第六章合成材料助劑

1、12第一節(jié)、第一節(jié)、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、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。32. 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l高分子材料助劑包括塑料、橡膠、纖維用助劑。l紡織染整助劑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。l石油工業(yè)用助劑包括原油開采和處理添加劑、石油產(chǎn)品添加劑.l食品工業(yè)用添加劑主要有：調(diào)味劑、著色劑、抗氧劑、防腐劑、香味劑、乳化劑、酸味劑等按應(yīng)用對象分類還包括涂料

2、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4（2）按使用范圍分類）按使用范圍分類合成用助劑合成用助劑是指在合成反應(yīng)中所加入的助劑。加工用助劑。加工助劑是指材料在加工過程中所加的添加劑。5（3）按作用功能分類）按作用功能分類6二二.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固體助劑的析出俗稱為“噴霜”，液體助劑的析出則稱作“滲出”或“出汗”。2助劑的耐久性助劑的耐久性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三條途徑：揮發(fā)、抽出和遷移。73助劑對加工條件的適應(yīng)性助劑對加工條

3、件的適應(yīng)性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。4助劑對制品用途的適應(yīng)性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、污染性、耐久性、電性能、熱性能、耐候性、毒性等都有一定要求。8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)等于它們各自單獨使用效能的加和。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)超過它們各自單獨使用效能的加和。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)小于它們各自單獨使用的效能或加和。5助劑配合中的協(xié)同作用與相抗作用助劑配合中的協(xié)同作用與相抗作用9三助劑工業(yè)的發(fā)展動態(tài)三助劑工業(yè)的發(fā)展動態(tài)1.

4、大噸位品種趨于大型化和集中生產(chǎn)2新功能助劑研究繼續(xù)活躍3助劑分子結(jié)構(gòu)日臻完善4助劑開發(fā)順應(yīng)全球環(huán)保、衛(wèi)生及安全性潮流5助劑多功能化趨勢6復(fù)配型助劑和集裝化技術(shù)進(jìn)展迅速7助劑高分子量化趨勢8反應(yīng)型助劑穩(wěn)步發(fā)展9成本效能平衡性10第二節(jié)第二節(jié)增塑增塑劑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：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)。2.增塑劑的性能要求增塑劑的性能要求111）基本性能要求）基本性能要求增塑劑分子應(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)定性、電絕緣性、

5、耐電壓性、介電性、抗靜電性和粘合性等。）耐久性）耐久性包括耐熱著色性、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。12）加工性）加工性包括加工操作性、干燥性、潤滑性、交聯(lián)性、塑性流動性、長期反復(fù)操作性.）安全性）安全性包括衛(wèi)生性、無臭性、無味性、不燃性、再生利用性、降解性。）經(jīng)濟(jì)性等）經(jīng)濟(jì)性等13塑化效率塑化效率 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，所需增塑劑的量越少，其增塑效率越高。 實際應(yīng)用時，以DOP為標(biāo)準(zhǔn)，將其塑化效率 定為100，在同一柔軟程度的前提下，其他增塑劑用量與 DOP用量的比值為該增塑劑的相對塑化效率。14二二增塑劑的分類增塑劑

6、的分類1按與被增塑物的相容性分類主增塑劑輔助增塑劑2按增塑劑的分子量大小分類（分子結(jié)構(gòu)）單體型增塑劑聚合型增塑劑3.按添加方式分類外增塑劑內(nèi)增塑劑155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、防舀性增塑劑，無毒性增塑劑，耐候性增塑劑和通用型增塑劑。4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，脂肪酸單酯與多元酸的脂肪酸酯類等。16三增塑劑的增塑機(jī)理三增塑劑的增塑機(jī)理 研究者曾提出的幾種理論潤滑理論凝膠理論自由體積的理論 17潤滑理論要點：潤滑理論要點： 增塑劑是起界面潤滑劑的作用，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(作用力)，增塑劑的加入能促進(jìn)聚合物大

7、分子間或鏈段間的運動，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用而降低分子間的“摩擦力”，使大分子鏈能相互滑移。換言之增塑劑產(chǎn)生了“內(nèi)部潤滑作用”。 18優(yōu)缺點優(yōu)缺點： 這個理論能解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，以及聚合構(gòu)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復(fù)雜機(jī)理。 19凝膠理論要點：凝膠理論要點： 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“時開時集”構(gòu)成一種動態(tài)平衡。在一定溫度和濃度下聚合物大分子間的“時開時集”，造成分子間存在若干物

8、理“連接點”，這些“連接點”在聚合物中不是固定的，而是彼此不斷接觸“連接”又不斷分開。增塑劑的作用是有選擇地在這些“連接點”處使聚合物溶劑化拆散或隔斷物理“連接點”，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。20優(yōu)缺點：優(yōu)缺點： 這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(連接點)的數(shù)目而已。21自由體積的理論要點：自由體積的理論要點：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g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，聚合物的粘度相應(yīng)下降塑性加大了。缺點：缺點： 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。22聚合物的增塑與反增塑示意圖23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。24線形非晶態(tài)聚合物的物理形態(tài)線形非晶態(tài)聚合物的物理形態(tài)線形非晶態(tài)聚合物無一定的熔點無一定的熔點,隨溫度的變