第四章 高分子材料

1、第四章 高分子材料助劑4.1 概述概述一一. 助劑的定義和分類助劑的定義和分類1.助劑的定義助劑的定義 助劑又稱添加劑，是指在塑料、橡膠、助劑又稱添加劑，是指在塑料、橡膠、合成纖維等材料和產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、使合成纖維等材料和產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、使用過程中，為改善工藝條件、提高產(chǎn)品的用過程中，為改善工藝條件、提高產(chǎn)品的質(zhì)量或賦予產(chǎn)品某些特殊性能所添加的各質(zhì)量或賦予產(chǎn)品某些特殊性能所添加的各種輔助化學(xué)品。種輔助化學(xué)品。2.助劑的分類助劑的分類 （1）按應(yīng)用對象分類）按應(yīng)用對象分類u 高分子材料助劑高分子材料助劑 包括塑料、橡膠、纖維用助劑。包括塑料、橡膠、纖維用助劑。u 紡織染整助劑紡織染整助劑 包

2、括織物纖維的前處理助劑、印染和染料包括織物纖維的前處理助劑、印染和染料加工用助劑、織物后整理助劑。加工用助劑、織物后整理助劑。u石油工業(yè)用助劑石油工業(yè)用助劑 包括原油開采和處理添加劑、石油產(chǎn)品包括原油開采和處理添加劑、石油產(chǎn)品添加劑添加劑.u食品工業(yè)用添加劑食品工業(yè)用添加劑 主要有：調(diào)味劑、著色劑、抗氧劑、主要有：調(diào)味劑、著色劑、抗氧劑、防腐劑、香味劑、乳化劑、酸味劑等防腐劑、香味劑、乳化劑、酸味劑等u按應(yīng)用對象分類還包括涂料助劑、醫(yī)藥助劑、農(nóng)藥助劑、按應(yīng)用對象分類還包括涂料助劑、醫(yī)藥助劑、農(nóng)藥助劑、飼料添加劑、水泥添加劑、燃燒助劑等飼料添加劑、水泥添加劑、燃燒助劑等（2 2）按使用范圍分類）

3、按使用范圍分類合成用助劑合成用助劑加工用助劑加工用助劑合成用助劑是指在合成反應(yīng)中所加入的助劑。合成用助劑是指在合成反應(yīng)中所加入的助劑。加工助劑是指材料在加工過程中所加的添加劑。加工助劑是指材料在加工過程中所加的添加劑。 （3 3）按作用功能分類）按作用功能分類二二.助劑的選擇中應(yīng)注意的問題助劑的選擇中應(yīng)注意的問題1助劑與制品的配伍性助劑與制品的配伍性2助劑的耐久性助劑的耐久性3助劑對加工條件的適應(yīng)性助劑對加工條件的適應(yīng)性固體助劑的析出俗稱為固體助劑的析出俗稱為“噴霜噴霜”，液體助劑的析出則稱作，液體助劑的析出則稱作“滲出滲出”或或“出汗出汗”。聚合物材料在使用條件下，仍可保持原來性能的能力叫耐

4、久聚合物材料在使用條件下，仍可保持原來性能的能力叫耐久性。保持耐久性就是防止助劑的損失。助劑的損失主要通過性。保持耐久性就是防止助劑的損失。助劑的損失主要通過三條途徑：揮發(fā)、抽出和遷移。三條途徑：揮發(fā)、抽出和遷移。加工條件對助劑的要求，最主要是耐熱性，即要求助劑在加加工條件對助劑的要求，最主要是耐熱性，即要求助劑在加工溫度下不分解、不易揮發(fā)和升華。工溫度下不分解、不易揮發(fā)和升華。 4助劑對制品用途的適應(yīng)性 不同用途的制品對所欲采用的助劑的外觀、氣味、不同用途的制品對所欲采用的助劑的外觀、氣味、污染性、耐久性、電性能、熱性能、耐候性、毒性等都有污染性、耐久性、電性能、熱性能、耐候性、毒性等都有一

5、定要求一定要求。5助劑配合中的協(xié)同作用與相抗作用 加和效應(yīng)加和效應(yīng)是指兩種或兩種以上助劑并用時它們的總效應(yīng)是指兩種或兩種以上助劑并用時它們的總效應(yīng)等于它們各自單獨(dú)使用效能的加和。等于它們各自單獨(dú)使用效能的加和。 協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)是指兩種或兩種以上助劑并用時，它們的總效應(yīng)是指兩種或兩種以上助劑并用時，它們的總效應(yīng)超過它們各自單獨(dú)使用效能的加和。超過它們各自單獨(dú)使用效能的加和。 相抗效應(yīng)相抗效應(yīng)是指兩種或兩種以上助劑并用時，它們的總效應(yīng)是指兩種或兩種以上助劑并用時，它們的總效應(yīng)小于它們各自單獨(dú)使用的效能或加和小于它們各自單獨(dú)使用的效能或加和三助劑工業(yè)的發(fā)展動態(tài)三助劑工業(yè)的發(fā)展動態(tài)1. 1. 大噸位

6、品種趨于大型化和集中生產(chǎn)大噸位品種趨于大型化和集中生產(chǎn)2 2新功能助劑研究繼續(xù)活躍新功能助劑研究繼續(xù)活躍 3 3助劑分子結(jié)構(gòu)日臻完善助劑分子結(jié)構(gòu)日臻完善4 4助劑開發(fā)順應(yīng)全球環(huán)保、衛(wèi)生及安全性潮流助劑開發(fā)順應(yīng)全球環(huán)保、衛(wèi)生及安全性潮流5 5助劑多功能化趨勢助劑多功能化趨勢 6 6復(fù)配型助劑和集裝化技術(shù)進(jìn)展迅速復(fù)配型助劑和集裝化技術(shù)進(jìn)展迅速 7 7助劑高分子量化趨勢助劑高分子量化趨勢 8 8反應(yīng)型助劑穩(wěn)步發(fā)展反應(yīng)型助劑穩(wěn)步發(fā)展 9 9成本成本效能平衡性效能平衡性 4.2 4.2 增塑劑增塑劑一一 增塑劑的定義和性能要求增塑劑的定義和性能要求 增塑劑的定義：增塑劑的定義： 增塑劑增塑劑是一種加入到

7、高分子聚合體系中是一種加入到高分子聚合體系中能增加它們的可塑性、柔韌性或膨脹性的物質(zhì)能增加它們的可塑性、柔韌性或膨脹性的物質(zhì)1）基本性能要求）基本性能要求）耐久性）耐久性）加工性）加工性 ）安全性）安全性 ）經(jīng)濟(jì)性等）經(jīng)濟(jì)性等增塑劑分子應(yīng)與高聚物的相容性好，同時還要考慮透明性、塑化效率、剛性、增塑劑分子應(yīng)與高聚物的相容性好，同時還要考慮透明性、塑化效率、剛性、強(qiáng)度、伸長率、低溫柔軟性、低溫脆性、橡膠狀彈性、耐曲撓性、尺寸穩(wěn)定強(qiáng)度、伸長率、低溫柔軟性、低溫脆性、橡膠狀彈性、耐曲撓性、尺寸穩(wěn)定性、電絕緣性、耐電壓性、介電性、抗靜電性和粘合性等。性、電絕緣性、耐電壓性、介電性、抗靜電性和粘合性等。

8、包括耐熱著色性、耐熱老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐堿、耐洗滌性耐遷移包括耐熱著色性、耐熱老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐堿、耐洗滌性耐遷移性、耐抽出性。性、耐抽出性。包括加工操作性、干燥性、潤滑性、交聯(lián)性、塑性流動性、長期反復(fù)操作性包括加工操作性、干燥性、潤滑性、交聯(lián)性、塑性流動性、長期反復(fù)操作性. . 包括衛(wèi)生性、無臭性、無味性、不燃性、再生利用性、降解性。包括衛(wèi)生性、無臭性、無味性、不燃性、再生利用性、降解性。2. 增塑劑的性能要求增塑劑的性能要求 塑化效率的定義塑化效率的定義 可以使高分子材料達(dá)到某一柔軟程度時需要添加可以使高分子材料達(dá)到某一柔軟程度時需要添加的增塑劑的量來衡量，所需增塑劑的量

9、越少，其的增塑劑的量來衡量，所需增塑劑的量越少，其增塑效率越高。增塑效率越高。 實(shí)際應(yīng)用時，以實(shí)際應(yīng)用時，以DOPDOP為標(biāo)準(zhǔn)，將其塑化效率為標(biāo)準(zhǔn)，將其塑化效率 定定為為100100，在同一柔軟程度的前提下，其他增塑劑，在同一柔軟程度的前提下，其他增塑劑用量與用量與 DOPDOP用量的比值為該增塑劑的相對塑化效用量的比值為該增塑劑的相對塑化效率。率。二二 增塑劑的分類增塑劑的分類1 1按與被增塑物的相容性分類按與被增塑物的相容性分類主增塑劑與輔助增塑劑主增塑劑與輔助增塑劑2 2按增塑劑的分子量大小分類（分子結(jié)構(gòu)）按增塑劑的分子量大小分類（分子結(jié)構(gòu)）單體型增塑劑與聚合型增塑劑單體型增塑劑與聚合型

10、增塑劑3. 3. 按添加方式分類按添加方式分類外增塑劑與內(nèi)增塑劑外增塑劑與內(nèi)增塑劑4 4按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 鄰苯二甲酸酯類，脂肪族二元酸酯類，脂肪酸單酯與鄰苯二甲酸酯類，脂肪族二元酸酯類，脂肪酸單酯與多元酸的脂肪酸酯類等。多元酸的脂肪酸酯類等。5 5按應(yīng)用性能分類按應(yīng)用性能分類 耐寒性增塑劑，耐熱性增塑劑，阻燃性增塑劑、防舀耐寒性增塑劑，耐熱性增塑劑，阻燃性增塑劑、防舀性增塑劑，無毒性增塑劑，耐候性增塑劑和通用型增塑性增塑劑，無毒性增塑劑，耐候性增塑劑和通用型增塑劑劑 。三增塑劑的增塑機(jī)理三增塑劑的增塑機(jī)理 1、潤滑理論潤滑理論 增塑劑是起增塑劑是起界面潤滑劑界面潤滑劑的作用，聚合物

11、能抵抗形變而具有的作用，聚合物能抵抗形變而具有剛性，是因聚合物大分子間具有摩擦力剛性，是因聚合物大分子間具有摩擦力(作用力作用力)，增塑劑，增塑劑的加入能促進(jìn)聚合物大分子間或鏈段間的運(yùn)動，甚至當(dāng)大的加入能促進(jìn)聚合物大分子間或鏈段間的運(yùn)動，甚至當(dāng)大分子的某些部分締結(jié)成凝膠網(wǎng)狀時，增塑劑也能起潤滑作分子的某些部分締結(jié)成凝膠網(wǎng)狀時，增塑劑也能起潤滑作用而降低分子間的用而降低分子間的“摩擦力摩擦力”，使大分子鏈能相互滑移。，使大分子鏈能相互滑移。換言之增塑劑產(chǎn)生了換言之增塑劑產(chǎn)生了“內(nèi)部潤滑作用內(nèi)部潤滑作用”。 潤滑理論潤滑理論優(yōu)優(yōu)/缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 這個理論能解釋增塑劑的加入使聚合物粘度減小，這個理論能解

12、釋增塑劑的加入使聚合物粘度減小，流動性增加，易于成型加工，以及聚合物的性質(zhì)不會明顯流動性增加，易于成型加工，以及聚合物的性質(zhì)不會明顯改變的原因。但單純的潤滑理論，還不能說明增塑過程的改變的原因。但單純的潤滑理論，還不能說明增塑過程的復(fù)雜機(jī)理。復(fù)雜機(jī)理。2、凝膠理論要點(diǎn)：、凝膠理論要點(diǎn)： 聚合物聚合物(主要指無定形聚合物主要指無定形聚合物)的增塑過程是使組成聚合物的增塑過程是使組成聚合物的大分子力圖分開，而大分子之間的吸引力又盡量使其的大分子力圖分開，而大分子之間的吸引力又盡量使其重新聚集在一起的過程這樣重新聚集在一起的過程這樣“時開時集時開時集”構(gòu)成一種動構(gòu)成一種動態(tài)平衡。在一定溫度和濃度下聚

13、合物大分子間的態(tài)平衡。在一定溫度和濃度下聚合物大分子間的“時時開時集開時集”，造成分子間存在若干物理，造成分子間存在若干物理“連接點(diǎn)連接點(diǎn)”，這些，這些“連接點(diǎn)連接點(diǎn)”在聚合物中不是固定的，而是彼此不斷接觸在聚合物中不是固定的，而是彼此不斷接觸“連接連接”又不斷分開。增塑劑的作用是有選擇地在這又不斷分開。增塑劑的作用是有選擇地在這些些“連接點(diǎn)連接點(diǎn)”處使聚合物溶劑化拆散或隔斷物理處使聚合物溶劑化拆散或隔斷物理“連連接點(diǎn)接點(diǎn)”，并把使大分子鏈聚攏在一起的作用力中心遮蔽，并把使大分子鏈聚攏在一起的作用力中心遮蔽起來，導(dǎo)致大分子間的分開。起來，導(dǎo)致大分子間的分開。凝膠理論凝膠理論優(yōu)優(yōu)/缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 這

14、一理論更適用于增塑劑用量大的極性聚合物的增塑。而對于非極性聚合物的增塑由于大分子間的作用力較小，認(rèn)為增塑劑的加入只不過是減少了聚合物大分子纏結(jié)點(diǎn)(連接點(diǎn))的數(shù)目而已。3、自由體積的理論要點(diǎn)：自由體積的理論要點(diǎn)： 增塑劑加入后會增加聚合物的自由體積。而所有聚合物在增塑劑加入后會增加聚合物的自由體積。而所有聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)化溫度了玻璃化轉(zhuǎn)化溫度了g時的自由體積是一定的，而增塑劑時的自由體積是一定的，而增塑劑的加入，使大分子間距離增大，體系的自由體積增加，聚的加入，使大分子間距離增大，體系的自由體積增加，聚合物的粘度相應(yīng)下降塑性加大了。合物的粘度相應(yīng)下降塑性加大了。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 不能解釋許多聚合物

15、在增塑劑量低時不能解釋許多聚合物在增塑劑量低時所發(fā)生的反增塑現(xiàn)象等。所發(fā)生的反增塑現(xiàn)象等。2. 增塑劑的作用原理（現(xiàn)在普遍接受的一種說法）增塑劑的作用原理（現(xiàn)在普遍接受的一種說法） 高分子材料的增塑，是由于材料中高聚物分子鏈間聚集高分子材料的增塑，是由于材料中高聚物分子鏈間聚集作用的削弱而造成的。增塑劑分子插入到聚合物分子作用的削弱而造成的。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作用力，結(jié)果增加鏈之間，削弱了聚合物分子鏈間的作用力，結(jié)果增加了聚合物分子鏈的移動性，降低了聚合物分子鏈的結(jié)了聚合物分子鏈的移動性，降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶度，從而使聚合物塑性增加。晶度，從而使聚合物

16、塑性增加。 4 4、高聚物分子中對抗塑化的因素、高聚物分子中對抗塑化的因素（）范德華力（作用能（）范德華力（作用能: 28kJ/mol: 28kJ/mol） 取向力取向力 誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力 色散力色散力 （）（）1329 kJ/mol1329 kJ/mol） （）結(jié)晶（）結(jié)晶 四、增塑劑的主要品種苯二甲酸酯類苯二甲酸酯類鄰苯二甲酸二辛酯（）的制備與工藝流程：鄰苯二甲酸二辛酯（）的制備與工藝流程：常見的鄰苯二甲酸酯類增塑劑常見的鄰苯二甲酸酯類增塑劑2脂肪族二元酸酯類脂肪族二元酸酯類壬二酸二乙基己基酯（壬二酸二乙基己基酯（DOZ）的制備工藝）的制備工藝. 磷酸酯磷酸酯 磷酸酯的通式為：磷酸酯的通式為：

17、 環(huán)氧化合物類環(huán)氧化合物類 含氯增塑劑含氯增塑劑 高分子量增塑劑高分子量增塑劑 其他類型其他類型4.3 高分子材料增韌劑 增韌劑能賦予塑料（或粘合劑）更好韌性的助劑（也稱抗改性劑）。 增韌機(jī)理多重銀紋理論。 銀紋：聚合物在張應(yīng)力作用下，于材料某些薄弱地方應(yīng)力集中產(chǎn)生局部塑性形變，在材料表面或內(nèi)部出現(xiàn)垂直于應(yīng)力方向的微細(xì)凹槽，呈銀白色，故稱為銀紋。 常用增韌劑：1）橡膠類物質(zhì)。如乙丙橡膠（用于增韌PS）、聚丁二烯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠和丁苯橡膠。2）樹脂類物質(zhì)。如SBS（苯乙烯丁二烯嵌段共聚物）、MBS（甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯的接枝共聚物）、ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）等。 影響增韌

18、劑增韌效果的因素：作為增韌劑，在共混體系中，其粒子大小和分布、粒子的密度、增韌劑的結(jié)構(gòu)和其玻璃化溫度高低、共混體系中的相界面結(jié)合好環(huán)等。4.4 聚合物復(fù)合材料增強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑 聚合物復(fù)合材料聚合物復(fù)合材料以合成樹脂為粘接劑，以無機(jī)或有以合成樹脂為粘接劑，以無機(jī)或有機(jī)纖維及其制品（布、帶、氈等）、短纖維以及一些無機(jī)纖維及其制品（布、帶、氈等）、短纖維以及一些無機(jī)填料為增強(qiáng)劑，再酸以偶聯(lián)劑，通過一定方法復(fù)合而機(jī)填料為增強(qiáng)劑，再酸以偶聯(lián)劑，通過一定方法復(fù)合而成的材料。成的材料。 復(fù)合材料分類：按其強(qiáng)度分高性能的增強(qiáng)材料和低性能復(fù)合材料分類：按其強(qiáng)度分高性能的增強(qiáng)材料和低性能增強(qiáng)材料；按其所用合成樹脂基

19、體也可分為熱固性和熱增強(qiáng)材料；按其所用合成樹脂基體也可分為熱固性和熱塑性兩種。塑性兩種。 復(fù)合材料的增強(qiáng)劑分類：纖維增強(qiáng)劑、粉狀增強(qiáng)劑。復(fù)合材料的增強(qiáng)劑分類：纖維增強(qiáng)劑、粉狀增強(qiáng)劑。 纖維增強(qiáng)劑品種：玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、硅碳纖維、聚對苯撐對苯二甲酰胺纖維（凱芙拉）、晶須（其主要材料是氧化鋁、碳化硅、氮化硅等）。 粉狀增強(qiáng)劑品種：二氧化硅、炭黑、金屬粉、石棉、云母、玻璃、木屑、硅藻土、碳酸鈣、滑石粉等。 偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子中含一個親無機(jī)物的基團(tuán)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子中含一個親無機(jī)物的基團(tuán)（與無機(jī)材料反應(yīng)）和一個親有機(jī)物的基團(tuán)（與有機(jī)材料（與無機(jī)材料反應(yīng)）和一個親有機(jī)物的基團(tuán)（與有機(jī)材料

20、反應(yīng)）。它廣泛用于復(fù)合材料和粘材料中。反應(yīng)）。它廣泛用于復(fù)合材料和粘材料中。 常用的偶聯(lián)劑：硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。常用的偶聯(lián)劑：硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。 硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑是由美國聯(lián)合碳化物公司開發(fā)的，主要用于玻是由美國聯(lián)合碳化物公司開發(fā)的，主要用于玻璃纖維增強(qiáng)塑料。硅烷偶聯(lián)劑璃纖維增強(qiáng)塑料。硅烷偶聯(lián)劑9分子結(jié)構(gòu)式一般為：分子結(jié)構(gòu)式一般為：YRSi(OR)3，(式中式中Y一有機(jī)官能基一有機(jī)官能基SiOR一硅烷氧基一硅烷氧基)。硅烷氧基對無機(jī)物具有反應(yīng)性，有機(jī)官能基對有機(jī)物具有硅烷氧基對無機(jī)物具有反應(yīng)性，有機(jī)官能基對有機(jī)物具有反應(yīng)性或相容性。因此，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑介于無機(jī)和有機(jī)界反應(yīng)性或相容

21、性。因此，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑介于無機(jī)和有機(jī)界面之間，可形成有機(jī)基體面之間，可形成有機(jī)基體硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑無機(jī)基體的結(jié)合無機(jī)基體的結(jié)合層。典型的硅烷偶聯(lián)劑有層。典型的硅烷偶聯(lián)劑有WD20(或或A151)(乙烯基三乙乙烯基三乙基硅烷基硅烷)、A17l(乙烯基三甲氧基硅烷乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三乙烯基三(甲氧乙氧基甲氧乙氧基)硅烷硅烷”等。等。 鐵酸酯偶聯(lián)劑在熱塑性塑料、熱固性塑料及橡膠等填料體系中都具有較好的偶聯(lián)效果。 鐵酸酯偶聯(lián)劑按其結(jié)構(gòu)大致可分為四類：單烷氧墓型、單烷氧基焦磷酸酯型、螯合型和配位體型。 單烷氧基型偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)通式為：ROTi(OXRY)3。代表性品種為三異硬脂?；?/p>

22、鈦酸異丙酯(TTS)，適用于碳酸鈣填料。 單烷基焦磷酸酯型偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)通式為: 代表品種有異丙基三代表品種有異丙基三(焦磷酸二辛酯焦磷酸二辛酯)鈦酸酯鈦酸酯(LR-38S) 螯合型偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)通式為： 代表品種是二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酰酯鈦(KR-138S)。 配位型結(jié)構(gòu)通式為： 代表品種有四異丙基二(亞磷酸二月桂酯)鈦酸酯。 鈦酸酯處理填料的方法：鈦酸酯處理填料的方法：1 1）現(xiàn)場即時摻混法（也）現(xiàn)場即時摻混法（也稱干法），特點(diǎn)是方法簡單，成本低廉；稱干法），特點(diǎn)是方法簡單，成本低廉；2 2）預(yù)處）預(yù)處理法，又分為溶劑漿液處理法和水相漿料處理法。理法，又分為溶劑漿液處理法和水相漿料處理法

23、。 兩類偶聯(lián)劑比較：硅偶聯(lián)劑對含硅元素的填料有效，硅偶聯(lián)劑對含硅元素的填料有效，適應(yīng)填料面相對較窄，可增加復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛適應(yīng)填料面相對較窄，可增加復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛性；鈦酸酯偶聯(lián)劑對不含硅的填料較適用，它對于性；鈦酸酯偶聯(lián)劑對不含硅的填料較適用，它對于樹脂和無機(jī)填料的適用范圍較廣，其作用不僅使復(fù)樹脂和無機(jī)填料的適用范圍較廣，其作用不僅使復(fù)合材料的強(qiáng)度提高，還能賦予一定程度的撓屈性合材料的強(qiáng)度提高，還能賦予一定程度的撓屈性。5.6 高聚物交聯(lián)及交聯(lián)劑 將線型高分子轉(zhuǎn)變成體型將線型高分子轉(zhuǎn)變成體型(三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))高分子的過程稱高分子的過程稱為為“交聯(lián)交聯(lián)”或或“硫化硫化”， 凡能使

24、高分子化合物引起交聯(lián)的物質(zhì)就稱為凡能使高分子化合物引起交聯(lián)的物質(zhì)就稱為交聯(lián)劑交聯(lián)劑(也稱也稱硫化劑硫化劑)。除某些熱塑性橡膠外，天然橡膠與各種合成橡。除某些熱塑性橡膠外，天然橡膠與各種合成橡膠幾乎都需要進(jìn)行膠幾乎都需要進(jìn)行“硫化硫化”。某些塑料，特別是某些不飽。某些塑料，特別是某些不飽和樹脂，也需要進(jìn)行交聯(lián)。和樹脂，也需要進(jìn)行交聯(lián)。 交聯(lián)的作用：提高模量、抗張強(qiáng)度等機(jī)械物理性能，以及交聯(lián)的作用：提高模量、抗張強(qiáng)度等機(jī)械物理性能，以及耐溫性和耐候性等。耐溫性和耐候性等。1）橡膠制品通過交聯(lián)獲得寶貴的高）橡膠制品通過交聯(lián)獲得寶貴的高彈性；彈性；2）熱塑性塑料通過交聯(lián)獲得足夠高的玻璃化溫度）熱塑性塑

25、料通過交聯(lián)獲得足夠高的玻璃化溫度和穩(wěn)定性；和穩(wěn)定性；3）涂料經(jīng)交聯(lián)才能成牢固的涂膜，從而具有）涂料經(jīng)交聯(lián)才能成牢固的涂膜，從而具有耐高溫、防腐蝕和絕緣性能；耐高溫、防腐蝕和絕緣性能；4）膠粘劑和密封膠只有交）膠粘劑和密封膠只有交聯(lián)才有足夠的內(nèi)聚力，產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度；聯(lián)才有足夠的內(nèi)聚力，產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度；5）纖維制品防）纖維制品防皺加工、耐久壓燙、防縮及定型整理等也離不開交聯(lián)反應(yīng)皺加工、耐久壓燙、防縮及定型整理等也離不開交聯(lián)反應(yīng)7類交聯(lián)體系硫磺/硫化促進(jìn)劑體系有機(jī)過氧化物空氣（氧）含官能團(tuán)的有機(jī)化合物有機(jī)金屬鹽與有機(jī)金屬化合物金屬氧化物硅烷化合物、硫磺/硫化促進(jìn)劑體系 硫磺硫磺是橡膠硫化（交聯(lián)）最主

26、要的交聯(lián)劑。是橡膠硫化（交聯(lián)）最主要的交聯(lián)劑。 在橡膠硫化時，可以加快硫化速度、縮短硫化時間、降低在橡膠硫化時，可以加快硫化速度、縮短硫化時間、降低硫化溫度、減少硫化劑用量以及改善硫化膠的物理機(jī)械性硫化溫度、減少硫化劑用量以及改善硫化膠的物理機(jī)械性能的助劑稱為能的助劑稱為硫化促進(jìn)劑硫化促進(jìn)劑，簡稱硫化劑。早期使用的硫化，簡稱硫化劑。早期使用的硫化促進(jìn)劑為無機(jī)化合物促進(jìn)劑為無機(jī)化合物(如氧化鋅、氧化鎂等如氧化鋅、氧化鎂等)，但因其效能，但因其效能較低，已改為活性劑使用。目前使用的硫化促進(jìn)劑基本上較低，已改為活性劑使用。目前使用的硫化促進(jìn)劑基本上采用有機(jī)化合物。采用有機(jī)化合物。 硫化促進(jìn)劑種類：硫

27、化促進(jìn)劑種類：1）二硫代氨基甲酸鹽）二硫代氨基甲酸鹽 (R，R烷基、芳基，通常為甲基、烷基、芳基，通常為甲基、乙基、丁基、苯基；乙基、丁基、苯基；Me金屬原子，金屬原子，如鋅鹽、鉛鹽、銅鹽、鎳鹽；如鋅鹽、鉛鹽、銅鹽、鎳鹽；n金屬原子價金屬原子價)2）噻唑類 指分子中含有噻唑環(huán)結(jié)構(gòu)的促進(jìn)劑，常見的品種有促進(jìn)劑M(2硫醇基苯并噻唑)、促進(jìn)劑MZ(2硫醇基苯并噻唑鋅鹽)、促進(jìn)劑DM(二硫化二苯并噻唑)。3）秋蘭姆 NSSNSS4）次磺酰胺類 (R1、R2可以是氫、烷基、芳基或環(huán)己基可以是氫、烷基、芳基或環(huán)己基)，其特點(diǎn)是有良好的后效性。其特點(diǎn)是有良好的后效性。、有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑 有機(jī)過氧化物受熱分

28、解，產(chǎn)生活性很高的自有機(jī)過氧化物受熱分解，產(chǎn)生活性很高的自由基，而自由基容易奪取化合物分子中被活化了由基，而自由基容易奪取化合物分子中被活化了的的H H，使聚合物主鏈變成活性大分子自由基，這，使聚合物主鏈變成活性大分子自由基，這些大分子自由基相互結(jié)合而交聯(lián)，形成交聯(lián)聚合些大分子自由基相互結(jié)合而交聯(lián)，形成交聯(lián)聚合物。物。 在有機(jī)過氧化物存在下，不飽和單體與不飽在有機(jī)過氧化物存在下，不飽和單體與不飽和聚合物也會進(jìn)行交聯(lián)。和聚合物也會進(jìn)行交聯(lián)。 、空氣（氧）進(jìn)行交聯(lián)的反應(yīng)不飽和化合物吸收氧形成過氧化物，然后分解產(chǎn)生自由基，從而進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，這類產(chǎn)聯(lián)過程在油漆工業(yè)廣泛應(yīng)用。如亞麻仁油等干性油，以及由干

29、性油改性的醇酸樹脂，環(huán)氧樹脂的氧化干燥等。、含官能團(tuán)的有機(jī)化合物用于交聯(lián)反應(yīng) 一些多官能團(tuán)有機(jī)物能與高分子化一些多官能團(tuán)有機(jī)物能與高分子化合物中官能團(tuán)反應(yīng)而引起聚合物交聯(lián)。如合物中官能團(tuán)反應(yīng)而引起聚合物交聯(lián)。如用叔丁基酚醛樹脂硫化天然橡膠或丁基橡用叔丁基酚醛樹脂硫化天然橡膠或丁基橡膠；多元胺作環(huán)氧樹脂的固化劑；多異氰膠；多元胺作環(huán)氧樹脂的固化劑；多異氰酸酯作含活潑酸酯作含活潑H H的基團(tuán)聚合物的交聯(lián)劑等。的基團(tuán)聚合物的交聯(lián)劑等。 、有機(jī)金屬鹽與有機(jī)金屬化合物作交聯(lián)劑一些有機(jī)金屬鹽、金屬醇鹽或有機(jī)金屬化合物能與帶有羥基及羧基等官能團(tuán)的聚合物產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)。這在涂料或特種橡膠中常被使用。、金屬氧化物

30、作交聯(lián)劑 ZnO、MgO 等金屬氧化物常作為硫化活性劑，同時也可作一些橡膠（如氯丁橡膠、氯化橡膠等）的硫化劑，結(jié)果形成醚的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。 、硅烷化合物作交聯(lián)劑5.7 抗氧化劑一一.概述概述 1. 高分子材料的老化高分子材料的老化 高分子材料在加工、貯存和使用過程中，其性高分子材料在加工、貯存和使用過程中，其性能往往會發(fā)生變化而失去應(yīng)用的價值。例如塑料能往往會發(fā)生變化而失去應(yīng)用的價值。例如塑料的發(fā)黃、脆化與開裂現(xiàn)象；橡膠的發(fā)粘、硬化，的發(fā)黃、脆化與開裂現(xiàn)象；橡膠的發(fā)粘、硬化，龜裂及絕緣性能下降等現(xiàn)象；纖維制品的變色、龜裂及絕緣性能下降等現(xiàn)象；纖維制品的變色、褪色、強(qiáng)度降低、斷裂等現(xiàn)象。凡此種種現(xiàn)象稱

31、褪色、強(qiáng)度降低、斷裂等現(xiàn)象。凡此種種現(xiàn)象稱作高分子材料的作高分子材料的“劣化劣化”或或“老化老化”。 2. 高分子材料老化特征 （1 1）外觀的變化，如表面的色變，出現(xiàn)斑點(diǎn)，發(fā)粘、變）外觀的變化，如表面的色變，出現(xiàn)斑點(diǎn)，發(fā)粘、變形、裂紋、脆化、發(fā)霉等。形、裂紋、脆化、發(fā)霉等。（2 2）物理化學(xué)性能的變化，如溶解性，耐熱性，流變性，）物理化學(xué)性能的變化，如溶解性，耐熱性，流變性，耐寒性，相對密度，折射等。耐寒性，相對密度，折射等。（3 3）機(jī)械性能的變化，如抗張強(qiáng)度，伸長率、抗沖擊強(qiáng)度、）機(jī)械性能的變化，如抗張強(qiáng)度，伸長率、抗沖擊強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、硬度變化等。疲勞強(qiáng)度、硬度變化等。（4 4）電性能

32、的變化：如介電常數(shù)，擊穿電壓。）電性能的變化：如介電常數(shù)，擊穿電壓。3. 高分子材料老化的原因 老化的內(nèi)因：高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)（鏈節(jié)結(jié)構(gòu)）、鏈結(jié)構(gòu)及其聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 老化的外部因素：物理因素（光、熱、應(yīng)力、電場、射線等）、化學(xué)因素（氧、臭氧、重金屬離子、化學(xué)介質(zhì)）和生物因素（微生物、昆蟲）三方面。 4. 抗氧劑的定義： 加入高分子材料中用來防止高分子材料氧化老化的物質(zhì)叫做抗氧劑。5. 抗氧劑的分類 按照按照功能功能，可將其分為鏈終止型抗氧劑與預(yù)防型，可將其分為鏈終止型抗氧劑與預(yù)防型抗氧劑；抗氧劑； 按按分子量分子量的差別，可分為低分子量抗氧劑與高分的差別，可分為低分子量抗氧劑與高分子量抗氧劑；子量抗

33、氧劑； 按其按其化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可分為胺類、酚類、含硫、的不同，可分為胺類、酚類、含硫、含磷化合物及有機(jī)金屬鹽類抗氧劑等；含磷化合物及有機(jī)金屬鹽類抗氧劑等； 按其按其用途用途，可分為塑料抗氧劑，橡膠抗氧劑，油，可分為塑料抗氧劑，橡膠抗氧劑，油品抗氧劑，食品抗氧劑，潤滑劑抗氧劑，涂科、品抗氧劑，食品抗氧劑，潤滑劑抗氧劑，涂科、纖維抗氧劑等；纖維抗氧劑等；二、氧化降解與抗氧劑的作用機(jī)理氧化降解與抗氧劑的作用機(jī)理1. 高分子聚合物的氧化降解機(jī)理高分子聚合物的氧化降解機(jī)理 高分子聚合物的氧化老化是一種自動氧化反高分子聚合物的氧化老化是一種自動氧化反應(yīng)。自動氧化反應(yīng)是指在室溫至應(yīng)。自動氧化反應(yīng)是

34、指在室溫至150 150 時，物質(zhì)時，物質(zhì)按照鏈?zhǔn)阶杂苫鶛C(jī)理進(jìn)行的具有按照鏈?zhǔn)阶杂苫鶛C(jī)理進(jìn)行的具有自動催化特征的自動催化特征的氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)。 所以高分子聚合物的氧化降解也是由鏈的所以高分子聚合物的氧化降解也是由鏈的引發(fā)、鏈的傳遞與增長，鏈的終止三個階段所組引發(fā)、鏈的傳遞與增長，鏈的終止三個階段所組成。成。（1）鏈的引發(fā)）鏈的引發(fā)（2）鏈的傳遞與增長）鏈的傳遞與增長（3）鏈的終止）鏈的終止 (1)鏈終止型抗氧劑的作用原理鏈終止型抗氧劑的作用原理 自由基捕獲型自由基捕獲型 電子給予型電子給予型 氫給予體型氫給予體型 2. 抗氧劑的作用機(jī)理抗氧劑的作用機(jī)理(2)(2)預(yù)防型抗氧劑的作用機(jī)理預(yù)防型

35、抗氧劑的作用機(jī)理作用是除去自由基的來源、抑制或延緩引發(fā)反應(yīng)。作用是除去自由基的來源、抑制或延緩引發(fā)反應(yīng)。過氧化物分解劑過氧化物分解劑 金屬離子鈍化劑：具有防止重金屬離子對高聚合物金屬離子鈍化劑：具有防止重金屬離子對高聚合物產(chǎn)生引發(fā)氧化作用的物質(zhì)。產(chǎn)生引發(fā)氧化作用的物質(zhì)。ROOH + RROOH + R1 1SRSR2 2 ROH + R ROH + R1 1SORSOR2 2ROOH+ RROOH+ R1 1SORSOR2 2 ROH+ RROH+ R1 1SOSO2 2R R2 2ROOH + ROOH + (RORO)3 3P ROH + P ROH + ( RORO)3 3 P=O P=

36、O三三. 抗氧劑的選擇原則抗氧劑的選擇原則 溶解性 揮發(fā)性 穩(wěn)定性 變色和污染性 抗氧劑的物理狀態(tài) 助劑間的相互作用 外界因素四四. . 抗氧化劑的主要品種抗氧化劑的主要品種1. 1. 胺類抗氧劑胺類抗氧劑防老劑防老劑4010NANH2NH+(CH3)2CONH CHCH3NHCH3 具有優(yōu)良的抗氧、抗日曬龜裂和抑制銅、錳等有害金具有優(yōu)良的抗氧、抗日曬龜裂和抑制銅、錳等有害金屬離子的作用。主要用于橡膠制品中。屬離子的作用。主要用于橡膠制品中。 防老劑防老劑4010防老劑防老劑40202.酚類抗氧化劑酚類抗氧化劑 抗氧劑抗氧劑264抗氧劑抗氧劑2246抗氧劑抗氧劑1010 作為輔助抗氧劑常用的硫

37、代酯有兩個品作為輔助抗氧劑常用的硫代酯有兩個品種，抗氧劑種，抗氧劑DLTDP與與DSTDP。3. 二價硫化物與亞磷酸酯二價硫化物與亞磷酸酯亞磷酸酯亞磷酸酯4、抗氧劑的發(fā)展動向按化學(xué)結(jié)構(gòu)，抗氧劑可以分為胺類、酚類、亞磷酯類和含硫有機(jī)化合物四類。其中以胺類和酚類產(chǎn)量最大。今年來，抗氧劑的發(fā)展趨勢趨于：抗氧效力快而高，無毒或低毒，對人安全，不污染產(chǎn)品以制取白色或淺色的最終產(chǎn)品，最好是液體，使用方便價格低廉，易打開市場，分量大，不揮發(fā)，不抽出，不遷移，并與高聚物有很好的相容性等，此外，也發(fā)展兼有鏈終止型和鏈預(yù)防型性質(zhì)的多功能抗氧劑以及復(fù)配型抗氧劑 隨著石油化工及高分子工業(yè)的發(fā)展和橡膠及塑料制品隨著石油

38、化工及高分子工業(yè)的發(fā)展和橡膠及塑料制品的大量使用，抗氧化劑的生產(chǎn)量日益增長，并且不斷的的大量使用，抗氧化劑的生產(chǎn)量日益增長，并且不斷的出現(xiàn)新品種?？寡趸瘎┑陌l(fā)展動向概況的看有以下幾個出現(xiàn)新品種?？寡趸瘎┑陌l(fā)展動向概況的看有以下幾個方面方面（1 1）現(xiàn)有品種的大噸位化、連續(xù)化、自動化；）現(xiàn)有品種的大噸位化、連續(xù)化、自動化；（2 2）現(xiàn)有品種技術(shù)性能的改進(jìn)，如提高抗氧化劑的耐熱性，）現(xiàn)有品種技術(shù)性能的改進(jìn)，如提高抗氧化劑的耐熱性，相容性，降低毒性及著色性；相容性，降低毒性及著色性；（3 3）研制高效多功能多官能團(tuán)的抗氧化劑；）研制高效多功能多官能團(tuán)的抗氧化劑；（4 4）研究新的反應(yīng)型和聚合型的抗氧

39、化劑。）研究新的反應(yīng)型和聚合型的抗氧化劑。5.8 阻燃劑一一.概述概述 隨著合成材料工業(yè)的發(fā)展，大量合成樹脂用隨著合成材料工業(yè)的發(fā)展，大量合成樹脂用于建筑、交通、電器、航空、日用生活品等領(lǐng)域于建筑、交通、電器、航空、日用生活品等領(lǐng)域以后，由于有機(jī)樹脂類化合物是可燃的，因而人以后，由于有機(jī)樹脂類化合物是可燃的，因而人們逐漸對材料的阻燃問題提出了越來越迫切的要們逐漸對材料的阻燃問題提出了越來越迫切的要求。采用阻燃劑的目的是使可燃性材料稱為難燃求。采用阻燃劑的目的是使可燃性材料稱為難燃性。性。1、 阻燃劑的發(fā)展史 早在公元前早在公元前8383年，年，ClaudiusClaudius年鑒記載在希臘港年

40、鑒記載在希臘港PracusPracus的的圍攻中所使用的本質(zhì)碉堡用礬溶液圍攻中所使用的本質(zhì)碉堡用礬溶液( (鐵和鋁的硫酸復(fù)鹽鐵和鋁的硫酸復(fù)鹽) )處處理理, ,目的是防燃，這是阻燃技術(shù)在實(shí)踐中的首次使用。目的是防燃，這是阻燃技術(shù)在實(shí)踐中的首次使用。 17351735年，年，WyldWyld發(fā)表了一篇英國專利，用明礬、硼砂、硫酸發(fā)表了一篇英國專利，用明礬、硼砂、硫酸亞鐵混合物使纖維紡織品和紙漿等阻燃，這是關(guān)于阻燃劑亞鐵混合物使纖維紡織品和紙漿等阻燃，這是關(guān)于阻燃劑的第一篇專利。的第一篇專利。 18201820年，蓋年，蓋呂薩克受法國國王路易十八的委托，為保護(hù)呂薩克受法國國王路易十八的委托，為保護(hù)

41、巴黎劇院幕布而研制阻燃劑，他發(fā)現(xiàn)磷酸銨、氯化銨、硼巴黎劇院幕布而研制阻燃劑，他發(fā)現(xiàn)磷酸銨、氯化銨、硼砂等無機(jī)化合物對纖維的阻燃非常有效，他還發(fā)現(xiàn)上述某砂等無機(jī)化合物對纖維的阻燃非常有效，他還發(fā)現(xiàn)上述某些化合物的混合體系可提高阻燃性，他是最早對織物阻燃些化合物的混合體系可提高阻燃性，他是最早對織物阻燃進(jìn)行系統(tǒng)研究的科學(xué)家。進(jìn)行系統(tǒng)研究的科學(xué)家。2、阻燃劑的概念、阻燃劑的概念 能夠增加材料耐燃性的物質(zhì)叫阻燃劑，能夠增加材料耐燃性的物質(zhì)叫阻燃劑，是提高可燃性材料難燃性的一類助劑。是提高可燃性材料難燃性的一類助劑。3. 阻燃劑的分類阻燃劑的分類（1）按化合物的種類分類）按化合物的種類分類阻阻 燃燃 劑

42、劑 有有 機(jī)機(jī) 阻阻 燃燃 劑劑 無無 機(jī)機(jī) 阻阻 燃燃 劑劑 磷磷 系系 磷磷+ + 氮氮系系 磷磷+ + 鹵鹵素素系系 氮氮 系系 鹵鹵 素素 系系 其其 它它 硼硼化化合合物物 三三氧氧化化二二銻銻 氫氫氧氧化化鋁鋁 其其它它 二二. 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理1. 聚合物的燃燒聚合物的燃燒 燃燒的三要素：物質(zhì)具有燃燒的三要素：物質(zhì)具有可燃性可燃性、溫度達(dá)到、溫度達(dá)到著火點(diǎn)、和氧氣接觸著火點(diǎn)、和氧氣接觸。燃燒過程：燃燒過程： (1)(1)加熱階段加熱階段 (2)(2)降解階段降解階段 (3)(3)分解階段分解階段 (4)(4)點(diǎn)燃階段點(diǎn)燃階段 (5)(5

43、)燃燒階段燃燒階段 橡膠的燃燒橡膠的燃燒2. 聚合物燃燒性聚合物燃燒性燃燒速度燃燒速度氧指數(shù)氧指數(shù) 燃燒速度是指試樣單位時間內(nèi)燃燒的長度，燃燃燒速度是指試樣單位時間內(nèi)燃燒的長度，燃燒速度是用水平燃燒法和垂直燃燒法等來測得。燒速度是用水平燃燒法和垂直燃燒法等來測得。 氧指數(shù)是指試樣像蠟燭狀持續(xù)燃燒時在氮氧指數(shù)是指試樣像蠟燭狀持續(xù)燃燒時在氮氧混合氣流中所必須的最低氧含量。氧混合氣流中所必須的最低氧含量。氧指數(shù)氧指數(shù)(OI)(OI)可按下式求出：可按下式求出：氧指數(shù)愈高表示材料燃燒愈難。氧指數(shù)愈高表示材料燃燒愈難。以氧指數(shù)以氧指數(shù)0.21 為可燃性和不可燃性的分類標(biāo)準(zhǔn)。為可燃性和不可燃性的分類標(biāo)準(zhǔn)。

44、（1）保護(hù)膜機(jī)理（蓋層理論）保護(hù)膜機(jī)理（蓋層理論）玻璃狀薄膜玻璃狀薄膜 隔熱焦炭層隔熱焦炭層3. 阻燃劑的阻燃機(jī)理阻燃劑的阻燃機(jī)理（2）不燃性氣體機(jī)理）不燃性氣體機(jī)理(稀釋作用稀釋作用)（3） 冷卻機(jī)理（吸熱效應(yīng)）冷卻機(jī)理（吸熱效應(yīng)） （4）終止鏈鎖反應(yīng)機(jī)理（抑制效應(yīng)）終止鏈鎖反應(yīng)機(jī)理（抑制效應(yīng)）（5）協(xié)同作用）協(xié)同作用（6）轉(zhuǎn)移作用）轉(zhuǎn)移作用 阻燃劑的分解產(chǎn)物易與活性游離基作用，降低某些游阻燃劑的分解產(chǎn)物易與活性游離基作用，降低某些游離基的濃度，使作為燃燒支柱的鏈鎖反應(yīng)不能順利進(jìn)行。離基的濃度，使作為燃燒支柱的鏈鎖反應(yīng)不能順利進(jìn)行。 阻燃劑的復(fù)配是利用阻燃劑之間的相互作用，從而提阻燃劑的復(fù)配

45、是利用阻燃劑之間的相互作用，從而提高阻燃效能，稱為協(xié)同作用體系。常用的協(xié)同作用體系有高阻燃效能，稱為協(xié)同作用體系。常用的協(xié)同作用體系有銻一鹵體系，磷一鹵體系，磷一氮體系。銻一鹵體系，磷一鹵體系，磷一氮體系。 阻燃劑的存在改變了聚合物的熱分解模式，使其直接阻燃劑的存在改變了聚合物的熱分解模式，使其直接熱解生成炭。熱解生成炭。三三. 阻燃劑的主要品種阻燃劑的主要品種1. 溴系阻燃劑溴系阻燃劑阻燃機(jī)理：阻燃機(jī)理： 溴系阻燃劑的溴系阻燃劑的C-BrC-Br鍵的鍵能較低，大部分溴鍵的鍵能較低，大部分溴系阻燃劑在系阻燃劑在200200300300下會分解，此溫度范圍下會分解，此溫度范圍正好也是常用聚合物的

46、分解溫度范圍，所以在高正好也是常用聚合物的分解溫度范圍，所以在高聚物分解時，溴系阻燃劑也開始進(jìn)行分解，并能聚物分解時，溴系阻燃劑也開始進(jìn)行分解，并能捕捉高分子材料降解反應(yīng)生成的自由基，從而延捕捉高分子材料降解反應(yīng)生成的自由基，從而延緩或終止燃燒的鏈反應(yīng)，同時釋放出的緩或終止燃燒的鏈反應(yīng)，同時釋放出的HBrHBr本身本身是一種難燃?xì)怏w，這種氣體密度大，可以覆蓋在是一種難燃?xì)怏w，這種氣體密度大，可以覆蓋在材料的表面，起到阻隔表面可燃?xì)怏w的作用，也材料的表面，起到阻隔表面可燃?xì)怏w的作用，也能抑制材料的燃燒。這類阻燃劑還能與其它一些能抑制材料的燃燒。這類阻燃劑還能與其它一些化合物化合物( (如三氧化二

47、銻如三氧化二銻) )復(fù)配使用，通過協(xié)同效應(yīng)復(fù)配使用，通過協(xié)同效應(yīng)使阻燃效果明顯得到提高。使阻燃效果明顯得到提高。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：耐熱性好、不噴霜等優(yōu)點(diǎn)。耐熱性好、不噴霜等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：降低被阻燃基材的抗紫外線穩(wěn)定降低被阻燃基材的抗紫外線穩(wěn)定性，性，,燃燒時生成較多的煙、腐蝕性氣體和燃燒時生成較多的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體。有毒氣體。2. 磷系阻燃劑磷系阻燃劑阻燃機(jī)理：阻燃機(jī)理：有機(jī)磷化物分解為磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，有機(jī)磷化物分解為磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，磷酸可形成非燃性液膜；偏磷酸、聚偏磷酸為強(qiáng)酸性，可磷酸可形成非燃性液膜；偏磷酸、聚偏磷酸為強(qiáng)酸性，可使碳化物凝成保護(hù)性隔離膜。使碳化物凝

48、成保護(hù)性隔離膜。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 對光穩(wěn)定性或光穩(wěn)定劑作用的影響較?。患庸ぶ懈g對光穩(wěn)定性或光穩(wěn)定劑作用的影響較??；加工中腐蝕性很小；燃燒中腐蝕性很??；有阻礙復(fù)燃的作用；極少或性很??；燃燒中腐蝕性很??；有阻礙復(fù)燃的作用；極少或不增加阻燃材料的質(zhì)量。不增加阻燃材料的質(zhì)量。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 燃燒時生成較多的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體。燃燒時生成較多的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體。3. 磷磷-氮系阻燃劑氮系阻燃劑阻燃機(jī)理：阻燃機(jī)理：磷磷-氮系阻燃劑又稱膨脹型阻燃劑，它含有這氮系阻燃劑又稱膨脹型阻燃劑，它含有這類阻燃劑的高聚物受熱時，表面能夠生成一層均勻的碳類阻燃劑的高聚物受熱時，表面能夠生成一層均勻的碳質(zhì)泡沫層

49、，起到隔熱、隔氧、抑煙的作用，并防止產(chǎn)生質(zhì)泡沫層，起到隔熱、隔氧、抑煙的作用，并防止產(chǎn)生熔滴現(xiàn)象，故具有良好的阻燃性能熔滴現(xiàn)象，故具有良好的阻燃性能。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 磷磷-氮系阻燃劑具有無鹵、低煙、低毒的優(yōu)點(diǎn)，可氮系阻燃劑具有無鹵、低煙、低毒的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中。應(yīng)用于聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中。4. 無機(jī)阻燃劑（如三氧化二銻）無機(jī)阻燃劑（如三氧化二銻）：脫水炭化作用，或吸熱分解形成固相脫水炭化作用，或吸熱分解形成固相復(fù)蓋層，隔離表面空氣，阻止火焰繼續(xù)燃燒并復(fù)蓋層，隔離表面空氣，阻止火焰繼續(xù)燃燒并能發(fā)揮消煙的作用。能發(fā)揮消煙的作用。 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 具有無毒

50、、無腐蝕、穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、高溫具有無毒、無腐蝕、穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、高溫下不產(chǎn)生有毒氣體的優(yōu)點(diǎn)，且價格低廉下不產(chǎn)生有毒氣體的優(yōu)點(diǎn)，且價格低廉, ,來源廣來源廣泛。但作為阻燃劑，它也有填充量大。泛。但作為阻燃劑，它也有填充量大。四、阻燃新技術(shù)1、結(jié)炭技術(shù)結(jié)炭技術(shù) 高聚物燃燒時，在凝聚相產(chǎn)生結(jié)炭就能達(dá)到阻燃的目的。高聚物燃燒時，在凝聚相產(chǎn)生結(jié)炭就能達(dá)到阻燃的目的。2、消煙技術(shù)消煙技術(shù)由于聚合物中加入了阻燃劑后，可使發(fā)煙量增加，因此消煙由于聚合物中加入了阻燃劑后，可使發(fā)煙量增加，因此消煙乘務(wù)重要的研究課題。消煙成為重要的研究課題。消煙乘務(wù)重要的研究課題。消煙成為重要的研究課題。消煙劑可以有效的減少發(fā)

51、煙量和煙霧密度的添加劑，消煙劑劑可以有效的減少發(fā)煙量和煙霧密度的添加劑，消煙劑應(yīng)用的重點(diǎn)是應(yīng)用的重點(diǎn)是PVC。3、微膠囊化技術(shù) 微膠囊化能阻止阻燃劑的遷移，提高阻燃效果，改善穩(wěn)微膠囊化能阻止阻燃劑的遷移，提高阻燃效果，改善穩(wěn)定性，改變劑型等。微膠囊化技術(shù)的研究已經(jīng)成為阻燃技定性，改變劑型等。微膠囊化技術(shù)的研究已經(jīng)成為阻燃技術(shù)的研究的前沿。近年來，國外已經(jīng)有微膠囊化的商品，術(shù)的研究的前沿。近年來，國外已經(jīng)有微膠囊化的商品，如杜邦公司的氟利昂氟碳化合物用聚合物使其微膠囊化，如杜邦公司的氟利昂氟碳化合物用聚合物使其微膠囊化，并用于并用于PVC,PP,以及以及PVR（聚氨酯），效果甚佳。（聚氨酯），效

52、果甚佳。4、微?；?氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻等阻燃劑，要求采用新技術(shù)，氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻等阻燃劑，要求采用新技術(shù)，新裝置使其微粒化，以改善流動性，加工性，提高阻燃效新裝置使其微粒化，以改善流動性，加工性，提高阻燃效果。果。五五. 阻燃劑的應(yīng)用阻燃劑的應(yīng)用 1. 1. 在塑料中的應(yīng)用在塑料中的應(yīng)用 2. 2. 在纖維中的應(yīng)用在纖維中的應(yīng)用 3. 3. 在涂料中的應(yīng)用等在涂料中的應(yīng)用等5.9 抗靜電劑一一. 概述概述1. 靜電的產(chǎn)生與積累靜電的產(chǎn)生與積累2. 靜電的逸散靜電的逸散方式：方式：體積傳導(dǎo)、表面?zhèn)鲗?dǎo)和空氣中輻射等。體積傳導(dǎo)、表面?zhèn)鲗?dǎo)和空氣中輻射等。電荷的體積傳導(dǎo)電荷的體積傳導(dǎo) 一些

53、導(dǎo)電化合物如金屬粉末、導(dǎo)電纖一些導(dǎo)電化合物如金屬粉末、導(dǎo)電纖維、炭黑等，以微粒狀分散在聚合物材料中，可有效調(diào)節(jié)維、炭黑等，以微粒狀分散在聚合物材料中，可有效調(diào)節(jié)制品的抗靜電性能。其作用機(jī)理是在電壓作用下，間距小制品的抗靜電性能。其作用機(jī)理是在電壓作用下，間距小于于1nm1nm的導(dǎo)電粒子間形成導(dǎo)電通路，而在聚合物隔開的導(dǎo)的導(dǎo)電粒子間形成導(dǎo)電通路，而在聚合物隔開的導(dǎo)電粒子之間，電子軌道躍遷也會產(chǎn)生導(dǎo)電作用。電粒子之間，電子軌道躍遷也會產(chǎn)生導(dǎo)電作用。（1）減輕或防止摩擦以減少靜電的產(chǎn)生。）減輕或防止摩擦以減少靜電的產(chǎn)生。（2）使已產(chǎn)生的靜電盡快泄露掉，防止靜電的積）使已產(chǎn)生的靜電盡快泄露掉，防止靜電的積累，可以通過電路直接傳導(dǎo)累，可以通過電路直接傳