聚合物加工原理第2章周达飞

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1、聚合物加工原理第二章　添加剂塑料：基质材料：树脂塑料材料的助剂:填充剂热稳定剂增塑剂润滑剂交联剂及相关助剂其他助剂发泡剂、阻燃剂、抗静电剂、着色剂、抗氧剂§2.1稳定剂稳定剂按作用功能分为：热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、抗臭氧剂和生物抑制剂等。§2.1.1热稳定剂（thermalstability）定义：加入到塑料配料中，能改善树脂的热稳定性，抑制其热降解、热分解的助剂。对热稳定性问题比较突出的是聚氯乙烯和聚甲醛两种塑料材料。聚甲醛主要是采用对树脂端基封闭处理的方法提高热稳定性，一般所讲的热稳定剂，指的是

2、对聚氯乙烯塑料专用的热稳定剂。热稳定剂PVC的热降解机理：自由基链式反应机理。（1）自由基的形成：聚氯乙烯在制备过程中由于聚合反应的复杂性，使分子链中所产生的双键、支化点、含氧结构等在光、热作用下形成自由基。H.（2）自由基引发聚氯乙烯脱氯化氢脱出的HCl对聚氯乙烯进一步分解有自动催化作用。热稳定剂的作用机理1．抑制自由基生成和脱HCl的过程有机锡类热稳定剂，可以与聚氯乙烯中不稳定的氯原子配位结合，使之形成稳定的络合物结构。eg：二月桂酸二丁基锡图2图12．吸收中和HCl，抑制它的自动催化作用。盐基铅盐

3、、金属皂类等热稳定剂，都是HCl的接受体，可以有效地捕捉HCl，并与之反应形成稳定产物。eg：三盐基硫酸铅、二盐基硬脂酸铅、硬脂酸钙、月桂酸钡三、常用热稳定剂种类1．盐基铅盐热稳定剂：优点是长时间耐热性优，耐候性优，且价廉。缺点是毒性较大，在树脂中的相容性和分散性较差。2．金属皂类热稳定剂：优点是除起热稳定作用外，可兼起材料的润滑作用。3．有机锡化合物热稳定剂：优点是可使塑料制品保持良好的透明性、突出的耐热性，并可与金属皂类热稳定剂产生协同效应。缺点是价格较贵。四、热稳定剂的选择1、具有吸收中和HCl的

4、作用2、与基体树脂相容性好，不与其他助剂发生化学反应3、满足加工性能和制品使用性能§2.1.2抗氧剂(antioxidant)定义：添加到塑料配方中，能延缓或抑制塑料氧化降解的物质。橡胶工业中常称为防老剂。一、塑料氧化机理链增长：链终止：链引发：抗氧剂品种及作用机理1.抗氧剂品种：酚类、胺类、亚磷酸酯类。2.作用机理：酚类、胺类抗氧剂中含有-OH，-NH-，能与自动催化氧化反应中形成的自由基作用(通过链转移反应，消灭产生初级自由基)，形成稳定的自由基，使氧化的链式反应终止。亚磷酸类抗氧剂能够将氧化反应过

5、程中形成的氢过氧化物分解为不活泼产物，使其失去活性：（R-树脂分子链主体，R，-抗氧剂结构主体）3.抗氧剂用量：塑料中一般为0.1%-1%，橡胶中一般为1-5份4.抗氧剂选用原则1、色污现象2、稳定性3、相容性（重要指标）4、溶解性和乳化性抗氧剂的加入方式：（1）材料合成后立即加入；（2）成型加工中加入定义：加入到塑料配方中，改善塑料的耐日光性，防止或降低日光中紫外线对塑料的破坏的助剂。一、光对塑料的破坏波长为300nm的光波所具有的能量为397.5KJ/mol，而大部分聚合物发生自动氧化反应的活化能约

6、在41.8～167.4KJ/mol之间，分子链中化学键的解离能约在167.4～418KJ/mol之间，说明紫外光对塑料会产生严重的破坏作用。§2.1.3光稳定剂（抗紫外线剂）(lightstability)R-HR·+H·或R-HR-H·（激发态）hνhν二、光稳定剂的类型及作用光稳定剂对塑料的保护，按其作用实质主要有以下几类：1.紫外光屏蔽剂，作用方式有两种：⑴以本身可吸收辐射、可经受有害化学作用的聚合物作为涂层，屏蔽紫外光，从而使制品内部不受紫外线的危害；⑵光屏蔽剂可以被分散。如同粉末一样进入聚合物

7、里。2.紫外线吸收剂：应用最普遍，工业上常用二苯甲酮类、苯并三唑类。3.紫外线淬灭剂：将激发态分子猝灭，e.g：镍的有机化合物。选用光稳定剂的注意事项光稳定剂与其他添加剂的配伍性。用量一般为：0.05%-2%§2.1.4生物抑制剂防霉剂、杀菌剂、抑菌剂作用：保护材料免受微生物侵蚀。品种：酚类化合物；季铵盐化合物；有机锡化合物；有机汞化合物；有机铜化合物；苯胺类化合物；氮杂环化合物；有机卤化合物；§2.2增塑剂(plasticizer)定义：用来改善塑料的塑性，增加成型加工时的流动性，降低制品的脆性，改善

8、塑料耐寒性的一种助剂。一、增塑作用及增塑剂分类作用：使高分子材料塑性增加，改进其柔软性、延展性和加工性。主要用于PVC树脂和橡胶中。分类按作用方式：外增塑、内增塑；按塑化效率：主增塑剂、辅助增塑剂、增量剂。按来源：石油系、动植物油系、煤焦油系、合成酯类、液体聚合物。塑化效率：将高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量。二、增塑机理：间隔作用、极性理论和氢键理论增塑剂的主要功能是通过在聚合物分子间起间隔作用，使不同分子链间的距离增大，从而使