高分子材料助劑

1、高分子材料助劑,盧鳳天,2010年11月20日,目 錄,一、簡介,二、增塑劑,三、抗氧劑,四、熱穩(wěn)定劑,五、光穩(wěn)定劑,六、阻燃劑,七、潤滑劑,八、抗靜電劑,九、交聯(lián)劑,十、偶聯(lián)劑,一、簡介,某些材料或產(chǎn)品在生產(chǎn)或加工過程中為改進(jìn)生產(chǎn)工藝、 提高產(chǎn)品性能而添加的各種輔助化學(xué)品。,分 類,應(yīng)用對(duì)象,作用功能,使用范圍,（1）高分子材料助劑 （2）紡織染整助劑 （3）石油工業(yè)用助劑 （4）食品工業(yè)用助劑,（1）合成用助劑 （2）加工用助劑,（1）穩(wěn)定化助劑 （2）加工性能改進(jìn)劑 （3）機(jī)械性能改進(jìn)劑 （4）表面性能改進(jìn)劑,定義,塑料、纖維用： 增塑劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑、發(fā)

2、泡劑、阻燃劑、潤滑劑、抗靜電劑、防霧劑、固化劑等 橡膠用： 硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、抗臭氧劑、塑解劑、防焦劑、填充劑等,（1）穩(wěn)定化助劑 （2）加工性能改進(jìn)劑 （3）力學(xué)性能改進(jìn)劑 （4）表觀性能改進(jìn)劑 （5）柔軟化和輕質(zhì)化助劑 （6）功能賦予劑,二、增塑劑,添加到聚合物體系中，能增加聚合物的塑性，改善加 工性，賦予制品柔韌性和伸長性的物質(zhì)。,性能要求,與高聚物的相容性好 塑化效率高 良好的耐久性 具有難燃性能 耐寒性、耐老化性好 電絕緣性好 無色、無臭、無味、無毒（盡可能） 耐霉菌性能好 原料成本低、使用效率高,定義,二、增塑劑,分 類,苯二甲酸酯（鄰苯二甲酸酯、對(duì)苯二甲酸酯、間苯二甲酸

3、酯） 脂肪族二元酸酯（己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯） 苯多酸酯（偏苯三酸酯、均苯四酸酯） 多元醇酯（乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇等二元醇、丙三醇、季戊四醇的低級(jí)脂肪酸酯、苯甲酸脂） 檸檬酸酯（檸檬酸的脂肪酸酯、乙?；瘷幟仕狨ィ?磷酸酯（磷酸脂肪酸酯、磷酸酸酯、磷酸混合酯、含氯磷酸酯） 聚酯（二元酸和二元醇的縮聚產(chǎn)物） 環(huán)氧化合物（環(huán)氧化油、環(huán)氧脂肪酸酯、環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯） 其他化合物（脂肪族一元酸酯、苯甲酸單酯、松香酸酯、磷酸酯、磺酰胺、脂肪酰胺、烴類、氯化烴）,結(jié)構(gòu),二、增塑劑,三作用形式,作用機(jī)理,增塑劑分子插入到聚合物分子鏈之間,削弱了聚合物分子鏈間的應(yīng)力,結(jié)果增加了聚合物分子鏈的移

4、動(dòng)性、降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶度，達(dá)到增塑。,非極性增塑劑對(duì)非極性聚合物的增塑作用示意圖,隔離作用,極性增塑劑對(duì)極性聚合物的增塑作用示意圖,相互作用,“溶劑化”,鄰苯二甲酸二辛酯的結(jié)構(gòu)圖,屏蔽作用,DOP增塑PVC,二、增塑劑,增塑過程,1.潤濕和表面吸咐 增塑劑分子進(jìn)入樹脂孔隙并填充其孔隙。 2.表面溶解 增塑劑先溶解溶脹聚合物表面的分子，當(dāng)聚合物表面有懸浮聚合殘留的膠體時(shí)，能延長誘發(fā)階段。 3.吸咐作用 樹脂顆粒由外部慢慢地向內(nèi)部溶脹，產(chǎn)生了很強(qiáng)的內(nèi)應(yīng)力，表現(xiàn)為樹脂和增塑劑的總體積減少。 4.極性基的游離 增塑劑摻入到樹脂內(nèi)，并局部改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，溶解了許多特殊的官能團(tuán)，反應(yīng)為增塑劑被吸咐

5、之后，介電常數(shù)比起始混合物高。這一過程受溫度和活化能大小的影響。 5.結(jié)構(gòu)破壞 干混料中的增塑劑是以分子束的形式存在于高分子或者鏈段之間。當(dāng)體系受到較高能量如加熱至160-180oC,或者將其輥煉。聚合物的結(jié)構(gòu)將會(huì)破壞，增塑劑便會(huì)滲入到該聚合物的分子束中。 6.結(jié)構(gòu)重建 增塑劑與聚合物的混合物加熱到流動(dòng)態(tài)而發(fā)生塑化后，再放冷，會(huì)形成一種有別于原聚合物的結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較高的韌性，但結(jié)構(gòu)形成往往需要一段時(shí)間。,提高增塑劑的耐久性 提高增塑劑的衛(wèi)生性 尋求廉價(jià)原料、降低增塑劑成本 開發(fā)功能性增塑劑 抗靜電增塑劑 耐熱型增塑劑 阻燃增塑劑 耐污染增塑劑,二、增塑劑,發(fā)展趨勢,三、抗氧劑,對(duì)高聚物

6、受氧化并出現(xiàn)老化現(xiàn)象能起到延緩作用的一 類化學(xué)物質(zhì)。,性能要求,抗氧化性好 與材料的相容性好 穩(wěn)定性好 無毒、無刺激、無異味、無污染,定義,按功能分：鏈終止型抗氧劑（或自由基抑制劑）即主抗氧劑；預(yù)防型抗氧劑（包括過氧化物分解劑、金屬離子鈍化劑等）即輔助抗氧劑。 按結(jié)構(gòu)分：胺類、酚類、含硫化合物、含磷化合物、含氮化合物、有機(jī)金屬鹽類以及復(fù)合抗氧劑等。,分 類,按反應(yīng)機(jī)理分，可分為鏈終止型抗氧劑和預(yù)防型抗氧劑。 前者為主抗氧劑，后者為輔助抗氧劑。 按用途分，有主抗氧劑和輔助抗氧劑兩種。 （一）主抗氧劑 主抗氧劑被認(rèn)為是一種自由基的清洗劑，它通過偶合反應(yīng)（即終止反應(yīng)）或給出一個(gè)氫原子來阻止聚合物中的

7、自由基的破壞作用。 最常用的主抗氧劑是酚類，其次是胺類。 酚類抗氧劑的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)塑料顏色影響最小，可用于接觸食品。,作用機(jī)理,三、抗氧劑,1、酚類抗氧劑的類型 酚類抗氧劑都帶有受阻酚的結(jié)構(gòu)。它包括烷基單酚，烷基化多酚，硫代雙酚等類型。此外還有多元酚和氨基酚的衍生物等。 烷基化單酚，其結(jié)構(gòu)上只含有一個(gè)受阻酚單元，具有極好的不變色和不污染性。由于分子量小，揮發(fā)性和抽出性較大，影響了抗老化能力?？寡鮿?076，即為新的烷基化單酚，其結(jié)構(gòu)中引入長鏈烷基的酯基，使分子量增加，揮發(fā)性降低。 一般情況下，烷基化單酚中的烷基，主要是叔烷基和仲烷基，也可以是芳基。,三、抗氧劑,2、酚類抗氧劑的作用 大多數(shù)酚類抗

8、氧劑的結(jié)構(gòu)中都含有一種位阻酚，它有一個(gè)烷基長鏈，就象有一個(gè)獨(dú)特的分子“臂”相連。這個(gè)分子 “臂”可以改進(jìn)溶解性或提高活性。 酚類化合物可提供氫原子給烷氧自由基、碳自由基和過氧化自由基。這個(gè)反應(yīng)中產(chǎn)生的酚類自由基處于穩(wěn)定共振態(tài)，反應(yīng)活性極小。所生成的已“失活”的化合物，包括烴類和醇類，這些都是從聚丙烯或聚乙烯中形成的。,三、抗氧劑,3、胺類抗氧劑 胺類抗氧劑在一些應(yīng)用領(lǐng)域甚至優(yōu)于酚類抗氧劑的抗氧化效果。胺類抗氧劑最大的缺點(diǎn)是具有變色性和污染性，會(huì)使聚合物變色，限制了它的應(yīng)用范圍。所以胺類抗氧劑大都應(yīng)用于深色或黑色的橡膠和塑料制品中。 胺類抗氧劑如同酚類抗氧劑一樣，也是氫原子提供者。和氮原子相連的

9、氫原子是最活潑的，如下圖所示。,三、抗氧劑,三、抗氧劑,(C6H5)2NH, ROO,ROOH ,(C6H5)2N,(C6H5)2N, ROO,(C6H5)2NNOOR, ROO, ROOH,C(CH3)3,C(CH3)3,CH3 O, ROO, O2,實(shí)例：含有活潑氫的仲芳胺、受阻酚類 作用：通過活潑氫與自由基反應(yīng)降低高聚物的氧化速度；再利用失去活潑氫而形成穩(wěn)定自由基的抗氧劑分子捕獲自由基而終止氧化反應(yīng)。具體反應(yīng)過程：,氫給予型,三、抗氧劑,4、胺/酚協(xié)同作用 當(dāng)胺類和酚類抗氧劑聯(lián)合使用時(shí)，可觀測到協(xié)同效應(yīng)。 有一種機(jī)理被提出來解釋這種胺/酚協(xié)同效應(yīng)，它認(rèn)為活性胺成分會(huì)從醌中得到再生。在該機(jī)

10、理中，酚作為還原劑，處于這種氧化還原體系中，酚以醌二聚體的形式存在，它可以進(jìn)一步反應(yīng)或仍以有色體形式存在。因而在該機(jī)理中，反應(yīng)產(chǎn)生的化合物可以隨時(shí)用來猝滅其他自由基。,三、抗氧劑,三、抗氧劑,常見的酚類抗氧劑,CH3,CH2CH2COOC18H37,2.6-二叔丁基-4-甲酚,（抗氧劑264）,3（3.5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八酯,（抗氧劑1076）,CH3,2.2-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）,（抗氧劑2264）,四3-（3.5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸季戊四醇酯,（抗氧劑1010）,注意：酚類抗氧劑沒有胺類強(qiáng)，但色淺或無色、無毒，因此廣泛用于淺色制品和食品材料。,三、

11、抗氧劑,常見的胺類抗氧劑,注意：胺類抗氧劑抗氧能力強(qiáng)，但有顏色，主要用于深色塑料和橡膠制品。,NH,NH,NH,NH,N,N-二苯基對(duì)苯胺,N-苯基-N-環(huán)已烷對(duì)苯胺,（抗氧劑H）,（抗氧劑4010）,NH,NH,NH,苯基-萘胺,（抗氧劑D）,N,N-二-萘基對(duì)苯胺胺,（抗氧劑DNP）,新的抗氧理論不斷出現(xiàn) 高分子量化 多功能化 復(fù)合化 高性能化與專用化 環(huán)境無害化,發(fā)展趨勢,三、抗氧劑,四、熱穩(wěn)定劑,一類能防止或減少聚合物在加工使用過程中受熱而發(fā) 生降解或交聯(lián),延長復(fù)合材料使用壽命的添加劑。 注：由于 PVC的熱穩(wěn)定性特別突出，所以一般所述的熱穩(wěn)定劑，多是指對(duì) PVC 的熱穩(wěn)定劑。,定義,

12、性能要求,熱穩(wěn)定效能優(yōu)異，具有協(xié)同效應(yīng)； 與PVC 樹脂相容性好，揮發(fā)性小，不升華，不遷移，不噴霜，不出汗，耐抽提性好； 有適當(dāng)潤滑性，易加工； 與其他助劑無不良反應(yīng)，不被硫、銅污染； 無毒、無臭、不污染； 加工方便，價(jià)格低廉。,四、熱穩(wěn)定劑,主要用于PVC及其共聚物。,應(yīng)用,PVC加工特點(diǎn),PVC分子具有較強(qiáng)極性，Tg、軟化溫度、Tm較高，150-160以上才能塑化加工；熱穩(wěn)定性差90開始分解，120更明顯，放出大量HCL，使樹脂降解，顏色較深，無法加工。,四、熱穩(wěn)定劑,聚合物熱降解的表現(xiàn)形式,非鏈斷裂降解：在受熱過程中從高分子鏈上脫落下來各種小分子。 隨機(jī)鏈斷裂降解：鏈的斷裂發(fā)生在高分子鏈

13、上，從而產(chǎn)生各種無 規(guī)律的低級(jí)分子。 解聚反應(yīng)：鏈的斷裂仍然發(fā)生在高分子鏈上，但高分子鏈的斷裂 有規(guī)律，只是分解生成聚合前的單體。,熱穩(wěn)定劑作用原理,加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)中和分解出來的HCL，防止大分子進(jìn)一步發(fā)生斷鏈。,四、熱穩(wěn)定劑,PVC的熱降解機(jī)理,吸收中和HCL,抑制其自動(dòng)催化作用。這類穩(wěn)定劑包括鉛鹽類、有機(jī)酸金屬皂類、有機(jī)錫化合物、環(huán)氧化合物、酚鹽及金屬硫醇鹽等。它們可與HCL反應(yīng)，抑制PVC脫HCL的反應(yīng)。 置換PVC分子中不穩(wěn)定的烯丙基氯原子抑制脫HCL。如有機(jī)錫穩(wěn)定劑與PVC分子的不穩(wěn)定氯原子發(fā)生配位結(jié)合，在配位體中，有機(jī)錫與不穩(wěn)定氯原子置換。,（自由基反應(yīng)機(jī)理）,四、熱穩(wěn)定劑,P

14、VC的熱降解機(jī)理,與多烯結(jié)構(gòu)發(fā)生加成反應(yīng)，破壞大共軛體系的形成，減少著色。不飽和酸的鹽或酯含有雙鍵，與PVC分子中共軛雙鍵發(fā)生雙烯加成反應(yīng)，從而破壞其共軛結(jié)構(gòu)，抑制變色。 捕捉自由基，阻止氧化反應(yīng)。如加入酚類熱穩(wěn)定劑能阻滯脫HCL，是由于酚給出的H原子自由基能與降解的PVC大分子自由基偶合，形成不能與O2反應(yīng)的物質(zhì),而具有熱穩(wěn)定作用。,（自由基反應(yīng)機(jī)理）,鉛和鎘穩(wěn)定劑的替代產(chǎn)品相繼推出 多元復(fù)合“一包裝”式產(chǎn)品成為市場上發(fā)展趨勢 大力開發(fā)有機(jī)錫新產(chǎn)品 開發(fā)無異味的錫產(chǎn)品,發(fā)展趨勢,四、熱穩(wěn)定劑,高分子材料的戶外老化原因：紫外線輻射下，氧化降解過程大大加速；水、臭氧、微生物等的影響。 紫外線特點(diǎn)

15、：波長200-350nm的近紫外線能量達(dá)340-600kJ/mol，足以使大分子主鏈斷裂，發(fā)生光降解（C-C鍵能350kJ/mol，C-CL鍵能330kJ/mol）。,五、光穩(wěn)定劑,五、光穩(wěn)定劑,為了防御紫外線對(duì)高分子材料的破壞而添加的一類能吸 收紫外線或減少紫外線透射作用的化學(xué)物質(zhì)。,定義,性能要求,能有效的吸收290400nm波長的紫外線，或能猝滅激發(fā)態(tài)分子的能量，或具有捕獲自由基的能力； 自身的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性好； 相容性好，使用過程中不滲出； 耐水解、耐水和其他溶劑抽提； 揮發(fā)性低，污染性?。?無毒或低毒，價(jià)廉易得。,用量極少，通常僅需高分子材料重量的0. 01%0.5%

16、。,分類,按化學(xué)結(jié)構(gòu)分，可分為水楊酸酯類、苯甲酸類、二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類、取代丙烯腈類、草酰胺類、有機(jī)鎳絡(luò)合物和受阻胺類； 按作用機(jī)理分，光屏蔽劑（包括炭黑、氧化鋅和一些無機(jī)顏料）、紫外線吸收劑（包括水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類等有機(jī)化合物）、猝滅劑（主要是鎳的有機(jī)絡(luò)合物）和自由基捕獲劑（主要是受阻胺類衍生物）。,五、光穩(wěn)定劑,作用機(jī)理,(1)紫外線的屏蔽和吸收； (2)氫過氧化物的非自由基分解； (3)猝滅激發(fā)態(tài)分子； (4)鈍化重金屬離子； (5)捕獲自由基。 其中(1) (4)為阻止光引發(fā)，(5)為切斷鏈增長反應(yīng)的措施。 光穩(wěn)定劑為抑制聚合物光氧化降

17、解，至少必須具備上述一種功能。,五、光穩(wěn)定劑,高分子量化趨勢 復(fù)合化趨勢 紫外線吸收劑與受阻胺的復(fù)配物 低分子量受阻胺與高分子量受阻胺的復(fù)配物 反應(yīng)型光穩(wěn)定劑品種開發(fā)方興未艾,發(fā)展趨勢,五、光穩(wěn)定劑,能夠增加材料耐燃性的物質(zhì)。,定義,性能要求,阻燃劑不損害高分子材料的物理力學(xué)性能； 有耐候性及持久性； 無毒或低毒； 價(jià)格低廉。,六、阻燃劑,高分子材料的易燃性：如PE、PP、PMMA、PS等是極易燃燒的；純粹PVC雖不能點(diǎn)燃，但其中所含增塑劑是可燃的限制應(yīng)用提高塑料的難燃性，制成不燃性或自熄性（離開火源自動(dòng)熄滅）塑料制品。,（使用方法）,添加型阻燃劑：多用于熱塑性塑料，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為有機(jī)阻燃劑

18、（如磷酸賂、含鹵磷酸酯、有機(jī)鹵化物等）和無機(jī)阻燃劑（如三氧化二銻、氫氧化鋁或水合氧化鋁及其他金屬化合物）。,分類,六、阻燃劑,反應(yīng)型阻燃劑：具有反應(yīng)性基團(tuán)，可作為共聚單體用于熱固性或熱塑性樹脂的合成以及用于熱固性樹脂的固化反應(yīng)中優(yōu)點(diǎn)：對(duì)塑料制品的物理力學(xué)性能和電性能影響較小，不易發(fā)生遷移，阻燃性持久；缺點(diǎn)：價(jià)格較高。,六、阻燃劑,分類,吸熱作用。任何燃燒在較短的時(shí)間所放出的熱量是有限的，如果能在較短的時(shí)間吸收火源所放出的一部分熱量，那么火焰溫度就會(huì)降低，輻射到燃燒表面和作用于將已經(jīng)氣化的可燃分子裂解成自由基的熱量就會(huì)減少，燃燒反應(yīng)就會(huì)得到一定程度的抑制。在高溫條件下，阻燃劑發(fā)生了強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng)

19、，吸收燃燒放出的部分熱量，降低可燃物表面的溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延。Al(OH)3阻燃劑的阻燃機(jī)理就是通過提高聚合物的熱容，使其在達(dá)到熱分解溫度前吸收更多的熱量，從而提高其阻燃性能。這類阻燃劑充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸汽時(shí)大量吸熱的特性，提高其自身的阻燃能力。,阻燃機(jī)理,六、阻燃劑,覆蓋作用。在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下能形成玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃?xì)怏w向外逸出的作用，從而達(dá)到阻燃目的。如有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣

20、相參與燃燒過程。,阻燃機(jī)理,六、阻燃劑,不燃?xì)怏w窒息作用。阻燃劑受熱時(shí)分解出不燃?xì)怏w，將可燃物分解出來的可燃?xì)怏w的濃度沖淡到燃燒下限以下。同時(shí)也對(duì)燃燒區(qū)內(nèi)的氧濃度具有稀釋的作用，阻止燃燒的繼續(xù)進(jìn)行，達(dá)到阻燃的作用。,抑制鏈反應(yīng)。根據(jù)燃燒的鏈反應(yīng)理論，維持燃燒所需的是自由基。阻燃劑可作用于氣相燃燒區(qū)，捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑，它的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當(dāng)聚合物受熱分解時(shí)，阻燃劑也同時(shí)揮發(fā)出來。此時(shí)含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時(shí)處于氣相燃燒區(qū)，鹵素便能夠捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃

21、燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。,阻燃機(jī)理,六、阻燃劑,開發(fā)十溴二苯醚的代用品 開發(fā)具有獨(dú)特性能的改性鹵系阻燃劑 開發(fā)無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑,發(fā)展趨勢,六、阻燃劑,七、潤滑劑,用來改善塑料、橡膠等聚合物的加工性能和表觀性能 的助劑。,定義,性能要求,易分散性； 與基礎(chǔ)聚合物適當(dāng)?shù)南嗳菪裕?良好的熱穩(wěn)定性和高溫潤滑性； 不影響制品的最終應(yīng)用性能； 不引起顏色的漂移，甚至改善顏料或填料在聚合物中的分散性； 無毒和衛(wèi)生性； 配合成本較低。,用量：一般為0. 5%1.5%。,（主要依其與高分子熔體的相容性而定）,內(nèi)潤滑劑：其分子與高分子材料有良好相容性，其潤滑作用主要是降低

22、極性高分子材料分子間內(nèi)聚力（如PVC、ABS等）加工時(shí)熔體自身的位移阻力，內(nèi)摩擦所導(dǎo)致的升溫，提高熔體流動(dòng)速率常用的PVC內(nèi)潤滑劑有：脂肪醇（C14C18）、脂肪酸單甘油酯（如硬脂酸單甘油酯）、脂肪酸低級(jí)醇酯（如硬脂酸丁酯）等。,分類,外潤滑劑：其分子具有較長的非極性碳鏈，與高分子材料相容性差其潤滑作用主要是降低熔體與加工機(jī)械表面間的摩擦，防止熔體與加工設(shè)備熱金屬表面的粘附，提高熔體流動(dòng)速度最常用的外潤滑劑有：固體石蠟、相對(duì)分子質(zhì)量低的聚乙烯（聚乙烯蠟）、硬脂酸及其金屬鹽類（如硬脂酸鉛、硬脂酸鈣等）。,七、潤滑劑,作用機(jī)理,七、潤滑劑,潤滑劑的作用模式,作用機(jī)理,七、潤滑劑,外潤滑界面潤滑機(jī)理

23、,內(nèi)潤滑塑化機(jī)理,脫模劑（外潤滑）涂布隔離機(jī)理,改善塑料熔體的加工流動(dòng)性，防止塑料在熱成型加工過程中發(fā)生粘?，F(xiàn)象。,最密切的是聚氯乙烯（尤其是硬制品），另：聚烯烴、纖維素樹脂、聚酰胺、ABS樹脂等熱塑性樹脂加工時(shí)也常使用。各種熱固性樹脂（如PF、UF、PU、硅樹脂）加工時(shí)將其作脫模劑使用。,目的,七、潤滑劑,應(yīng)用,添加或涂敷在聚合物制品表面，旨在降低表面電阻、阻止靜電積累及由 此引起的靜電危害的化學(xué)助劑。,八、抗靜電劑,定義,性能要求,在低毒、低污染、廉價(jià)溶劑中易溶或易分散； 與樹脂或膠料的親和性強(qiáng)，結(jié)合牢固，不逸散、耐磨擦； 具有良好的抗靜電效果，受環(huán)境濕度和溫度的影響?。?不使制品著色，亦

24、不引起著色制品色澤的變化； 無毒或低毒，不刺激皮膚，無過敏性。,外加型抗靜電劑（涂敷型）、添加型抗靜電劑（混煉型）。,良好的耐熱性，在聚合物制品的加工溫度（100300）下不分解； 與樹脂的相容性好，不噴霜，不影響制品的印刷性和黏合性； 易混配，不影響制品的加工性能； 與其他配合助劑配伍性好，和相關(guān)組分無對(duì)抗效應(yīng)； 不損害制品的穩(wěn)定性能和物理力學(xué)性能； 價(jià)廉，無毒或低毒，不刺激皮膚，無過敏性。,分類,作用機(jī)理,八、抗靜電劑,增加導(dǎo)電性。由于塑料的電絕緣性極好，一旦產(chǎn)生靜電，便難以消除、而增加導(dǎo)電性會(huì)使電荷難以積聚。因此，很多抗靜電劑中均含有親水基團(tuán)，它們可以增加制品表面的吸濕性，形成一種易于導(dǎo)

25、電的導(dǎo)電膜，從而使靜電得以減少或消除；另外，離子型抗靜電劑可以增加制品表面的離子濃度，也可增加導(dǎo)電性。增加導(dǎo)電性可以加快電荷的消除，是一類較為主動(dòng)的抗靜電方法。,減小摩擦產(chǎn)生的電量。靜電是因摩擦而生，是由于其他材料對(duì)制品進(jìn)行摩擦而生成，摩擦力越大，靜電積聚越多。為此，可以增加制品表面的平滑性，降低摩擦因數(shù)，也就減少了摩擦力，另外，采用介電常數(shù)大的抗靜電劑，可增加摩擦體之間的介電性，也可減少因摩擦產(chǎn)生的電量。,作用,八、抗靜電劑,通過降低電阻來減少摩擦電荷，從而減少或消除制品表面靜電荷的形成。,有機(jī)氮化物（如酰胺、胺類及季胺化合物）、具有醚結(jié)構(gòu)的化合物。,特性,種類,吸水的化合物（電解質(zhì)），基本

26、上不溶于聚合物，易滲出到表面，形成親水性導(dǎo)電層。,是一種受熱能放出游離基來活化高分子鏈，使它們發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)而相互交聯(lián)起來的一種助劑。,九、交聯(lián)劑,定義,性能要求,在規(guī)定的溫度下，其分解產(chǎn)物應(yīng)保證交聯(lián)迅速進(jìn)行，而無過早反應(yīng)的傾向； 只發(fā)生對(duì)聚合物改性的交聯(lián)反應(yīng)； 與彈性體和塑料充分相容； 在運(yùn)輸、貯存和加工過程中必須是安全的； 不易揮發(fā)，以避免在混合過程中損失； 在含有其它混合成分如填料或增強(qiáng)劑時(shí)，也必須有活性； 過氧化物及其分解產(chǎn)物必須無毒，應(yīng)滿足工業(yè)衛(wèi)生要求。,一般的交聯(lián)劑多指有機(jī)過氧化物，如聚乙烯的交聯(lián)劑可使用過氧化二異丙苯。,九、交聯(lián)劑,分 類,橡膠硫化劑，包括硫磺、氯化硫、硒、碲等無

27、機(jī)交聯(lián)劑及有機(jī)硫化劑； 氨基樹脂、醇酸樹脂用交聯(lián)劑； 不飽和樹脂交聯(lián)劑、乙烯基單體及反應(yīng)性稀釋劑； 聚氨酯用交聯(lián)劑，包括異氰酸酯、多元醇及胺類等化合物； 環(huán)氧樹脂固化劑，主要以多元胺及改性樹脂為主； 纖維用樹脂整理劑； 塑料用交聯(lián)劑，以有機(jī)過氧化物為主。,有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑； 羧酸及酸酐類交聯(lián)劑； 胺類交聯(lián)劑； 偶氮化合物交聯(lián)劑； 酚醛樹脂基氨基樹脂類交聯(lián)劑； 醇、醛及環(huán)氧化合物； 醌及酮二肟類交聯(lián)劑； 硅烷類交聯(lián)劑； 無機(jī)交聯(lián)劑等。,用途,結(jié)構(gòu),作用機(jī)理,交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng)。由于塑料的電絕緣性極好，一旦產(chǎn)生靜電，便難以消除、而增加導(dǎo)電性會(huì)使電荷難以積聚。因此，很多抗靜電劑中均含有親水基團(tuán)，

28、它們可以增加制品表面的吸濕性，形成一種易于導(dǎo)電的導(dǎo)電膜，從而使靜電得以減少或消除；另外，離子型抗靜電劑可以增加制品表面的離子濃度，也可增加導(dǎo)電性。增加導(dǎo)電性可以加快電荷的消除，是一類較為主動(dòng)的抗靜電方法。,交聯(lián)劑的官能團(tuán)與高分子聚合物反應(yīng)。靜電是因摩擦而生，是由于其他材料對(duì)制品進(jìn)行摩擦而生成，摩擦力越大，靜電積聚越多。為此，可以增加制品表面的平滑性，降低摩擦因數(shù)，也就減少了摩擦力，另外，采用介電常數(shù)大的抗靜電劑，可增加摩擦體之間的介電性，也可減少因摩擦產(chǎn)生的電量。,九、交聯(lián)劑,有機(jī)交聯(lián)劑,作用機(jī)理,交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng) 這類交聯(lián)反應(yīng)中，交聯(lián)劑分解產(chǎn)生自由基，這些自由基引發(fā)高分子自由基鏈反應(yīng)，從

29、而導(dǎo)致高分子化合物鏈的C-C鍵交聯(lián)。 在這里交聯(lián)劑實(shí)際上起的是引發(fā)劑的作用。 以這種機(jī)理進(jìn)行交聯(lián)的交聯(lián)劑主要是有機(jī)過氧化物。,交聯(lián)劑的官能團(tuán)與高分子聚合物反應(yīng) 利用交聯(lián)劑分子中的官能團(tuán)（主要是反應(yīng)性雙官能團(tuán)、多官能團(tuán)以及C=C雙鍵等）與高分子化合物進(jìn)行反應(yīng)，通過交聯(lián)劑作為橋梁把聚合大分子交聯(lián)起來。 這種交聯(lián)機(jī)理是除過氧化物外大多數(shù)交聯(lián)劑采用的形式。,九、交聯(lián)劑,有機(jī)交聯(lián)劑,作用機(jī)理,交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng)和交聯(lián)劑官能團(tuán)反應(yīng)相結(jié)合 這種交聯(lián)機(jī)理實(shí)際上是前述兩種機(jī)理的結(jié)合形式，它把自由基引發(fā)劑和官能團(tuán)化合物聯(lián)合使用。 例如：用有機(jī)過氧化物和不飽和單體使不飽和聚酯進(jìn)行交聯(lián),九、交聯(lián)劑,有機(jī)交聯(lián)劑,少量

30、苯乙烯、有機(jī)過氧化物,自由基加成,過氧化物交聯(lián)劑,九、交聯(lián)劑,可交聯(lián)絕大多數(shù)聚合物； 交聯(lián)物的壓縮永久變形??； 無污染性； 耐熱性好； 通過與助交聯(lián)劑并用，可制造出具有各種特性的制品。,在空氣存在下交聯(lián)困難； 易受其他助劑的影響； 交聯(lián)劑中殘存令人不快的臭味； 與硫化相比，交聯(lián)物的力學(xué)性能略低。,可以交聯(lián)硫黃等交聯(lián)劑所不能交聯(lián)的飽和聚合物，形成CC交聯(lián)鍵。,特征,優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn),氨基甲酸酯類硫化劑 馬來酰亞胺類硫化劑,九、交聯(lián)劑,研究重點(diǎn)：增加高溫快速硫化時(shí)的耐還原性，提高硫化膠的耐熱和耐氧化性能，比較突出的進(jìn)展為：,發(fā)展趨勢,一類能改善填料與高分子材料之間界面特性、增強(qiáng)無機(jī)物 與有機(jī)高分子材料之

31、間結(jié)合力的助劑，又稱表面改性劑。,十、偶聯(lián)劑,定義,選用原則：酸（堿）性填料應(yīng)使用含堿（酸）性官能團(tuán)的偶聯(lián)劑。含硅的無機(jī)填料選用硅烷偶聯(lián)劑最佳，含鈣的無機(jī)填料選用鈦酸酯偶聯(lián)劑效果更好。 另外，還要根據(jù)有機(jī)金屬種類、基料組分的特定化學(xué)結(jié)構(gòu)以及所要求的最終性能等作出決定。,作用,提高增強(qiáng)劑或填料的效能，改善塑料制品的性能。,硅烷系、鈦酸酯系、鋁酸酯系、鉻絡(luò)合物系及其它高級(jí)脂肪酸、醇、酯等。,有機(jī)硅烷,有機(jī)鈦酸酯,使用最廣泛,更高效,分類,作用機(jī)理,在分子結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)活性官能團(tuán)，一個(gè)是與硅原子連接的官能團(tuán)，又稱無機(jī)端；另一個(gè)是與亞烷基連接的官能團(tuán)。 結(jié)構(gòu)中有機(jī)基R系與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的活性官能團(tuán)，如氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基、硫醇基、甲基丙烯酰氧基等。 無機(jī)基X為能夠水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）以及氯等。 無機(jī)端經(jīng)水解后與無機(jī)界面反應(yīng)，有機(jī)端則與有機(jī)界面進(jìn)行作用