塑料添加劑應用原理-一般

1、1教材系列：技術功能教材系列：技術功能/ /一般一般塑料添加劑應用原理塑料添加劑應用原理撰撰 寫寫 人人：劉媛媛劉媛媛完成日期：完成日期：2009-11-162009-11-16版版 本本 號：第號：第 一一 版版頂正印刷包材2概述添加劑種類及其應用常用添加劑介紹Q&AQ&A頂正印刷包材3 為什么使用添加劑？ 材料的性能并非十全十美，多數(shù)塑料會存在缺陷，而改變這些缺陷最常用的方法就是使用添加劑。 添加劑的定義 1）能均勻分散到聚合物的基材中 2）對材料的分子結(jié)構沒有顯著影響 3）能改善聚合物某些性能或改善其成本頂正印刷包材42.1 塑料添加劑的種類塑料添加劑的種類2.2 選擇塑料添加劑的依據(jù)選

2、擇塑料添加劑的依據(jù)2.3 添加劑對塑料加工性能的影響添加劑對塑料加工性能的影響2.4 添加劑對塑料理化性能的影響添加劑對塑料理化性能的影響頂正印刷包材52.1 塑料添加劑的種類按所起的作用分為：作用作用類別類別改善機械性能增塑劑、填料、發(fā)泡劑、固化劑、偶聯(lián)劑等改善表面性能抗靜電劑、潤滑劑、防粘劑、填料等改善耐老化性光穩(wěn)定劑、抗氧劑、氫化過氧化物分解劑等改善加工性能潤滑劑、熱穩(wěn)定劑、加工助劑、抗氧劑等改善光學性能著色劑、增白劑、防霧滴劑、交聯(lián)劑等降低成本填料、增充劑頂正印刷包材62.2 選擇塑料添加劑的依據(jù)1.效果 1）能明顯改善塑料的某種性能； 2）這種效果是添加劑分子中某個特性基團所產(chǎn)生的。

3、例：抗靜電劑的抗靜電性能是由它的分子中的極性基團帶來的。因此，可從分子結(jié)構上粗略判斷出添加劑的效果。頂正印刷包材72.相容性 均勻地分散在塑料中，以發(fā)揮出理想效果。 1）有機添加劑：與聚合物基體的結(jié)構相近似； 2）無機添加劑：盡量減小其顆粒度。ABFAAFBBFAB(a)a) FABFAA,FAB FBB混合物相容性好混合物相容性好FAAFBBFAB(b)b) FABFAA或或FBB混合物相容性差混合物相容性差頂正印刷包材83.穩(wěn)定性及惰性 1）穩(wěn)定性：添加劑自身對溶劑、藥品、光、熱、微生物等的穩(wěn)定性； 2）惰性：添加劑與塑料之間不起不希望發(fā)生的反應。頂正印刷包材9例如：爽滑劑芥酸酰胺 CPE

4、膜一般在熱封層添加一定量的爽滑劑，使摩擦系數(shù)控制在0.08-0.2之間，以保證成品開口性。但養(yǎng)生室45達到爽滑劑閃點，以使爽滑劑揮發(fā)，摩擦系數(shù)升高。4.閃點及揮發(fā)性 對于液體添加劑，希望具有較高的閃點與較低的揮發(fā)性，以保證加工過程安全，并減少加工過程中的損失。頂正印刷包材10 在一般情況下，添加劑的分子量大，并與塑料的基體的結(jié)構相似，它們的耐水及有機溶劑抽提的性能較好。5.耐抽提醒與耐析出性 析出的主要表現(xiàn)為結(jié)霜(blooming)、積垢(plate out)。 結(jié)霜及淀析的產(chǎn)生與添加劑在塑料中的溶解度隨溫度的變化趨勢及加入量有關。當室溫時的溶解度小于加工溫度的溶解度，而添加劑在塑料中的濃度又

5、大于它們在室溫時的飽和度，這時就會產(chǎn)生結(jié)霜或積垢，即析出在制品的表面。頂正印刷包材11塑料添加劑的毒性常用半致死量LD50值表示，單位為mg/kg白鼠。LD50值愈大，表示毒性愈低。國際上對無毒添加劑常用FDA（美國國家食品檢驗局認可）表示。6.毒性 添加劑最好無毒或低毒，堅決不能使用致癌物質(zhì)。凡與食品接觸或醫(yī)用塑料制品，必須采用無毒的添加劑。最新頒布的國標GB9685，即對塑料添加劑的種類、含量進行了規(guī)范。頂正印刷包材127.顏色 1）除著色劑外，添加劑最好是無色或淺色的； 2）并且不會在加工或貯存時分解變色。8.配伍性 添加劑之間應很好的配合，不會降低彼此的效果。頂正印刷包材139.價格

6、添加劑應選擇價格較為低廉的。VSVS頂正印刷包材142.3 添加劑對塑料加工性能的影響加入添加劑，常會對塑料的加工性能，如熔融時間、熔體粘度、熔體的收縮率等，產(chǎn)生一定影響。例：增塑劑會使塑料的熔融時間延長； 潤滑劑及加工助劑會使塑料的熔融時間縮短。加入添加劑時應考慮其對加工性能的影響，確定對加工設備是否合用。頂正印刷包材152.4 添加劑對塑料理化性能的影響加入添加劑后會影響塑料的物理性能，如斷裂強度、耐沖擊強度、玻璃化溫度計絕緣性能等，用量較大時尤為明顯。例：在洗衣液袋用CPE膜中加入部分沖擊改性劑，可以很好地改善袋子 的耐跌落、耐壓性能。注：改動配方中添加劑量后，需重新對塑料 的各種理化性

7、能進行測試。頂正印刷包材16頂正印刷包材17頂正印刷包材183.1 增塑劑1.增塑劑凡能與塑料互溶，在加進塑料后能使其玻璃化溫度（Tg）下降，并在使用溫度范圍內(nèi)保持柔軟性的添加物質(zhì)，稱為增塑劑。增塑劑加入量愈大，塑料的玻璃化溫度下降的幅度也愈大（參見圖1-1）。頂正印刷包材192.增塑劑與塑料的相容性 由于增塑劑使塑料玻璃化溫度下降的幅度取決于它溶入塑料的數(shù)量，故相容性是增塑劑最重要的性質(zhì)。只有在相容性良好時，它才能起到很好的增塑作用。 呈非極性結(jié)晶的聚合物，如聚乙烯等與增塑劑的相容性不好，在室溫時幾乎不相容；反之，具有極性基團的聚合物如聚氯乙烯及尼龍66，則與增塑劑相容性好。 判斷增塑劑與聚

8、合物的相容性好壞的一個標準時增塑劑與聚合物的溶解度參數(shù)（）的差，此值愈小，相容性愈好。 當聚合物與增塑劑的溶解度參數(shù)相差在2.045J/cm31/2以內(nèi)時，即可認為相容性很好。頂正印刷包材20頂正印刷包材213.2 填料 改善塑料物理性能（如機械性能、表面性能、加工性能、熱及點絕緣性能），降低制品成本。 在塑料加工中，它在添加劑中是用量最大的。頂正印刷包材223.2.1 3.2.1 填料分類填料分類填料粉末填料纖維填料橡膠填料（增韌型）無機的有機的惰性填料增強填料不規(guī)則的（如晶須）長纖維添加型反應型頂正印刷包材233.2.1.13.2.1.1粉末填料粉末填料粉末填料常用一下物理性能來規(guī)定等級：

9、（1）平均粒度及尺寸大小分布（2）顆粒大小及孔隙率（3）表面的化學性質(zhì)（4）結(jié)晶形態(tài)、定向性（5）雜質(zhì)（如砂礫、金屬離子）含量（6）色澤（7）吸油量其中，以（2）（3）兩項最為重要。顆粒愈小，比表面積愈大，從而有較大的結(jié)合力。現(xiàn)用的填料多為細粉。頂正印刷包材24為了改善填料的表面性質(zhì)，可以將填料進行預處理，使其具有能和聚合物以化學鍵相吸引的基團。如，碳酸鈣經(jīng)硬脂酸處理后，由于增加了與聚合物的粘結(jié)力，制品的強度可以提高。頂正印刷包材25序號目的推薦的品種1改善強度硅膠、玻璃微球、炭黑、石棉、云母、輕質(zhì)碳酸鈣2降低線膨脹系數(shù)玻璃、石英3提高導電性銀、銅、炭黑、石墨4改善耐候性炭黑、二氧化鈦、氧化鋅

10、5降低價格硅藻土、炭黑、硅膠、碳酸鈣、滑石粉6增加潤滑性二氧化鉬、聚四氟乙烯7增加粘度炭黑、煅燒硅膠、滑石粉、硅藻土表1-2 粉末塑料的主要用途及推薦品種頂正印刷包材263.2.1.2.3.2.1.2.增強纖維增強纖維（一）玻璃纖維是增強纖維中用量最大的一類，不但有很高的抗張強度（甚至可以超過高強度的鋼），而且價格低廉，資源充沛。（二）石棉纖維增強用的石棉纖維用三種形式：（1）短線；（2）石棉布或石棉紙；（3）與玻璃纖維的混紡織物。由于石棉是致癌物，現(xiàn)已很少使用。頂正印刷包材27（三）碳素纖維由排列規(guī)整的碳晶體組成，用有機纖維經(jīng)熱處理驅(qū)除非碳元素而制成。碳素纖維具有極高的拉伸強度（2800MP

11、a），即使在高溫下，強度也不會改變。如果在表面涂布碳化硅，耐氧化性還會提高。（四）硼纖維較高的抗張強度，抗壓強度及熱膨脹系數(shù)比碳纖維更宜用作結(jié)構材料。因受制法限制，直徑較粗（約100um），不能量產(chǎn)，使用范圍不廣。（五）合成纖維可以改善制品的耐沖擊強度，但耐水性及電氣性能較差。在合成纖維中，性能較突出的是芳綸，其彈性模數(shù)高，斷裂伸長率大，可與碳素纖維混合使用，提高耐沖擊性能。頂正印刷包材283.2.2.3.2.2.使用填料應注意事項使用填料應注意事項（一）填料的細度與塑料制品的強度有一定關系。一般說來，粉末 狀填料的粒徑愈小，纖維狀填料的截面愈小，制品的強度愈 大。（二）市面上的填料有經(jīng)過表面

12、處理的偶聯(lián)型填料，這類產(chǎn)品可直 接使用，減少了加工前用偶聯(lián)劑處理的麻煩。（三）使用填料時常有粉末逸至操作空間，故應加強設備密閉及操 作場所的通風。頂正印刷包材29頂正印刷包材303.3 沖擊改性劑 沖擊改性劑即填料中的第三類橡膠填料（增韌劑）。由于近年來發(fā)展迅速，常作為獨立的一類塑料添加劑。 沖擊改性劑的主要作用是改善熱塑性塑料的抗沖擊性能。一些在常溫時呈微晶或無定形的熱塑性塑料，如PVC、PS、PC、PET、PBT等，其沖擊強度（特別在低溫）較差，可以使用沖擊改性劑進行改善頂正印刷包材31沖擊改性劑是一種高分子彈性體，它與被改性的樹脂經(jīng)混煉后，以網(wǎng)狀或微顆粒狀均勻分布在被改性的樹脂基材中，與

13、其組成多相體系。當受到外力（如沖擊、震動）作用時，可以通過這些彈性體的顆粒或網(wǎng)狀物的阻尼作用，使之減弱，從而提高了制品的沖擊強度，增加塑料的韌性。頂正印刷包材32作為沖擊改性劑的高分子彈性體應具備以下條件：（1）與被改性的樹脂有適當?shù)南嗳菪?相容性過大，會影響塑料的剛性；過小，則抗沖擊效果差（2）能使被改性的玻璃化溫度降低 能改變其熔體的流變性能，并能改善樹脂在低溫時的沖擊強度（3）易于摻混到被改性的樹脂中頂正印刷包材33常用的沖擊改性劑主要有以下幾類：（1）ACR（丙烯酸酯類聚合物）（2）ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物）（3）CPE（氯化聚乙烯）（4）EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）（5）MBS（甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯三元共聚物）頂正印刷包材34沒有一種添加劑在所有方面完全符合要求沒有一種添加劑在所有方面完全符合要求設計配方時，應根據(jù)制品要求，作出選擇與匹配設計配方時，應根據(jù)制品要求，作出選擇與匹配頂正印刷包材35Q & A頂正印刷包材36頂正印刷包材37聚合物名稱聚合物名稱溶解度參數(shù)溶解度參數(shù)J/cmJ/cm3 3 1/21/2聚合物名稱聚合物名稱溶解度參數(shù)溶解度參數(shù)J/cmJ/cm3 3 1/21/2聚四氟乙烯聚四氟乙烯12.612.6雙酚雙酚A A聚碳酸酯聚碳酸酯19.419.4聚聚( (氯氯) )三氟乙烯三氟