋空氣中的氧，且比空氣重，降在物體表面。冷卻機(jī)理氫氧化鋁和氫氧化鎂分解吸熱，降低物體表面溫度Al(OH)3250°CAl2O3+3H2O–300kJ/molMg(OH)2340°CMgO+H2O–44.8kJ/mol鏈終止HO?+HXX?+H2O3、產(chǎn)品介紹添加型?六氯環(huán)戊二烯?六溴環(huán)十二烷?十溴二苯醚磷酸酯?見磷酸酯增塑劑?含鹵磷酸酯磷酸三（－氯乙基）酯（Cl-CH2—CH2O)3P=O磷酸雙（2,3－二溴丙酯）二氯丙酯?膦酸酯?鹵化磷?-無機(jī)?氫氧化鋁