第三章物料及配制課件

第三章物料及配制2023/6/9第三章物料及配制+樹脂增塑劑熱穩(wěn)定劑潤滑劑加工助劑交聯(lián)劑為什么高分子材料加工過程中要使用助劑？2第三章物料及配制（1）使用性能

任何一種聚合物（樹脂）都很難同時滿足使用性能要求。

強度：

玻纖增強的塑料（玻璃鋼）

韌性：

PS、PP等+彈性體（橡膠等）

表面性能：

印刷、染色

3第三章物料及配制（2）加工性能（高速化）流動性：潤滑劑（PVC降解）加工窗口：增塑劑使Tf降低；穩(wěn)定劑使Td升高（3）降低成本填料4第三章物料及配制（4）特殊性能要求塑料制品，特別是有特殊用途的塑料制品，如色澤、抗靜電、抗粘、阻燃等，也需加入助劑室內(nèi)裝修：阻燃5第三章物料及配制（5）環(huán)保、污染（公害防止技術(shù)）消除廢舊塑料的污染生物降解材料——淀粉化學(xué)降解——稀土化合物6第三章物料及配制什么是塑料加工用助劑？為改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物質(zhì)。7第三章物料及配制2.1增塑劑

為改進(jìn)聚合物成型時的流動性能和增進(jìn)制品的柔順性，常在聚合物中加入一種物質(zhì)，借以降低聚合物分子之間的作用力。這種物質(zhì)稱為增塑劑。增塑劑是對熱和化學(xué)試劑穩(wěn)定的有機(jī)化合物。其中多數(shù)是高沸點、低揮發(fā)性的液體，少數(shù)為低熔點固體，與樹脂有一定的相容性，分子量一般較小。

8第三章物料及配制

起源：1868，海瓦特用樟腦增塑賽璐珞發(fā)展：1933，斯蒙用高沸點的酯來增塑硬質(zhì)PVC目前開發(fā)出來的增塑劑有二千多種，商品化的就超過500多種，增塑劑占整個助劑工業(yè)超過70%的市場份額，而PVC用的增塑劑又占增塑劑的80%以上。9第三章物料及配制①提高聚合物的可塑性，實質(zhì)是降低Tf

②改善加工性能，實質(zhì)是降低粘度η③賦予制品柔順性（1）作用（2）選用標(biāo)準(zhǔn)相容性、增塑效率、揮發(fā)性、遷移性、滲出性、耐寒性、穩(wěn)定性（耐熱性）、污染性、價格等10第三章物料及配制（3）增塑機(jī)理（1）聚合物分子與聚合物分子間的作用力；（2）增塑劑本身分子間的作用力；（3）增塑劑與聚合物分子間的作用力。聚合物/增塑劑體系中存在的幾種作用力：11第三章物料及配制1）隔離作用：增大大分子間的距離，使分子間作用力減??；2）屏蔽作用：非極性部分遮蔽了極性基團(tuán)和鏈節(jié)，使相鄰的極基團(tuán)不發(fā)生強烈作用，使聯(lián)結(jié)點數(shù)量降低；3）偶合作用：增塑劑的極性部分靠靜電作用，與聚合物的極性基團(tuán)偶合，破壞聚合物原有的聯(lián)結(jié)點。（3）增塑機(jī)理12第三章物料及配制聚合物增塑機(jī)理示意圖1-增塑劑分子；2-聚合物分子；3-增塑劑與聚合物之間的聯(lián)結(jié)點13第三章物料及配制(4)分類1）按化學(xué)組成分鄰苯二甲酸酯

R1,R2是C1-C13的烷基、環(huán)烷基和苯基等，R1,R2可以相同，也可以不同。這類增塑劑是目前應(yīng)用最廣泛的一類主增塑劑，它具有色淺、低毒、多品種、揮發(fā)生小、耐低溫等特點，具有較全面的性能，其生產(chǎn)量約占增塑劑總量的80%左右。14第三章物料及配制脂肪族二元酸酯n一般為2-11，R1,R2是C4-C11的烷基，R1,R2可以相同，也可以不同。在這類增塑劑中常用長鏈二元酸與短鏈二元醇，或短鏈二元酸與長鏈一元醇進(jìn)行酯化，使總碳原子數(shù)在18-26之間，以保證增塑劑與樹脂間有良好的相容性和低溫?fù)]發(fā)性。主要是己二酸酯、壬二酸酯等，如己二酸二（2-乙基）己酯(DOA)。15第三章物料及配制R1，R2，R3是烷基鹵代烷基或芳基，可以相同，也可以不同。磷酸酯是發(fā)展較早的一類增塑劑，它們與高分子基體的相容性一般都較好，可作為主增塑劑使用。另外，它除了增塑以外，還具為阻燃的作用，是一種具有多功能的主增塑劑。（TPP磷酸三苯酯）磷酸酯16第三章物料及配制含有三元環(huán)氧基的化合物，主要用于PVC的增塑，它不僅對PVC有增塑作用，而且可使PVC鏈上的活潑氯原子得到穩(wěn)定，可以迅速吸收因熱和光降解出來的HCl。從而起來阻滯PVC的連續(xù)分解，起到穩(wěn)定劑的作用。所以環(huán)氧化物是對PVC有增塑劑和穩(wěn)定作用的雙重增塑劑，它耐候性好，與聚合物的相容性差，常只作輔增塑劑。環(huán)氧化物17第三章物料及配制多元醇酯

多元醇酯主要是指由二元醇、三元醇等與飽和脂肪一元羧酸或苯甲酸生成的酯類，其分子結(jié)構(gòu)也有很大的差異，有直鏈結(jié)構(gòu)也有支鏈結(jié)構(gòu)；而且分子量的差異也較大，不同的多元醇酯增塑劑其增塑的性能與用途也不一樣。根據(jù)其增塑性能可分為四大類：（1）二元醇脂肪酸酯。主要優(yōu)點是具為優(yōu)良的低溫性能，但相容性較差、耐油性差。（2）季戊四醇和雙季戊四醇酯。具有優(yōu)良的耐熱性能、耐老化性能和耐抽出性能，其絕緣性能也很好。18第三章物料及配制多元醇酯（3）多元醇苯甲酸酯。它們是優(yōu)秀的耐污染性增塑劑，通常與PVC的相容性好，因此其遷移性小可作為PVC的主增塑劑。（4）丙三醇三乙酸酯。它是一類無毒的增塑劑，大量用于食品包裝材料當(dāng)中。甘油三乙酸酯具有良好的溶劑化能力，可以任何比例與乙酸纖維素等相容。因此它也常用于纖維素的增容。19第三章物料及配制聚酯聚酯型增塑劑是聚合型增塑劑的一個主要類型。由二元酸與二元醇縮聚得到，分子量一般在800-8000之間。式中R1，R2分別代表原料中二元酸和二元醇的烴基。這一結(jié)構(gòu)是端基不封閉的聚酯，但為了獲得分子量穩(wěn)定的聚酯，大都采用了一元醇或是一元酸來封閉羥基。特點：分子量較大，耐抽出，遷移性也較小。而且它們一般都是無毒或極低毒的化合物，用途也很廣泛，主要用于汽車內(nèi)制品，電線電纜，電冰箱等室外長期使用的制品。20第三章物料及配制石油酯

又稱烷基磺酸苯酯，它是PVC的專用增塑劑，電性能和機(jī)械性能好，揮發(fā)性低，耐用候性好，耐寒性較差，相容性一般?？捎米鲋髟鏊軇?，并部分替代鄰苯二甲酸酯，主要用于PVC薄膜、人造革、電纜料、鞋底等。21第三章物料及配制氯化石蠟這是一類增量劑，主是氯化石蠟（氯化聚乙烯，CPE）、五氯硬脂酸甲酯等。它們與PVC的相容性較差，一般的熱穩(wěn)定性也不好，但它們有很好的電絕緣性，耐燃性好，成本低廉。因此常用于電線電纜的配方中。22第三章物料及配制檸檬酸酯檸檬酸酯類增塑劑主要包括檸檬酸酯和乙?；瘷幟仕狨?，是無毒增塑劑，可用于食品包裝、醫(yī)療器械、兒童玩具以及個人衛(wèi)生用品等方面。23第三章物料及配制2）按與聚合物的相容性分主增塑劑：增塑劑：樹脂用量（重量）=1：1特點：相容性好，能單獨使用。次增塑劑：相容性差，不能單獨使用，要與主增塑劑并用。增塑劑：樹脂用量（重量）<1：3增充劑：相容性極差，成本低，具有某些特殊性能。增塑劑：樹脂用量（重量）<1：20

24第三章物料及配制增塑劑的加入量硬制品增塑劑的加入量為0-5份；半硬制品增塑劑的加入量為6-25份；軟制品增塑劑的加入量為26-60份；糊制品增塑劑的加入量為61-100份。25第三章物料及配制3）按分子量分聚合型：分子量在5000——10000之間的低聚物單體型：分子鏈為200——5004）按添加方式分外增塑型（添加型）、內(nèi)增塑型（合成型）5）按應(yīng)用性能分耐熱、耐寒、耐水、無毒、阻燃等26第三章物料及配制增塑劑代用符號等效用量/份以100份聚氯乙烯為準(zhǔn)癸二酸二丁酯DBS49.5鄰苯二甲酸二丁酯DBP54.0癸二酸二辛酯DOS58.5己二酸二辛酯DOA59.9鄰苯二甲酸二辛酯DOP63.5鄰苯二甲酸二異辛酯DIOP65.5石油磺酸苯酯M-5073～76環(huán)氧大豆油78磷酸三甲酚酯TCP79.3磷酸三二甲酚酯TXP83.1氯化石蠟Cl-P5289PVC增塑劑的增塑效率27第三章物料及配制增塑劑性能薄膜或板材電絕緣材料糊塑料鄰苯二甲酸二丁酯DBP相容性好，柔順性大，揮發(fā)性高，成本低鄰苯二甲酸二辛酯DOP相容性好，揮發(fā)性低，電性能好，耐低溫，低毒鄰苯二甲酸二異辛酯DIOP與DOP相似，但毒性很低，價廉己二酸二烷基酯類低溫性能優(yōu)良，相容性差壬二酸二烷基酯類低溫性能優(yōu)良，相容性差癸二酸二烷基酯類低溫性能優(yōu)良，相容性差，成本高磷酸三芳酯類阻燃、耐污染、耐光、耐磨，但耐寒性低，有毒環(huán)氧油類揮發(fā)性低，耐熱、耐光，相容性好電性能好，有穩(wěn)定劑作用，不單用氯化石蠟?zāi)腿?，電性能好，價廉，不單用石油磺酸苯酯M-50介電性能好，價廉，不單用28第三章物料及配制2.2穩(wěn)定劑老化：聚合物在熱、力、氧、光、輻射等作用下，往往會產(chǎn)生活性中心，使大分子進(jìn)一步發(fā)生一系列變化，造成大分子性能下降的現(xiàn)象。

實質(zhì)：斷鏈、交聯(lián)、分子鏈結(jié)構(gòu)的變化、側(cè)基的改變穩(wěn)定劑：能延緩材質(zhì)變質(zhì)的物質(zhì)。穩(wěn)定劑的主要類型：熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑。29第三章物料及配制熱穩(wěn)定劑為了實現(xiàn)PVC或其它類似塑料的熱塑加工，向PVC中加入少量的化學(xué)物質(zhì)，使它們可以在加工溫度下不發(fā)生化學(xué)變化；或延緩這些變化，以達(dá)到延長其使用壽命的目的，所加入的少量物質(zhì)，即稱之為熱穩(wěn)定劑。聚合物熱分解的三種形式：①在受熱過程中從高分子鏈上脫落下來各種小分子③鍵的斷裂也是發(fā)生在高分子鏈子，但鏈的斷裂是有規(guī)律的，只是分解成聚合前的單體，稱之為解聚反應(yīng)。②鍵的斷裂發(fā)生在高分子鏈上，從而產(chǎn)生了各種無規(guī)律的次級分子，材料遭到嚴(yán)重的破壞；30第三章物料及配制(1)吸收氯化氫Me(OOCR)2+2HCl===MeCl2+2HOOCR其中Me為：Pb、Ba、Cd、Ca、Zn、Sn、Sb、Mg、Sr等。熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理(2)消除不穩(wěn)定的氯原子：置換或消除不穩(wěn)定的氯原子。(3)防止自動氧化：聚氯乙烯在熱、氧及剪切力作用下，極易被O2氧化發(fā)生降解。(4)加入馬來酸的金屬鹽可抑制或消除雙鍵或使之變短、變少。31第三章物料及配制熱穩(wěn)定劑分類鉛鹽穩(wěn)定劑①卓越的熱穩(wěn)定性；③價格低廉；④一些品種耐光性優(yōu)良，一些品種有良好的潤滑性；⑤良好的加工性，并具有白色顏料作用。②保持良好的電絕緣性；環(huán)境污染嚴(yán)重32第三章物料及配制金屬皂類某些金屬，如Zn、Cd、Pb、Ca、Ba等的有機(jī)羧酸鹽。有機(jī)酸一般用硬脂酸、異辛酸及環(huán)烷酸、合成脂肪酸等。一些非皂類金屬鹽類如苯甲酸、水楊酸及烷基酚的金屬鹽也歸為此類。具有較優(yōu)良的潤滑性，可同時充當(dāng)潤滑劑；良好的熱穩(wěn)定性，活性大體為：Zn>Cd>Pb>Ca>Ba；除鉛皂及鈣皂外，幾乎都具透明性；一般不單獨使用，合適的并用可獲得優(yōu)良的協(xié)同效果。硬脂酸鋇、鈣、初期著色性較大，但長期熱穩(wěn)定性較好。而硬脂酸鎘、鋅初期著色性小，但長期熱穩(wěn)定很差，尤其硬脂酸鋅有所謂“鋅燒”現(xiàn)象。使PVC分解變黑。33第三章物料及配制有機(jī)錫穩(wěn)定劑有機(jī)錫類為熱穩(wěn)定劑中最有效的，在透明和無毒制品中應(yīng)用最廣泛的一類，其突出優(yōu)點為：熱穩(wěn)定性好，透明性好，大多數(shù)無毒。缺點為價格高，無潤滑性。有氣味。

有機(jī)錫類大部分為液體，只有少數(shù)為固體?？梢詥为毷褂?，也常與金屬皂類并用。

有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑主要包括脂肪酸有機(jī)錫、馬來酸有機(jī)錫和硫醇有機(jī)錫三類。34第三章物料及配制(1)含硫有機(jī)錫類：

主要為硫醇有機(jī)錫和有機(jī)錫硫化物類穩(wěn)定劑，與Pb、Cd皂并用會產(chǎn)生硫污染。含硫有機(jī)錫類透明性好。主要品種有：

a、二巰基乙酸異辛酯二正辛基錫(DOTTG)，外觀為淡黃色液體，熱穩(wěn)定性及透明性極好，無毒，加入量低于2份。b、二甲基二巰基乙酸異辛酯錫(DMTFG)，外觀為淡黃澄清液體，為無毒、高效、透明穩(wěn)定劑，常用于扭結(jié)膜及透明膜中。c、二（硫代甘醇酸辛酯）二甲基錫，為無色透明液體，有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、透明性、低毒、可用于PVC片材、上水管材、醫(yī)藥與食品包裝材料。一般用量為1—1.5PHR。35第三章物料及配制(2)有機(jī)錫羧酸鹽：

穩(wěn)定性不如含硫有機(jī)錫，但無硫污染，主要包括脂肪酸錫鹽和馬來酸錫鹽。主要品種有：a、二月桂酸二正丁基錫(DBTL)淡黃色液體或半固體，潤滑性優(yōu)良，透明性好，但有毒，常與Cd皂并用，用量1-2份；與馬來酸錫及硫醇錫并用，用量0.5—1份b、二月桂酸二正辛基錫(DOTL)，有毒且價高，潤滑性優(yōu)良，常用于硬PVC中，用量小于1．5份。c、馬來酸二正丁基錫(DBTM)，白色粉末，有毒，無潤滑性，常與月桂酸錫并用，不可與金屬皂類并用于透明制品中。36第三章物料及配制有機(jī)銻類

具有優(yōu)秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量時，熱穩(wěn)定性優(yōu)于有機(jī)錫類，特別適于用雙螺桿擠出機(jī)的PVC配方使用。

有機(jī)銻類主要包括硫醇銻鹽類、巰基乙酸酯硫醇銻類、巰基羧酸酯銻類及羧酸酯銻類等。稀土穩(wěn)定劑

選材多為稀土氧化物和稀土氯化物為主，其氧化物和氯化物多為鑭、鈰、鐠、釹等輕稀土元素的單一體或混合體。

37第三章物料及配制液體復(fù)合熱穩(wěn)定劑在液體復(fù)合穩(wěn)定劑的組份設(shè)計中，一般控制金屬鹽類的含量2%～15%，亞磷酸酯10%～50%、抗氧劑1%～4%、潤滑劑1%～10%、溶劑20%～40%。鈣/鋅羧酸鹽的相互締合性弱，穩(wěn)定體系的效果比鋇/鋅和鋇/鎘/鋅穩(wěn)定體系差，因此在合成過程中通常要添加一些輔助穩(wěn)定劑如環(huán)氧類增塑劑、亞磷酸酯、β-二酮類化合物以及受阻酚類抗氧劑等來改善鈣和鋅羧酸鹽的性能，調(diào)整鈣/鋅梭酸鹽的比例也可以使其性能有一定程度的改善。38第三章物料及配制紫外光

λ＝300nm E＝90.0千卡/mol λ＝350nm E＝81.4千卡/mol可見光

λ＝400nm E＝71.5千卡/mol λ＝800nm E＝35.7千卡/mol化學(xué)鍵的鍵能一般為60-85千卡/mol光穩(wěn)定劑39第三章物料及配制光穩(wěn)定劑光老化降解過程凡能抑制或減弱高分子材料的光老化過程的物質(zhì)稱之為光穩(wěn)定劑或紫外光穩(wěn)定劑高分子鏈部分分子被激發(fā)自由基吸收紫外線鏈引發(fā)分子鏈斷裂40第三章物料及配制引發(fā)光降解的影響因素（1）產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的氧；（3）羰基的形成及光敏化作用；（4）雜質(zhì)（2）氫過氧化物與光分解；41第三章物料及配制光穩(wěn)定劑作用方法①屏蔽或吸收紫外線；②氫過氧化物的非自由基分解；③加入猝滅劑猝滅已吸收高能光子產(chǎn)生的電子激發(fā)態(tài)分子，使其失活性；④鈍化金屬離子；⑤捕獲自由基。42第三章物料及配制（1）光屏蔽劑是一類能夠吸收或反射紫外線的物質(zhì)。是在聚合物和光源之間設(shè)立了一道屏障，使光在達(dá)到聚合物的表面時就被吸收或反射，從而有效地抑制了制品的老化。這類主要有炭黑、二氧化鈦、氧化鋅等。其中炭黑是吸附劑，而二氧化鈦和氧化鋅是反射劑，所以呈現(xiàn)出白色。（2）紫外線吸收劑它可以強烈地有選擇地吸收高能量的紫外線，并能以能量轉(zhuǎn)換的形式將吸收的能量以熱能或無害的低能輻射釋放出來或耗掉，從而阻止聚合物中的發(fā)色基團(tuán)因吸收紫外線能量隨之發(fā)生激發(fā)。具有這種作用的物質(zhì)即稱之為紫外線吸收劑。應(yīng)用最多的是二苯甲酮類、水楊酸酯類和苯并三唑類。43第三章物料及配制（3）猝滅劑這類光穩(wěn)定劑本身對紫外線的吸收能力很低，在穩(wěn)定過程中不發(fā)生明顯的化學(xué)變化，但它能轉(zhuǎn)移聚合物分子鏈因吸收紫外線后所產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)能量，從而阻止了聚合物因吸收紫外線而產(chǎn)生的游離基。（4）自由基捕獲劑它是近20年來新開發(fā)的一類具有空間位阻效應(yīng)的一類光穩(wěn)定劑。簡稱為受阻胺類光穩(wěn)定劑（HALS）。44第三章物料及配制二苯甲酮類是鄰羥基二苯甲酮的衍生物，有單羥基、雙羥基、三羥基等。此類化合物廣泛應(yīng)用于吸收波長為290-400nm的紫外光。因此廣泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚苯乙烯和聚酰胺等材料中。其典型代表是UV-9和UV-531。優(yōu)點是價格便宜，而且與樹脂的相容性好，缺點是吸收效率低，且吸收波段較窄（340nm以下），本身對不不太穩(wěn)定，易使制品帶黃色。UV-TBS和UV-BAD是其典型代表。水楊酸酯類45第三章物料及配制性能較好的紫外線吸收劑。它可很強烈地吸收310-385nm的紫外光。熱性能穩(wěn)定，但價格較高。其典型代表是UV-P、UV-326和UV-327等。苯并三唑類46第三章物料及配制炭黑是效能最高的光屏蔽劑。炭黑的粒度越小，光穩(wěn)定效果越好。目前多用的是15-25μm的。它與含硫穩(wěn)定劑有協(xié)同效應(yīng)，可配合使用。二氧化鈦和氧化鋅是價廉、耐久且無毒的光穩(wěn)定劑。近些年應(yīng)用于塑料的防光老化，特別是應(yīng)用在HDPE和LDPE、PP等方面。顏料和炭黑二氧化鈦和氧化鋅47第三章物料及配制性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)獨特的功能化品種層出不窮。受阻胺類都具有2,2,6,6-四甲基礎(chǔ)哌啶的基本結(jié)構(gòu)。國內(nèi)的主要品種有LS-7700，LS-744，GW-540等

LS-744它與聚合物有較好的相容性，不著色，耐水解、毒性低，不污染，耐熱加工性能良好。其光穩(wěn)定效率是一般紫外線吸收劑的數(shù)倍，且與抗氧劑和紫外線吸收劑并用，有良好的協(xié)同作用。受阻胺類（HALS）（2）LS-770其光穩(wěn)定效果優(yōu)于目前常用的LS-744。與抗氧劑并用可提高耐熱性能；與紫外線吸收劑并用，有協(xié)同作用，能進(jìn)一步提高耐光效果；與顏料配合使用時也不會降低其耐光效果。48第三章物料及配制抗氧劑：為制止或推后聚合物在正?；蜉^高溫度下的氧化而加入到聚合物中的一類物質(zhì)。通常加入量很低，0.01％～1％。

易氧化而需抗氧劑的塑料有：聚烯烴類、聚苯乙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚氯乙烯、ABS共聚物等?？寡鮿?9第三章物料及配制高分子材料的氧化降解機(jī)理自動氧化反應(yīng)是指在室溫到150℃下，物質(zhì)按照鏈?zhǔn)阶杂苫鶛C(jī)理進(jìn)行的具有自動催化特征的氧化反應(yīng)。（1）鏈的引發(fā)（2）鏈的傳遞與增長（3）鏈的終止高分子烷基自由基能迅速與空氣中的氧結(jié)合，產(chǎn)生高分子過氧自由基，此過氧自由基能奪取聚合物高分子中的氫而產(chǎn)生新的分子烷基自由基自由基之間相互而形成惰性產(chǎn)物，即為鏈的終止階段。50第三章物料及配制抗氧劑的作用機(jī)理鏈終止型抗氧劑，即能終止氧化過程中自由基鏈的傳遞與增長，也稱之為主抗氧劑。按抗氧此機(jī)理可分為兩種:預(yù)防型抗氧劑，即可以阻止或延緩高分子材料氧化降解過程中自由基的產(chǎn)生，稱之為輔抗氧劑。（1）自由基捕獲型；（2）電子給予型（3）氫給予體型氧化物分解劑金屬離子鈍化劑51第三章物料及配制主抗氧劑的基本條件抗氧劑必須具有比高分子碳鏈上所有的氫更為活潑的氫；所生成的新抗氧劑游離基不能引發(fā)新的游離基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，即抗氧劑自由基要有足夠的穩(wěn)定性；抗氧劑本身應(yīng)比較難以被氧化。52第三章物料及配制抗氧劑的選用原則（1）變色及污染（2）揮發(fā)性（3）溶解性（4）穩(wěn)定性（5）抗氧劑的協(xié)同與對抗53第三章物料及配制抗氧劑各論酚類抗氧劑烷基單酚分子量較小;揮發(fā)和抽出損失都比較大;抗老化能力弱。

2,6-二丁基四甲酚（BHT）54第三章物料及配制2烷基多酚分子量增加，揮發(fā)性降低阻礙酚在整個分子中所占的比例,提高了其抗氧效率抗氧劑2246是典型的品種，即2,2-亞甲基雙（4-甲基-6-丁基苯酚）熔點很高，在130℃以上，揮發(fā)性大大降低，用于合成或天然橡膠的制品，能防護(hù)熱氧化，且能鈍化變價金屬離子。沒有污染性，所以可用于淺色或彩色的橡膠制品中，用量為0.5%-1.5%。55第三章物料及配制抗氧劑1010115-118℃廣泛應(yīng)用于聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、ABS樹脂等的熱加工中，能延長塑料制品的使用壽命56第三章物料及配制抗氧劑1076溶于苯、丙酮、環(huán)己烷等,抗氧劑SONOX168、DLTDP并用，協(xié)同效應(yīng)顯著，廣泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、ABS樹脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯醇產(chǎn)品中。57第三章物料及配制硫代雙酚不變色及污染抗氧效率高與紫外吸劑、碳黑有良好的協(xié)同效應(yīng)抗氧劑300，即4,4硫代雙（6-叔丁基-3-甲基苯酚）58第三章物料及配制多元酚衍生物三嗪阻礙酚抗氧劑防老化性能與烷基單酚的相似或略高，其缺點是有輕微的污染和噴霜現(xiàn)象。常用于淺色的乳膠制品中。以均三嗪為母體連接幾個阻礙酚而成的化合物，具有較好的光、熱穩(wěn)定性與抗熱氧化能力。其代表品種是STA-1。59第三章物料及配制胺類抗氧劑應(yīng)用效果很好對氧，臭氧的防護(hù)作用很好對熱、光銅害的防護(hù)也很突出具有較強的變色性和污染性60第三章物料及配制二芳基仲胺類其主要品種有防老劑A和防老劑D、防老劑OD和防老劑ODA防老劑A，即N-苯基-1-萘胺，在國內(nèi)也稱之為防老劑甲防老劑D，即N-苯基-2-萘胺，在國內(nèi)也稱之為防老劑丁61第三章物料及配制2、對苯二胺類抗氧劑對熱、氧、臭氧、機(jī)械疲勞和有害金屬都有很好的防護(hù)作用。圖中R1,R2均為芳基或烷基，可以相同，也可以不同。一般用量都低于2%3、醛胺縮合物類抗氧劑62第三章物料及配制硫代酯與亞磷酸酯硫代酯多可與酚類抗氧劑并用，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。且毒性小，氣味小，可用于包裝薄膜。但由于分子量較小，因而揮發(fā)性較大?？膳c酚類或胺類抗氧劑并用，有良好的協(xié)同效應(yīng)，在PVC工業(yè)又常用作輔助熱穩(wěn)定劑63第三章物料及配制硫代二丙酸雙月桂酯;硫代二丙酸二月桂酯;硫代二丙酸雙十二醇酯;硫代二丙酸雙十二烷酯性能良好的硫酯類輔助抗氧化劑,

廣泛應(yīng)用于聚乙烯,

聚丙烯,

PVC,

AS樹脂和ABS樹脂等,

同與抗氧劑1010及1076等使用時有極好的協(xié)同效應(yīng)?？寡鮿〥LTP(DLTP)64第三章物料及配制抗氧劑168易溶于苯、氯仿、環(huán)己烷等。與1010及1076并用有良好的協(xié)同效應(yīng)，能提高聚合材料熱加工過程中的穩(wěn)定性。廣泛應(yīng)用于聚烯烴及烯烴共聚物、PC、ABS樹脂等。65第三章物料及配制填料

使用填料的主要目的是占據(jù)空間以降低成本，當(dāng)然，一些填料也賦予材料一些特殊的性能，如阻燃、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、剛性等。

填料的主要指標(biāo)為：白度、粒徑、顆粒形狀和顆粒表面活性。

按化學(xué)結(jié)構(gòu)分：有機(jī)、無機(jī)按來源分：天然（礦物、植物性）填料、合成填料按外觀（外型）分：粉狀、粒狀、薄片狀、纖維狀、球狀等按改性功能分：增強型、阻燃型、導(dǎo)電型、耐熱型等66第三章物料及配制用量填料通常大于15份，處理后可達(dá)50—70份，甚至更高。（磁性塑料）怎樣才能得到好的填充效果（1）改善填料表面物理結(jié)構(gòu)的方法：①機(jī)械研磨，增加填料的凹凸度、比表面積。②熔燒法③化學(xué)腐蝕法（2）改善填料表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的方法：①機(jī)械化學(xué)法②偶聯(lián)劑表面處理67第三章物料及配制(1)碳酸鹽類：主要為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。一般在PVC塑料使用的是活性輕質(zhì)碳酸鈣，粒徑為300目—700目。(2)炭黑：如天然氣槽黑、混氣槽黑、高耐磨爐黑、熱裂法炭黑、乙炔炭黑等。主要作用橡膠的補強，有些品種亦作填充劑，如用于導(dǎo)電和防靜電高分子材料制品中。(3)硫酸鹽類：有硫酸鋇、硫酸鈣、鋅鋇白(立德粉)等，主要作填充劑，也有著色作用，硫酸鋇可減少X光透過度。(4)金屬氧化物：如氧化鋁、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化銻、氧化鎂、磁粉等，作填充劑和著色劑。(5)金屬粉：如鋁、青銅、鋅、銅、鉛等粉末，作裝飾用和改善導(dǎo)熱性。在塑料生產(chǎn)中有時用銅粉、鋁粉生產(chǎn)仿鋁窗的。(6)含硅化合物：陶土中最常使用的為高嶺土，作填充劑。硬質(zhì)陶土有補強作用?；圩魈畛鋭?。

(7)纖維類：如玻璃纖維、硼纖維、碳纖維等，作增強劑。68第三章物料及配制著色劑1、作用（1）提高塑料制品的商品價值（2）改善耐候性、光學(xué)性能及各種特殊用途（標(biāo)志、標(biāo)識、標(biāo)牌；廢舊塑料回收料（垃圾袋——黑色）；塑料墨鏡等）69第三章物料及配制2、分類

染料（有機(jī)）顏料（無機(jī)）溶解性溶于水、油、有機(jī)溶劑不溶機(jī)理借助分子內(nèi)的著色基團(tuán)和助色基團(tuán)著色靠遮蓋作用著色性能鮮艷、透明、鮮明度大透明性和鮮明性較差耐久性耐熱、光溶劑性差；加工時易分解、滲出、遷移、串色、退色耐熱、光溶劑性好；不易串色、退色3、用量一般小于2%，某些情況可低于0.01%。70第三章物料及配制潤滑劑潤滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的摩擦力，從而降低熔體的流動阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動性，避免熔體與設(shè)備的粘附，提高制品表面的光潔度等

常用熱塑性塑料中需要添加潤滑劑的有聚烯烴、聚苯乙烯、醋酸纖維素、聚酰胺、ABS、聚氯乙烯等，其中以硬質(zhì)聚氯乙烯最為突出。常用潤滑劑有：脂肪酸及其皂類、脂肪酸酯類、脂肪醇類和酰胺類、石蠟、低分子量聚乙烯、合成蠟、丙烯酸酯類及有機(jī)硅化合物。71第三章物料及配制潤滑機(jī)理內(nèi)潤滑，加入的潤滑劑與聚合物有一定相容性，在分子間起到潤滑作用。外潤滑，加入的潤滑劑與聚合物相容性低，保留在熔體的表面，降低聚合物與加工設(shè)備制件的摩擦。通常加入的潤滑劑為小分子物質(zhì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可能兼具內(nèi)外潤滑的作用，如硬脂酸鈣。72第三章物料及配制內(nèi)外潤滑劑之分只是相對而言。在極性不同的樹脂中，內(nèi)、外潤滑劑的作用有可能發(fā)生變化。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸單甘油酯對極性樹脂(如PVC及PA)而言，起內(nèi)潤滑作用；但對于非極性樹脂(如PE、PP)，則顯示外潤滑作用。相反，高分子石蠟等與極性樹脂相容性差，如在極性PVC中用做外潤滑劑，而在PE、PP等非極性樹脂中則為內(nèi)潤滑劑。在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤滑劑的作用也會發(fā)生變化，如硬脂酸和硬脂醇用于PVC壓延成型初期，由于加工溫度低，與PVC相容性差，主要起外潤滑作用；當(dāng)溫度升高后，與PVC相容性增大，則轉(zhuǎn)起內(nèi)潤滑劑作用。73第三章物料及配制聚合物流動性已滿足加工要求，則主要考慮外潤滑作用。潤滑劑應(yīng)對其他助劑無不良作用。在聚合物成型時，外潤滑劑能否在熔體表面形成完整的液體薄膜。一般而言，潤滑劑熔點稍低于聚合物成型溫度。PVC的主要潤滑劑為脂肪酸及其皂類和石蠟。潤滑劑選用的要點74第三章物料及配制1、飽和烴類

飽和烴類按極性可分為非極性烴(如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟)、極性烴(如氯化石蠟、氧化聚乙烯等)。飽和烴類按分子量大小可分為；液體石蠟(C16-C21)、固體石蠟(C26-C32)微晶石蠟(C32-C70)及低分子量聚乙烯(分子量1000—10000)等，主要用于PVC無毒外潤滑劑。(1)液體石蠟：俗稱白油，為無色透明液體，可用作PVC的透明性外潤滑劑，用量為0．5份左右，用量大會嚴(yán)重影響上色。(2)固體石蠟，又稱為天然石蠟，白色固體，可用作PVC的外潤滑劑，用量為0．1—1．0份，用量太大會影響透明度。

75第三章物料及配制(3)微晶石蠟，又稱為高熔點石蠟，外觀為白色或淡黃色固體，因結(jié)晶微細(xì)而稱為微晶石蠟。潤滑效果和熱穩(wěn)定性好于其他石蠟。在PVC中用量較小，一般為0．1-0．3份。(4)低分子量聚乙烯，又稱聚乙烯蠟，外觀為白色或淡黃色固體粉末，透明性差，可用于PVC擠出和壓延加工外潤滑劑，用量一般為0．5份以下。(5)氧化聚乙烯蠟，為聚乙烯蠟部分氧化產(chǎn)物，外觀為白色粉末。有優(yōu)良的內(nèi)、外潤滑作用，透明性好，用量在0.2--1.0份。(6)氯化石蠟，與PVC相容性好，透明性差，與其他潤滑劑并用效果好，用量0．5份以下為宜。76第三章物料及配制2、金屬皂類

既是優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑，又是一種潤滑劑，其內(nèi)、外潤滑作用兼有，不同品種側(cè)重稍有不同，潤滑性以硬脂酸鈣、硬脂酸鉛為最好。3、脂肪族酸胺

包括單脂肪酸酰胺和雙脂肪酰胺兩大類，單脂肪酸胺主要呈內(nèi)潤滑作用，主要品種包括乙基雙硬脂酸酰胺、N，N·亞乙基雙蓖麻醇酸酰胺等。4、脂肪酸類

如硬脂酸，是僅次于金屬皂類而廣泛應(yīng)用的潤滑劑，可用于PVC，用量少時，起內(nèi)潤滑作用；用量大時，起外潤滑作用。硬脂酸的加入量低于0．5份。77第三章物料及配制5、脂肪酸酯類

(1)硬脂酸丁酯，外觀為無色或淡黃色油狀液體，在PVC中以內(nèi)潤滑為主兼具外潤滑作用，用量0．5—1．5份。

(2)單硬脂酸甘油酯，代號GMS，外觀為白色蠟狀固體，為PVC優(yōu)良內(nèi)潤滑劑，對透明性影響小，加入量低于1．5份，可與硬脂酸并用。

(3)酯蠟和皂化蠟，主要指以褐煤蠟為主要原料、經(jīng)漂白等工序制成的后序產(chǎn)品。6、脂肪醇類

硬脂醇，外觀為白色細(xì)珠狀物，起內(nèi)潤滑作用，透明好，在PVC中用量0．2-0．5份。還可用于PS中。如季戊四醇，作為PVC高溫潤滑劑，用量0．2-0．5份。78第三章物料及配制抗靜電劑1、靜電的產(chǎn)生和危害當(dāng)塑料制品因摩擦而產(chǎn)生靜電時，由于其電阻很高，吸水性低，靜電不易消除，積累的靜電壓很高，可達(dá)幾千伏甚至幾萬伏，由此產(chǎn)生的放電對生產(chǎn)、生活很不利。淺色塑料制品的表面粘灰、礦井、紡織廠、計算機(jī)房（火災(zāi)、爆炸）79第三章物料及配制2、工業(yè)上消除和防靜電的方法（1）在塑料加工中使用導(dǎo)電裝置消除靜電（2）增加塑料制品加工和使用環(huán)境的空氣濕度（3）通過接枝共聚改變聚合物結(jié)構(gòu)，使其帶有較多的極性基團(tuán)、增加導(dǎo)電性（4）用強氧化劑氧化塑料制品表面，或用電暈放電處理其表面，增加導(dǎo)電性（5）向塑料中添加導(dǎo)電性填料，如金屬粉（6）使用抗靜電劑其中，采用抗靜電劑比較有效、簡單。80第三章物料及配制3、抗靜電機(jī)理（1）抗靜電劑的親水基團(tuán)，增加制品表面的吸濕性，形成一個單分子的導(dǎo)電膜；（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導(dǎo)電性；（3）介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體之間的介電性；（4）增加制品表面的平滑性，降低摩擦系數(shù)。81第三章物料及配制4、對抗靜電劑的要求（1）抗靜電效能好且持久；（2）耐熱性好，在加工中不分解；（3）與塑料既有一定相容性，又需要一定的不相容性，以保證當(dāng)表面的抗靜電分子受到破壞時，內(nèi)部的抗靜電劑能及時滲出，形成新的分子層，恢復(fù)抗靜電功能；（4）不影響塑料的加工性能和制品性能；（5）與其它助劑無對抗效應(yīng)；（6）無毒、無臭、安全、價廉。82第三章物料及配制阻燃劑大多數(shù)聚合易燃燒，不能達(dá)到使用領(lǐng)域領(lǐng)域所要求的阻燃性，所以需要添加阻燃劑進(jìn)行聚合物的阻燃化改性。為提高聚合物的阻燃性而加入到聚合物中的一類有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)，稱為阻燃劑。對阻燃劑的要求：與聚合物的相容性應(yīng)較好，光穩(wěn)定性、耐老化性、耐熱性和耐水解性應(yīng)較好，應(yīng)無毒、無味、無腐蝕性、高效。83第三章物料及配制聚合物常用阻燃劑種類有機(jī)阻燃劑無機(jī)阻燃劑溴系阻燃劑氯系阻燃劑氮系阻燃劑磷系阻燃劑氮磷阻燃劑水合氫氧化鋁水合氫氧化鎂硼化物紅磷84第三章物料及配制常用阻燃劑品種溴系：十溴聯(lián)苯醚，溴化聚苯乙烯，聚五溴基丙烯酸酯，1,2-雙（四溴鄰苯甲酰亞胺）乙烷，聚二溴苯乙烯等。磷系：磷酸三苯酯，磷酸三甲苯酯，甲苯基二苯基磷酸酯等。氮系：三聚氰胺、三聚氰胺鹽。氮磷系：聚磷酸銨。無機(jī)阻燃劑：紅磷、三氧化二銻、硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁等。85第三章物料及配制阻燃作用稀釋效應(yīng)隔絕效應(yīng)冷卻效應(yīng)消除效應(yīng)稀釋塑料中的可燃物和燃燒過程中的氧氣濃度在燃燒過程中產(chǎn)生不燃燒氣體或泡沫層或形成液體或固體的覆蓋層，是火焰與氧氣隔絕。吸收燃燒時釋放的熱量，使塑料溫度下降，從而阻止聚合物繼續(xù)釋放可燃性氣體。通過鈍化作用消除燃燒過程中鏈反應(yīng)產(chǎn)生的自由基，是燃燒過程的鏈反應(yīng)中斷。86第三章物料及配制防霧劑1、為什么要防霧透明的塑料薄膜、片材或板材，在潮濕的環(huán)境中，當(dāng)濕度達(dá)到露點以下時，會在其表面凝結(jié)一層細(xì)微的水滴，使其表面模糊霧化，阻礙光波的透過。例如，塑料大棚膜和地膜，由于水蒸氣結(jié)霧，減小了光照強度，影響了作物的生長；利用薄膜包裝時，也會因結(jié)霧而看不見。87第三章物料及配制2、防霧劑機(jī)理防霧劑是一些帶有親水基團(tuán)的表面活性劑，可在塑料表面取向，疏水基向內(nèi)，親水基向外，從而使水易于濕潤塑料表面，凝結(jié)的水滴能迅速擴(kuò)散形成極薄的水層或大水滴順薄膜流下來。這樣就可以避免小水滴的光散射造成霧化。88第三章物料及配制3、分類按添加方式，可分為內(nèi)加型和外涂型。內(nèi)加型是將防霧劑添加到塑料制品中去。特點是不容易損失、效能持久，但對于結(jié)晶性較高的塑料難以得到良好的防霧性能。外涂型是溶于水或有機(jī)溶劑后，涂于塑料制品表面，使用較為簡便、成本低，但持久性差，易被洗去或擦去。89第三章物料及配制化學(xué)發(fā)泡劑1）什么是化學(xué)發(fā)泡劑化學(xué)發(fā)泡劑是能夠通過化學(xué)反應(yīng)放出氣體，進(jìn)而使聚合物本體產(chǎn)生泡沫狀結(jié)構(gòu)的添加劑。絕大多數(shù)情況下，氣體是在高溫條件下通過有機(jī)或無機(jī)化合物的熱分解而產(chǎn)生的。要求：化學(xué)發(fā)泡劑必須具有較窄的合適的分解溫度；分解產(chǎn)生的氣體應(yīng)具有環(huán)保性和安全性；發(fā)泡劑的發(fā)氣量應(yīng)較高；無毒、無味、無腐蝕、價廉。90第三章物料及配制多數(shù)化學(xué)發(fā)泡劑為固體顆粒，少數(shù)為液體。為獲得良好的混合分散效果，需要進(jìn)行預(yù)分散處理。通常用增塑劑、分散劑液體或部分聚合物先于化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行混合，在與樹脂進(jìn)行熔融混合，在加工中發(fā)泡成型。含有發(fā)泡劑的塑料，其加工方法與其相應(yīng)的致密材料基本相同。2）化學(xué)發(fā)泡劑的使用91第三章物料及配制主要種類偶氮類化合物：偶氮二甲酰胺肼的衍生物：4,4’-氧代雙苯磺酰肼；3,3’-二磺酰肼二苯砜；三肼基三嗪氨基脲類：對甲苯磺酰氨基脲四唑類：5-苯基四唑苯并口惡嗪：靛紅酸酐3）化學(xué)發(fā)泡劑的種類和特性92第三章物料及配制偶氮二甲酰胺205～215220N2COCO2PVCPEPPPSABSPA4,4’-氧代雙苯磺酰肼150～160125N2H2OPEEVAPVC3,3’-二磺酰肼二苯砜155110N2H2O三肼基三嗪275225N2NH3PEPPABSPA對甲苯磺酰氨基脲228～235140N2CO2CONH3PEPPPSABSPA5-苯基四唑240～250190N2ABSPAPCPBTLCP靛紅酸酐210～225115CO2PSABSPAPBTPCPEEVAPVC分解溫度℃發(fā)氣量ml/g氣體成份適用聚合物93第三章物料及配制工業(yè)上用作成型的塑料根據(jù)成型工藝的不同和成型設(shè)備的不同有粉料、粒料、分散體（溶膠塑料、糊塑料）和溶液等四種。粉料：主要用于雙螺桿擠出機(jī)的擠出成型，壓延成型，滾塑。粒料：主要用于單螺桿擠出機(jī)的擠出成型，注射成型。分散體：主要用于涂覆成型，搪塑。溶液：主要用于流涎成型，澆鑄成型。工業(yè)上以粉料、粒料為主復(fù)合物的形態(tài)94第三章物料及配制為何需要在成型前進(jìn)行準(zhǔn)備？不同的成型工藝，對原料的形態(tài)有不同的要求塑料制品：粒狀、粉狀、片狀、液狀、糊狀….橡膠制品：混粒膠、片狀膠條…….各種配合劑需要進(jìn)行預(yù)處理聚合物原料在運輸、貯存過程中會造成性質(zhì)變劣或混入雜質(zhì)，需要在成型前進(jìn)行預(yù)處理聚合物與不同的配合劑需要在成型前進(jìn)行有效的混合成型加工的物料必須經(jīng)過準(zhǔn)確計量95第三章物料及配制常見的操作過程有：