塑胶添加剂及配方设计

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1、第二章添加剂及配方设计高分子材料是以聚合物为主体的多相复合体系，即，很少用纯聚合物制造产品，大多要加配合剂。满足性能上的要求添加配合剂的目的满足成型加工上的要求满足经济上的要求配方技术：对一个高分子材料，添加配合剂加什么？加多少？如何加？添加剂的种类：图0-4（P5）各种添加剂在高分子材料中的功能不一功能添加剂类别加工性能增塑剂、润滑剂、热稳定剂、加工助剂力学性能增塑剂、补强剂、增韧剂、固化剂老化性能抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂降低成本填充剂、增容剂其他性能发泡剂、阻燃剂、偶联剂、抗静电剂第一节稳定剂（防老剂）因高聚物分子

2、结构的特殊性，老化是高聚物的必然规律。在使用过程中O2、光（橡胶、塑料）老化受外界因素热、热氧（PVC、PP）影响在成型加工中微生物分子结构变化：降解、交联、接上基团（微观）高分子材料发生使用性能变化：强度下降、变色、发粘（宏观）为防止或抑制由老化引起的破坏作用，可采用加稳定剂（此为主要方法）改性方法共聚改性，对活泼端基作消活处理热稳定剂：对热敏性塑料（PVC）防老剂：针对橡胶（R）稳定剂（防老剂）抗氧剂热氧稳定剂：针对塑料（P）光稳定剂：紫外线吸收剂、光屏蔽剂一、热稳定剂主要针对PVC、氯醚橡胶（聚环氧氯丙烷）、POM等

3、，但机理不同。PVC热稳定性测试1、不稳定机理主要是聚合物本身，即分子结构。一般主链上C—C键键能受侧链取代基和原子的影响：分布规则且极性大的取代基能增加主链C—C键键能，提高聚合物稳定性；而不规整的取代基降低聚合物的稳定性。例：聚氯乙烯(PVC)HH（CC）nHCl虽然—Cl极性强，但PVC主链上不对称的氯原子易与相邻的氢原子发生脱HCl反应，并且双键旁的C—Cl键受到活化，更易脱HCl。影响PVC热稳定性的因素有：(1)T：随着温度升高，PVC树脂的热降解大大加速。(2)O2：氧加速了PVC树脂的热降解(3)光：加速了

4、PVC树脂的热降解。(4)分子量：随PVC树脂型号增高（即相对分子质量变小），热稳定性变差。(5)HCl：脱出的HCl会加速PVC的降解（自催化现象）。稳定剂测试2、稳定机理PVC的热稳定机理相当复杂。有如下机理：（1）去除聚合物降解后产生的活性中心——抑制聚合物进一步降解。活性中心：降解后聚合物分子结构的某一部分有化学活性，能使其本身或导致其他聚合物发生降解，则该部分结构称为活性中心。①聚合物降解后析出的自由基（活性中心），可加有机锡二丁基二醋酸锡较稳定的自由基②活性中心是不稳定的氯原子加金属皂类和金属硫醇盐类，以稳定的

5、化学基团置换不稳定的氯原子。其他金属化合物、胺类、亚磷酸酯类也有此作用，金属皂类（硬脂酸盐类）用的最多。稳定稳定（2）对双键结构起加成作用PVC降解后，往往会出现共轭形式排列的多烯结构，进而在外界条件的影响下，通常会成为降解中心。因为双键能够移动聚合物吸收光线的波长范围，从而使聚合物显出各种颜色。所以降解愈烈，双键（尤其共轭双键）越多，聚合物颜色越深。因而，可通过颜色判定PVC的降解情况。解决方法：加入一种稳定基团（如硫醇类、螯合剂），与PVC链上的不饱和双键起加成反应。（3）转变在降解中起催化剂作用的物质①中和HCI，阻

6、滞PVC降解。加金属皂类：因生成的金属氯化物有催化降解作用，所以，加入金属皂类和盐类热稳定剂时，还应添加螯合剂。②钝化杂质（金属杂质）金属离子对PVC降解具有催化作用，金属离子的来源很多，包括PVC降解过程中释放出来的HCI与设备所用的金属材料生成的金属氯化物。钝化方法：通过加入螯合剂，消除金属离子的催化降解作用。螯合剂+金属氯化物金属络合物3、热稳定剂的种类及选择常用热稳定剂：铅盐、硬脂酸盐、有机锡、复合稳定剂、稀土、环氧化合物等表2-1（P70）选择热稳定剂的依据：性能要求：透明与否、软、硬、毒性(1)制品要求尺寸要求

7、：薄型、面积大(2)成型加工方法：挤出成型、注射成型二、抗氧剂1、自动氧化老化机理（1）内因：聚合物本身——主要是分子结构。一般主链上键能的大小：伯碳原子的>仲碳原子的>叔碳原子的>季碳原子的因此大分子链中与叔、季碳原子相邻的键都是不稳定的。如PP含有叔碳原子，比PE稳定性差，易与O2反应降解。（2）外因：O2氧化反应是自由基按自动催化链反应进行的。自由基反应的一般式：链引发RH→R·＋H·光照引发链增长R·＋O2→ROO·生成过氧化自由基ROO·＋RH→ROOH＋R·引发聚合物，生成过氧化物链转移ROOH→RO·＋HO·

8、过氧化物分解2ROOH→RO·＋ROO·＋H2O过氧化物重排RO·＋RH→ROH＋R·自由基与聚合物反应（转移）HO·＋RH→H2O＋R·转移链终止2ROO·→非活性产物＋O2终止R·＋ROO·→ROOR交联2R·→R－R交联臭氧化老化相当严重：（主要发生在橡胶受力作用时）双键对O3极为敏感其他影响老化