高分子材料配方設計課件

成型用物料及配方設計高分子材料橡膠塑料

成型用物料及配方設計高分子材料

添加劑

添加劑(助劑)——各種高分子材料在合成與加工過程中所需加入的各種輔助性化學物質。不同的材料加工方法或應用范圍不同，加入的助劑種類和用量也不同。多數(shù)助劑的用量都比較小，一般為聚合物量的百分之幾到千分之幾，也有用到萬分之幾。添加劑添加劑(助劑)——各種高分子材料在合成與加工過程添加劑按照作用功能的分類

改性功能塑料添加劑類型穩(wěn)定化熱穩(wěn)定劑,抗氧劑,紫外線吸收劑,防霉劑柔軟化、輕量化增塑劑、發(fā)泡劑

提高加工性潤滑劑、加工助劑、增塑劑

改善表面性能潤滑劑,增白劑,光亮劑,防粘劑,滑爽劑防靜電抗靜電劑著色著色劑難燃化、不燃化阻燃劑、不燃劑、填充劑提高強度、硬度填充劑,增強劑,補強劑,交聯(lián)劑,偶聯(lián)劑添加劑按照作用功能的分類改性功能塑料添加劑類型穩(wěn)定劑

穩(wěn)定劑——成型加工和使用時，有助于保持材料性能原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物質?？芍浦够蛞种凭酆衔镆蚴芡饨缫蛩兀ü?、熱、細菌、霉菌以至簡單的長期存放等）所引起的破壞作用。按老化的方式不同，穩(wěn)定劑分為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、抗臭氧劑和生物抑制劑等。

穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑——成型加工和使用時，有助于保持材料性能原始值(1)熱穩(wěn)定劑

熱穩(wěn)定劑——防止聚合物在熱影響下產生降解作用的物質。用量：樹脂量的2％～4％

鹽基性鉛鹽、金屬皂類和鹽類、有機錫化合物等主穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物、亞磷酸酯、多元醇等有機輔助穩(wěn)定劑。(1)熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑——防止聚合物在熱影響下產生降解作(2)光穩(wěn)定劑

光穩(wěn)定劑——可有效地抑制光致降解物理和化學過程的一類化合物。用量：0.01～0.5％

光屏蔽劑類型紫外線吸收劑猝滅劑自由基捕捉劑

(2)光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑——可有效地抑制光致降解物理和化學(3)抗氧劑

抗氧劑——可抑制或延緩高分子材料自動氧化速度，延長其使用壽命的物質。在橡膠工業(yè)中抗氧劑也被稱為防老劑。用量：塑料0.1％～1％，橡膠1～5份

類型鏈終止型預防型(3)抗氧劑抗氧劑——可抑制或延緩高分子材料自動氧化(4)生物抑制劑

生物抑制劑或防生物劑——聚合物制品在貯存、使用過程中，可能遭受老鼠、昆蟲、細菌、霉菌等的危害，抵御、避免和消滅這類情況發(fā)生的物質。用量一般為0.1％～5％

抑菌劑（殺菌劑）

類型防蟲劑防獸劑

(4)生物抑制劑生物抑制劑或防生物劑——聚合物制品在貯

增塑劑

增塑劑——降低塑料的軟化溫度和提高其加工性、柔軟性或延展性，加入的低揮發(fā)性或揮發(fā)性可忽略的物質。經(jīng)增塑的聚合物，其軟化點(或流動溫度)、Tg、脆性、硬度、拉伸強度、彈性膜量下降；而耐寒性、柔順性、斷裂伸長率會提高。約80～85％的增塑劑用于PVC塑料制品，其它用于纖維素樹脂、醋酸乙烯樹脂、ABS樹脂和橡膠中。增塑劑增塑劑——降低塑料的軟化溫度和提高其加工性、柔軟性

聚合物增塑示意圖1－增塑劑分子2－聚合物分子3－增塑劑與聚合物間的聯(lián)結點

(2)增塑劑的作用機理

與樹脂的相容性好增塑效率要高增塑效果要持久(1)增塑劑的應用性能聚合物增塑示意圖(2)增塑劑的作用機理與樹脂的相容填充劑與增強劑

填充劑(填料)——填充物料。填充劑和增強劑有時難以區(qū)別.目的:降低塑料消耗量和降低成本，但有時會降低塑料強度，有時也會起著增強和改進塑料物理性能的作用。填充劑增量填充劑（也稱惰性填充劑）增強劑（也稱補強劑、活性填充劑）

(1)在橡膠中的應用(2)在塑料中的應用

(3)常用填充劑的特性及選擇填充劑與增強劑填充劑(填料)——填充物料。填充劑和增強劑有

潤滑劑

潤滑劑——為改進塑料溶體的流動性能，減少或避免對設備的摩擦和粘附（粘附也可能由其它助劑引起）以及改進制品表面光亮度等，而加入的一類助劑。品種與選用

潤滑劑潤滑劑——為改進塑料溶體的流動性能，減少或避免對設交聯(lián)劑及偶聯(lián)劑

(1)交聯(lián)劑交聯(lián)劑——能使線型聚合物轉變成網(wǎng)狀或體型聚合物的一類物質。橡膠用交聯(lián)劑稱為硫化劑，塑料用交聯(lián)劑稱為固化劑、硬化劑。經(jīng)過交聯(lián)，材料的物理機械性能，如拉伸強度、抗撕裂強度、回彈性、定伸強度等上升，伸長率、永久變形下降，耐熱性、高溫下的尺寸穩(wěn)定性和耐化學藥品性能提高。品種與選擇

交聯(lián)劑及偶聯(lián)劑(1)交聯(lián)劑偶聯(lián)劑——將性質差異很大的材料，通過化學或物理的作用偶聯(lián)（結合）起來的物質。有時也用來處理玻璃纖維的表面使其與樹脂形成良好的結合，故也稱為表面處理劑。

有機硅烷類

鈦酸酯類

偶聯(lián)劑有機鉻類偶聯(lián)劑

鋯類偶聯(lián)劑

其他偶聯(lián)劑（高級脂肪酸、醇、酯、多異氰酯酯等）

(2)偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑——將性質差異很大的材料，通過化學或物理的作用偶聯(lián)（結

其它助劑

著色劑

(色料):

使塑料著色的一種添加劑防靜電劑

阻燃劑

其它

發(fā)泡劑開口劑

防霧劑

塑煉（素煉）促進劑

再生活化劑

其它助劑著色劑(色料):使塑料著色的一種添加劑根據(jù)制品用途，確定制品應具有的性能、參數(shù)指標形狀造型設計原料選擇樣品初步設計配方設計結構設計及模具設計性能測試成本核算如不合格，反饋，修改設計

工藝設計樣品試制產出合格制品，編寫設計說明書等技術文件制品設計的一般流程

配方設計根據(jù)制品用途，確定制品應具有的性能、參數(shù)指標形狀造型設計原料高分子材料的配方設計方法(1)配方中用量的表示方法(2)配方設計方法單因素變量配方設計方法多因素變量配方設計方法典型配方

高分子材料的配方設計方法(1)配方中用量的表示方法影響橡膠、塑料配方的性能因素

（1）影響橡膠配方的性能因素橡膠的物性膠料的工藝性能（2）影響塑料配方設計的主要因素塑料與各組分的相容性配方中各組分的關系影響橡膠、塑料配方的性能因素（1）影響橡膠配方的性能因素成型用物料及配方設計高分子材料橡膠塑料

成型用物料及配方設計高分子材料

添加劑

添加劑(助劑)——各種高分子材料在合成與加工過程中所需加入的各種輔助性化學物質。不同的材料加工方法或應用范圍不同，加入的助劑種類和用量也不同。多數(shù)助劑的用量都比較小，一般為聚合物量的百分之幾到千分之幾，也有用到萬分之幾。添加劑添加劑(助劑)——各種高分子材料在合成與加工過程添加劑按照作用功能的分類

改性功能塑料添加劑類型穩(wěn)定化熱穩(wěn)定劑,抗氧劑,紫外線吸收劑,防霉劑柔軟化、輕量化增塑劑、發(fā)泡劑

提高加工性潤滑劑、加工助劑、增塑劑

改善表面性能潤滑劑,增白劑,光亮劑,防粘劑,滑爽劑防靜電抗靜電劑著色著色劑難燃化、不燃化阻燃劑、不燃劑、填充劑提高強度、硬度填充劑,增強劑,補強劑,交聯(lián)劑,偶聯(lián)劑添加劑按照作用功能的分類改性功能塑料添加劑類型穩(wěn)定劑

穩(wěn)定劑——成型加工和使用時，有助于保持材料性能原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物質?？芍浦够蛞种凭酆衔镆蚴芡饨缫蛩兀ü?、熱、細菌、霉菌以至簡單的長期存放等）所引起的破壞作用。按老化的方式不同，穩(wěn)定劑分為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、抗臭氧劑和生物抑制劑等。

穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑——成型加工和使用時，有助于保持材料性能原始值(1)熱穩(wěn)定劑

熱穩(wěn)定劑——防止聚合物在熱影響下產生降解作用的物質。用量：樹脂量的2％～4％

鹽基性鉛鹽、金屬皂類和鹽類、有機錫化合物等主穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物、亞磷酸酯、多元醇等有機輔助穩(wěn)定劑。(1)熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑——防止聚合物在熱影響下產生降解作(2)光穩(wěn)定劑

光穩(wěn)定劑——可有效地抑制光致降解物理和化學過程的一類化合物。用量：0.01～0.5％

光屏蔽劑類型紫外線吸收劑猝滅劑自由基捕捉劑

(2)光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑——可有效地抑制光致降解物理和化學(3)抗氧劑

抗氧劑——可抑制或延緩高分子材料自動氧化速度，延長其使用壽命的物質。在橡膠工業(yè)中抗氧劑也被稱為防老劑。用量：塑料0.1％～1％，橡膠1～5份

類型鏈終止型預防型(3)抗氧劑抗氧劑——可抑制或延緩高分子材料自動氧化(4)生物抑制劑

生物抑制劑或防生物劑——聚合物制品在貯存、使用過程中，可能遭受老鼠、昆蟲、細菌、霉菌等的危害，抵御、避免和消滅這類情況發(fā)生的物質。用量一般為0.1％～5％

抑菌劑（殺菌劑）

類型防蟲劑防獸劑

(4)生物抑制劑生物抑制劑或防生物劑——聚合物制品在貯

增塑劑

增塑劑——降低塑料的軟化溫度和提高其加工性、柔軟性或延展性，加入的低揮發(fā)性或揮發(fā)性可忽略的物質。經(jīng)增塑的聚合物，其軟化點(或流動溫度)、Tg、脆性、硬度、拉伸強度、彈性膜量下降；而耐寒性、柔順性、斷裂伸長率會提高。約80～85％的增塑劑用于PVC塑料制品，其它用于纖維素樹脂、醋酸乙烯樹脂、ABS樹脂和橡膠中。增塑劑增塑劑——降低塑料的軟化溫度和提高其加工性、柔軟性

聚合物增塑示意圖1－增塑劑分子2－聚合物分子3－增塑劑與聚合物間的聯(lián)結點

(2)增塑劑的作用機理

與樹脂的相容性好增塑效率要高增塑效果要持久(1)增塑劑的應用性能聚合物增塑示意圖(2)增塑劑的作用機理與樹脂的相容填充劑與增強劑

填充劑(填料)——填充物料。填充劑和增強劑有時難以區(qū)別.目的:降低塑料消耗量和降低成本，但有時會降低塑料強度，有時也會起著增強和改進塑料物理性能的作用。填充劑增量填充劑（也稱惰性填充劑）增強劑（也稱補強劑、活性填充劑）

(1)在橡膠中的應用(2)在塑料中的應用

(3)常用填充劑的特性及選擇填充劑與增強劑填充劑(填料)——填充物料。填充劑和增強劑有

潤滑劑

潤滑劑——為改進塑料溶體的流動性能，減少或避免對設備的摩擦和粘附（粘附也可能由其它助劑引起）以及改進制品表面光亮度等，而加入的一類助劑。品種與選用

潤滑劑潤滑劑——為改進塑料溶體的流動性能，減少或避免對設交聯(lián)劑及偶聯(lián)劑

(1)交聯(lián)劑交聯(lián)劑——能使線型聚合物轉變成網(wǎng)狀或體型聚合物的一類物質。橡膠用交聯(lián)劑稱為硫化劑，塑料用交聯(lián)劑稱為固化劑、硬化劑。經(jīng)過交聯(lián)，材料的物理機械性能，如拉伸強度、抗撕裂強度、回彈性、定伸強度等上升，伸長率、永久變形下降，耐熱性、高溫下的尺寸穩(wěn)定性和耐化學藥品性能提高。品種與選擇

交聯(lián)劑及偶聯(lián)劑(1)交聯(lián)劑偶聯(lián)劑——將性質差異很大的材料，通過化學或物理的作用偶聯(lián)（結合）起來的物質。有時也用來處理玻璃纖維的表面使其與樹脂形成良好的結合，故也稱為表面處理劑。

有機硅烷類

鈦酸酯類

偶聯(lián)劑有機鉻類偶聯(lián)劑

鋯類偶聯(lián)劑

其他偶聯(lián)劑（高級脂肪酸、醇、酯、多異氰酯酯等）

(2)偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑——將性質差異很大的材料，通過化學或物理的作用偶聯(lián)（結

其它助劑

著色劑

(色料):

使塑料著色的一種添加劑防靜電劑

阻燃劑

其它

發(fā)泡劑開口劑

防霧劑

塑煉（素煉）促進劑

再生活化劑

其它助劑著色劑(色料):使塑料著色的一種添加劑根據(jù)制品用途，確定制品應具有的性能、參數(shù)指標形狀造型設計原料選擇樣品初步設計配方設計結構設計及模具設計性能測試成本核算如不合格，反饋，修改設計