助劑工藝及化學(xué)復(fù)習(xí)題-1

1、助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,復(fù)習(xí),1.1 助劑的概念 及應(yīng)用,又稱添加劑(additives)。 廣義上，助劑是泛指某些材料和產(chǎn)品在生產(chǎn)和加工過程中為改進(jìn)生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能而加入的輔助物質(zhì)。 狹義上，助劑是指那些為改善某些材料的加工性能和最終產(chǎn)品的性能而分散在材料中，對材料結(jié)構(gòu)無明顯影響的少量化學(xué)物質(zhì)。 關(guān)鍵點：改進(jìn)性能、工藝,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),2,Help. Assist,特點 小批量、多品種、 特定功能、復(fù)配使用,1.2助劑的分類,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),3,1.4 助劑的選用標(biāo)準(zhǔn),2020/10

2、/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),4,2.助劑本身,3.助劑與環(huán)境,1.助劑與助劑,“321準(zhǔn)則”,選擇助劑時應(yīng)考慮以下幾個問題： “3” 助劑與制品的配伍性 助劑的配伍性是指助劑與制品中的聚合物相容性、分散性和它們相互之間的穩(wěn)定性，否則就會析出（噴霜或滲出）或無機(jī)填料沉淀，致使助劑功能難顯。當(dāng)然也有一些助劑利用有限相容性而發(fā)揮作用。如潤滑劑、表面活性劑類抗靜電劑等。 助劑對加工條件的適應(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。對加工設(shè)備和模具不產(chǎn)生腐蝕作用。 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

3、能、耐候性、毒性等都有一定要求。如淺色制品不能用易污染助劑，毒性助劑不用于食品、藥物包裝材料、水管、醫(yī)療器械、玩具、塑料和橡膠制品上及 紡織制品上。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),5,1.4 助劑的選用標(biāo)準(zhǔn),“2” 助劑的耐久性 助劑的耐久性是指助劑長期存在于制品中耐損失，助劑損失主要通過三條途徑：揮發(fā)、抽出、遷移。 重視助劑的環(huán)保性 選擇助劑應(yīng)以環(huán)保觀念為指導(dǎo)，性能再好的助劑，若是環(huán)保不過關(guān)，只能棄之。一定要選用無毒害、無過敏、無刺激、無污染等的助劑。 “1” 助劑混合使用中的協(xié)同效應(yīng)與對抗作用 兩種或多種助劑混合使用的效果高于相同配量的單一助劑，這種現(xiàn)象稱之為“協(xié)同效應(yīng)”或“增效作

4、用”；等于相同配量的單一助劑之和成為加和效應(yīng)；而效果小于它們各自單獨使用的效果或加和，稱為對抗效應(yīng)。因此選擇助劑配合時一定要考慮選擇具有協(xié)同作用的不同助劑，而避免發(fā)生對抗作用。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),6,1.4 助劑的選用標(biāo)準(zhǔn),助劑化學(xué)及工藝學(xué),Additive chemistry and Technology,第二章 增塑劑,增塑劑的定義 一種加入到高分子聚合體系中增加塑料制品的可塑性、柔韌性或膨脹性的物質(zhì)。 宏觀表現(xiàn)：硬度、模量、Tg和催化溫度下降； 伸長率、柔韌性提高。 通常是沸點高、難揮發(fā)的液體或低熔固體。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),8,2.1 增塑劑的定義

5、、性能要求及分類,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),9,2.1 增塑劑的定義、性能要求及分類,增塑劑的分類,按與被增塑物的相容性分類,知識點1,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),10,2.2 增塑機(jī)理,被廣為接受的一種理論： 由于增塑劑的加入，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引力，結(jié)果增加了聚合物分子鏈的移動性，降低聚合物分子鏈的結(jié)晶度，從而增加聚合物塑性。,知識點2,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),11,2007. 01,氫鍵,結(jié)晶,范德華力,2.2 增塑機(jī)理,色散力：由于微小的瞬間偶極的相互作用而產(chǎn)生的。

6、誘導(dǎo)力：極性分子的固有偶極對非極性分子產(chǎn)生誘導(dǎo)而引起的作用力。 取向力：極性分子的固有偶極相互作用而產(chǎn)生的。,極性分子相互作用的特殊情況，氫原子可同時和兩個帶有帶負(fù)電性很大而原子半徑較小的原子（如F、O、N原子等）相結(jié)合。,分子鏈從雜亂無章的狀態(tài)緊密折疊形成有規(guī)狀態(tài)，即結(jié)晶態(tài)。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),12,2.2 增塑機(jī)理,聚合物/增塑劑體系中存在的幾種作用力,聚合物分子與聚合物分子間的作用力(I)； 增塑劑本身分子間的作用力(II) ； 增塑劑與聚合物分子間的作用力(III)。,聚合物,增塑劑,(I),(II),(III),2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),13,一是隔離

7、作用，非極性增塑劑非極性聚合物， 非極性增塑劑的主要作用，是通過聚合物增塑劑間的“溶劑化”作用來增大分子間的距離，削弱它們之間本來就很小的作用力；,2.2 增塑機(jī)理,重點：增塑劑的三種增塑作用形式：,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),14,二是相互作用，極性增塑劑極性聚合物 增塑劑分子的極性基團(tuán)與聚合物分子的極性基團(tuán)“相互作用”，破壞了原聚合物分子間的極性連接，減少了連接點，削弱了分子間的作用力，增大了聚合物的塑性；,2.2 增塑機(jī)理,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),15,三是屏蔽作用，非極性增塑劑極性聚合物， 非極性的增塑劑分子遮蔽了聚合物的極性基團(tuán)，使相鄰聚合物分子的極性基不發(fā)生

8、或很少發(fā)生“作用”，從而削弱聚合物分子間的作用力，達(dá)到增塑的目的。 在一種增塑過程中，可能同時存在著幾種作用。,2.2 增塑機(jī)理,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),16,2.3 增塑劑化學(xué)與工藝,1. 鄰苯二甲酸酯 鄰苯二甲酸酯通式如下圖所示，R1，R2是C1C13的烷基、環(huán)烷基、苯基、芐基等。 最廣泛應(yīng)用的一類主增塑劑。 DOP:鄰苯二甲酸二辛酯 以它為通用增塑劑的標(biāo)準(zhǔn)，任何其他增塑劑都是以它為基準(zhǔn)來加以比較的。,知識點3,3.磷酸酯 磷酸酯除具有增塑作用外，尚有阻燃作用，是具有多功能的主增塑劑。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),17,2.脂肪族二元酸酯 輔助增塑劑 作為增塑劑使用

9、的是飽和脂肪族二元酸酯、壬二酸酯和癸二酸酯等， 如己二酸二（2-乙基）己酯（DOA）、癸二酸二（2-乙基）己酯（DOS）等。,2.3 增塑劑化學(xué)與工藝,4. 環(huán)氧化物 輔助增塑劑 主要用于PVC，不僅有增塑作用，而且可起到穩(wěn)定劑作用。 低毒性：用作食品醫(yī)藥包裝。 常用的環(huán)氧增塑劑分為環(huán)氧化油、環(huán)氧脂肪酸單酯和環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯三類。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),18,2.3 增塑劑化學(xué)與工藝,5. 多元醇酯 多元醇酯主要指由二元醇、多縮二元醇、三元醇、四元醇與飽和脂肪酸或苯甲酸生成的酯類。 輔助增塑劑,6. 含氯化合物 增量劑 主要為氯化石蠟、氯烴-50、五氯硬脂酸甲酯等。,202

10、0/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),19,2.3 增塑劑化學(xué)與工藝,8. 石油酯 石油酯也稱為烷基磺酸苯酯，結(jié)構(gòu)式為 通用主增塑劑,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),20,2.3 增塑劑化學(xué)與工藝,9. 苯多酸酯,揮發(fā)性低，耐抽出性好，耐遷移性好，具有類似聚酯增塑劑的優(yōu)點； 同時苯多酸酯的相容性、加工類、低溫性能等又類似于單體型的鄰苯二甲酸酯。 兼具有單體型增塑劑和聚酯增塑劑兩者的優(yōu)點。,10. 檸檬酸酯 檸檬酸酯類增塑劑主要包括檸檬酸酯及乙?；瘷幟仕狨ィ瑸闊o毒增塑劑?？捎糜谑称钒b、醫(yī)療器具、兒童玩具以及個人衛(wèi)生用品等方面。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),21,2.3 增塑劑化學(xué)與工

11、藝,增塑劑分子大多數(shù)具有極性和非極性兩個部分。極性部分常用極性基團(tuán)所構(gòu)成，如酯基 （ ）、氯原子（-Cl）、環(huán)氧基（ ）等. 非極性部分為具有一定長度的烷基，如芳環(huán)、酯環(huán)族、脂肪族等。 含有不同極性基團(tuán)的化合物具有不同的特點： 如鄰苯二甲酸酯的相容性好，增塑效果好，性能比較全面，常作為主增塑劑使用； 磷酸酯和氯化物具有阻燃性； 環(huán)氧化物、雙季戊四醇酯的耐熱性能好； 脂肪族二元酸酯的耐寒性優(yōu)良； 烷基磺酸苯酯耐候性好； 檸檬酸酯及乙酰檸檬酸酯類具有抗菌性能。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),22,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,結(jié)構(gòu)與增塑劑效率的關(guān)系 從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，低分子量的增塑劑較高分

12、子量的增塑劑對PVC的增塑效率高。而隨著增塑劑分子極性增加，烷基支鏈化強(qiáng)度提高和芳環(huán)結(jié)構(gòu)增多，都會使增塑效率下降。 在碳原子數(shù)和結(jié)構(gòu)相同的情況下： 為己二酸鄰苯二甲酸偏苯三酸酯。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),23,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,結(jié)構(gòu)與耐寒性的關(guān)系 通常，相容性良好的增塑劑耐寒性都較差，特別是當(dāng)增塑劑含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)時耐寒性顯著性降低。 以直鏈亞甲基為主體的脂肪族酯類具有良好的耐寒性。具有直鏈烷基的增塑劑，耐寒性是良好的。隨著烷基直鏈的增加，耐寒性也相應(yīng)變差。一般烷基鏈越長，那耐寒性越好。當(dāng)增塑劑具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)或烷基具有支鏈結(jié)構(gòu)時，其耐寒性較差的原因在于低溫下環(huán)狀結(jié)構(gòu)或支鏈

13、結(jié)構(gòu)在聚合物分子鏈中的運動困難。 不同結(jié)構(gòu)的酯類增塑劑其耐寒性為：芳環(huán)酯環(huán)族脂肪族，如鄰苯二甲酸二辛脂四氫化鄰苯二甲酸二辛脂癸二酸二辛脂。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),24,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,結(jié)構(gòu)與耐老化性的關(guān)系 烷基支鏈多的增塑劑，耐熱性就相對差些，如具有支鏈醇酯增塑劑的耐熱性比相應(yīng)的正構(gòu)醇酯差些（因為叔氫原子更容易受羰基吸引而氧化分解）。 在增塑劑（如DIDP、DOP）中加入抗氧劑可顯著改善熱穩(wěn)定性。 具有R1R2RCH的碳鏈結(jié)構(gòu)的增塑劑，因易生成叔丁基游離基，耐熱性、耐氧化性差，但具有R3R2R1RC的碳鏈結(jié)構(gòu)的增塑劑，則對熱、氧都穩(wěn)定，這是因為季碳原子上沒有氫的

14、緣故。 環(huán)氧增塑劑不僅可以防止制品加工時的著色，而且還能使制品得到良好的耐候性。因此環(huán)氧增塑劑又可以作為穩(wěn)定劑使用。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),25,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,結(jié)構(gòu)與耐久性的關(guān)系 增塑劑的耐久性與增塑劑的分子量及分子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。要得到良好的耐久性，增塑劑的分子量必須在350以上。 耐久性包括耐揮發(fā)性、耐抽出性和耐遷移性。 1、與耐揮發(fā)性的關(guān)系 分子量小的增塑劑揮發(fā)性大，如果僅從耐揮發(fā)性來考慮，增塑劑的分子量最好在500以上；一般與PVC樹脂相容性好的增塑劑其揮發(fā)性較大；分子內(nèi)具有體積較大的基團(tuán)的增塑劑，揮發(fā)性較小。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),

15、26,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,2、與耐抽出性的關(guān)系 耐抽出性包括耐油性、耐溶劑型、耐水和耐肥皂水性等。在增塑劑分子結(jié)構(gòu)中，其烷基相對比例大的，耐水性、耐肥皂水性好，而耐油性、耐溶劑性差，相反，苯基、酯基多的極性增塑劑和烷基支鏈的增塑劑耐油性和耐溶劑型優(yōu)良，而耐水性和耐肥皂水性較差。 聚酯類增塑劑對其性能影響最大的是分子量，高分子量的聚酯耐揮發(fā)性、耐抽出性和耐遷移性良好，但耐寒性和塑化效率較差。一般來講，聚酯類增塑劑是耐久性優(yōu)良的增塑劑，多用于需要耐油和耐熱的制品中。 3、與耐遷移性的關(guān)系 增塑劑分子量大的，具有支鏈結(jié)構(gòu)或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的增塑劑是較難遷移的，如DNP（鄰苯二甲酸二壬基酯）、TC

16、P（磷酸三甲苯酯）及聚酯類增塑劑。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),27,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,結(jié)構(gòu)域電絕緣性的關(guān)系 極性較強(qiáng)的增塑劑（如磷酸酯類）有較好的電性能，極性較弱的增塑劑（如癸二酸酯類）電性能較差；另一方面，分子支鏈較多、體積電阻低的有較好的電性能。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),28,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,結(jié)構(gòu)與難燃性的關(guān)系 具有阻燃性的增塑劑： 磷酸酯類 氯化石蠟 氯化脂肪酸,結(jié)構(gòu)與毒性的關(guān)系 一般的增塑劑或多或少都是有一定毒性。 環(huán)氧增塑劑是毒性較低的一類增塑劑。 檸檬酸酯類增塑劑是無毒增塑劑。 磷酸酯類增塑劑是毒性較大的一類增塑劑。,2020

17、/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),29,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,結(jié)構(gòu)與耐霉菌性的關(guān)系,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),30,2.4 增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,易受霉菌侵蝕： 長鏈脂肪酸酯、脂肪族二元酸酯 天然原料：環(huán)氧大豆油 抗菌： 鄰苯二鉀酸酯、磷酸酯（酚類）,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第三章 抗氧劑,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),32,3.1 概述,定義： 高分子材料在加工、貯存和使用過程中都易發(fā)生氧化反應(yīng)，從而使高分子材料的強(qiáng)度降低，外觀發(fā)生變化，物理、化學(xué)機(jī)械性能變壞，甚至不能使用。 抗氧劑是一些很容易與氧作

18、用的物質(zhì)，將它們加入到到材料中，使大氣中的氧先與它們作用來保護(hù)材料免受或延遲氧化。 在橡膠工業(yè)中，抗氧劑也被稱為防老劑。,3.1 概述,按其功能不同可分為： 鏈終止型抗氧劑主抗氧劑 阻止自由基鏈的傳遞與增長。 預(yù)防型抗氧劑輔助型抗氧劑過氧化氫分解劑 阻止或延緩自由基產(chǎn)生,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),33,知識點1,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),34,3.2 高分子材料的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 高分子材料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150下，物質(zhì)按照鏈?zhǔn)阶杂苫鶛C(jī)理進(jìn)行的具有自動催化特征的氧化反應(yīng)。 高分子聚合物的

19、氧化降解也是由鏈引發(fā)、鏈增長/鏈轉(zhuǎn)移、鏈終止三個階段所組成。 。,知識點2,高分子材料耐氧化的性能與高分子材料的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，一般說來，高分子材料的穩(wěn)定性越差，在光和熱的作用下越容易產(chǎn)生自由基，其材料的耐氧化能力則越差。 甲基、乙基、異丙基與叔丁基自由基的穩(wěn)定性順序如下： 另外，當(dāng)帶有不成對電子的碳原子與不飽和體系直接相連時，則此單電子能與不飽和體系共軛而使此游離基更加穩(wěn)定。 如： 聚丙烯比聚乙烯容易氧化，而含有不飽和鍵的高分子材料，如天然橡膠就更容易氧化。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),35,3.2 高分子材料的氧化降解與抗氧劑的作用機(jī)理,胺類抗氧劑 應(yīng)用效果很好的抗氧劑，但具有較強(qiáng)

20、的變色性和污染性 胺類抗氧劑可作鏈終止劑或過氧化物分解劑。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),36,3.3 各種抗氧劑及發(fā)展動態(tài),酚類抗氧劑 所有抗氧劑中不污染、不變色性最好的一類，且低毒或無毒，酚類抗氧劑具有很好的發(fā)展前景。,輔助抗氧劑 金屬鹽、硫化物、硫酯、亞磷酸酯等,3.3 各種抗氧劑及發(fā)展動態(tài),助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第四章 熱穩(wěn)定劑,4.1概述,定義： 熱穩(wěn)定劑：為防止聚合材料（如PVC、PVA、PVDC、PCTEF、氯磺化PE、聚氯苯乙烯等塑料及氯化橡膠等）在熱和機(jī)械剪切力等作用下引起降解而加入的一類物質(zhì)。 （或指

21、那些用來提高能發(fā)生非鏈斷裂熱降解的聚合材料熱穩(wěn)定性的物質(zhì)）。 對于耐熱性差、容易產(chǎn)生熱降解的聚合物，在加工時必須采用添加熱穩(wěn)定劑的方法提高其耐熱性，最典型的例子是聚氯乙烯。,1. 合成材料的熱降解 聚合物的熱降解有三種基本的表現(xiàn)形式。 在受熱過程中從高分子鏈上脫落下來各種小分子，例如HCl，NH3，H2O等 非鏈斷裂降解 鍵的斷裂發(fā)生在高分子鏈上，從而產(chǎn)生了各種無規(guī)律的低級分子 隨機(jī)鏈斷裂降解； 鏈的斷裂仍然發(fā)生在高分子鏈上，但高分子鏈的斷裂是有規(guī)律的，分解生成聚合前的單體 解聚反應(yīng)。,4.2 合成材料的熱降解及熱穩(wěn)定的作用機(jī)理,2 熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理 PVC: 熱老化的主要原因就是受熱分解脫

22、去小分子。 高分子鏈上存在不規(guī)則分布的引發(fā)源烯丙基氯結(jié)構(gòu)，由于此氯原子的活潑性，受熱情況下則易于脫去氯化氫，形成共軛多烯都能促進(jìn)此類聚合材料的降解反應(yīng)。 如要防止或延緩像PVC類的聚合材料的熱老化， 消除高分子材料中熱降解的引發(fā)源，如PVC中烯丙基氯結(jié)構(gòu)和不飽和鍵； 消除所有對非鏈斷裂熱降解反應(yīng)具有催化作用的物質(zhì)，如由PVC上解脫下來的氯化氫等.,4.2 合成材料的熱降解及熱穩(wěn)定的作用機(jī)理,舉例： 鹽基性鉛鹽是通過捕獲脫落下來的HCl而抑制了它的自動催化作用； 脂肪酸皂類一方面可以捕獲脫落下來的HCl，另一方面是能置換PVC中存在的丙烯基氯中的氯原子，生成比較穩(wěn)定的酯，從而消除了脫HCl的引發(fā)

23、源； 有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理是：有機(jī)錫化合物先與PVC分子鏈上的氯原子配位，而高分子鏈上的活潑氯原子與Y基團(tuán)交換，從而抑制了PVC脫氯化氫的熱降解反應(yīng)。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),42,4.2 合成材料的熱降解及熱穩(wěn)定的作用機(jī)理,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),43,4.3 熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢,亞磷酸酯,1. 鉛穩(wěn)定劑 價格低廉，熱穩(wěn)定性好我國則主要以鉛類穩(wěn)定劑為主。 毒性大，其應(yīng)用受到一定的限制。 鉛類穩(wěn)定劑主要是鹽基性鉛鹽，即帶有未成鹽的一氧化鉛(俗稱為鹽基)的無機(jī)酸鉛和有機(jī)酸鉛。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),44,4.3 熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢,作用機(jī)

24、理 鉛穩(wěn)定劑主要是通過捕獲分解出的HCl而抑制氧化氫對進(jìn)一步分解反應(yīng)所起的催化作用。生成的PbCl2對脫氯化氫無促進(jìn)作用。 羧酸鉛能與烯丙基氯起交換作用，起到熱穩(wěn)定的作用。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),45,4.3 熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢,2.金屬皂類穩(wěn)定劑 金屬皂是指高級脂肪酸的金屬鹽。 作為PVC類聚合材料熱穩(wěn)定劑的金屬皂則主要是硬脂酸，月桂酸，棕櫚酸等的鋇、鎘、鉛、鈣，鋅、鎂、鍶等金屬鹽。 用(RCOO)nM的通式來表示。 除了高級脂肪酸的金屬鹽以外，還有芳香族酸，脂肪族酸以及酚或醇類的金屬鹽類，如苯甲酸、水楊酸、環(huán)烷酸、烷基酚等的金屬鹽類等。多是液體復(fù)合穩(wěn)定劑的主要成分。,2

25、020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),46,4.3 熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),47,4.3 熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢,3.有機(jī)錫穩(wěn)定劑,有機(jī)錫類通式： R：甲基，丁基，苯基，和烷基 X：氧，硫，馬來酸等 Y：脂肪酸根,根據(jù)Y的不同分類,特點： 具有高度的透明性， 突出的耐熱性， 低毒并耐硫化污染。,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第五章 光穩(wěn)定劑,5.1 概述,定義： 光氧老化或光老化:高分子材料長期暴露在日光或短期置于強(qiáng)熒光下，由于吸收了紫外線能量，引起了自動氧化反應(yīng)，導(dǎo)致了聚合物的降解，使得制品變色、發(fā)

26、脆、性能下降，以致無法再用。 凡能抑制或減緩這一過程進(jìn)行的措施，稱為光穩(wěn)定，所加入的物質(zhì)稱為光穩(wěn)定劑或紫外光穩(wěn)定劑。,5.1 概述,按作用機(jī)理分類 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； 自由基捕獲劑，主要是受阻胺類衍生物。,5.1 概述,光穩(wěn)定劑應(yīng)具備條件： 能強(qiáng)烈吸收290-400nm波長范圍的紫外線，或能有效地猝滅激發(fā)態(tài)分子的能量，或具有足夠的捕獲自由基的能力； 高分子化合物吸收紫外線后，容易形成電子激發(fā)態(tài)，這種激發(fā)態(tài)的分子可以引起一系列的光物理過程和光化學(xué)反應(yīng)。

27、,光化學(xué)反應(yīng) 由于紫外線的波長短、能量高，它足以使高聚物分子成為激發(fā)態(tài)或破壞化學(xué)鍵引起自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，并同時與氧化相伴發(fā)生“光氧老化”或“光氧化反應(yīng).、 光化學(xué)過程：鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止,2 引發(fā)光降解的重要因素,5.2 光穩(wěn)定劑作用機(jī)理,內(nèi)因：光敏性雜質(zhì)是高分子材料光降解的重要引發(fā)源。 外因：離子輻射，超聲波、熱、機(jī)械加工,聚合物分子中存在的潛在活性基團(tuán)是光敏性基團(tuán)。光敏性雜質(zhì)正是高分子材料光降解重要的引發(fā)源。 染料、顏料、有機(jī)溶劑都是單線態(tài)氧的有效光敏化劑。 羰基類物質(zhì) 高聚物合成過程中所使用的催化劑,3光穩(wěn)定劑的作用機(jī)理 聚合物的光穩(wěn)定過程須從如下幾個方面進(jìn)行： (1)紫外線的屏蔽和吸

28、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。 結(jié)合機(jī)理分類： 其中(1)(4)為阻止光引發(fā)，(5)為切斷鏈增長反應(yīng)的措施。,5.2 光穩(wěn)定劑作用機(jī)理,光屏蔽劑 第一道防線 又稱遮光劑，是一類能夠吸收或反射紫外光的物質(zhì)。 光在達(dá)到聚合物的表面時就被吸收或反射，阻礙了紫外線深入聚合物內(nèi)部，從而有效地抑制了制品的老化。 主要有炭黑等。 由于含有苯醌基團(tuán)和多核芳烴結(jié)構(gòu) 另外具有苯酚結(jié)構(gòu)，具有 抗氧化性。,5.2 光穩(wěn)定劑作用機(jī)理,紫外線吸收劑 第二道防線 能強(qiáng)烈選擇性地吸收高能量的紫外光，并以能量轉(zhuǎn)換形式，將吸收的能量以熱能或無害的低能輻射

29、釋放出來或耗掉，從而防止聚合物中的發(fā)色團(tuán)吸收紫外線能量隨之發(fā)生激發(fā)。 二苯甲酮類、水楊酸酯類和苯并三唑類等。,5.2 光穩(wěn)定劑作用機(jī)理,大多數(shù)紫外線吸收劑的結(jié)構(gòu)中多含有吸收波長為400nm以下的連接芳香族衍生物的發(fā)色團(tuán)（C=N，N=N，C=O等）和助色團(tuán)（-NH2，-OH，-COOH等）,猝滅劑 第三道防線 又稱減活劑或消光劑，或稱激發(fā)態(tài)猝滅能、能量猝滅劑。 能轉(zhuǎn)移聚合物分子因吸收紫外線后所產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)能，從而防止了聚合物因吸收紫外線而產(chǎn)生的游離基。 主要是金屬絡(luò)合物，如鎳、鈷、鐵的有機(jī)絡(luò)合物。,5.2 光穩(wěn)定劑作用機(jī)理,自由基捕獲劑 第四道防線 受阻胺類光穩(wěn)定劑(HALS)。 通過捕獲自由基

30、、分解過氧化物、傳遞激發(fā)態(tài)能量等多種途徑，賦于聚合物以高度的穩(wěn)定性。,5.2 光穩(wěn)定劑作用機(jī)理,二苯甲酮類紫外線吸收劑,紫外線吸收劑UV-9和UV-531是應(yīng)用廣泛的光穩(wěn)定劑。 UV-9能有效吸收290400nm的紫外光，但幾乎不吸收可見光，所以適用于淺色透明制品。對光、熱穩(wěn)定性良好。在200時不分解，但升華損失較大?？捎糜谟推岷透鞣N塑料。對軟、硬質(zhì)PVC、聚酯、PS、丙烯酸樹脂和淺色透明木材家具特別有效。 UV-531能強(qiáng)烈吸收300375nm的紫外線，與大多數(shù)聚合物相容、特別是與聚烯烴有很好的相容性，揮發(fā)性低，幾乎無色。主要用于聚烯烴，也用于乙烯基樹脂，PS、纖維素塑料、聚酯、聚酰胺等塑料

31、、纖維及涂料。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),58,4厚度和用量 薄制品和纖維要求加入的紫外線吸收濃度較高；而厚制品的則較低。 這是由于制品愈厚，紫外線透入到一定深度后，即被完全吸收，被內(nèi)外層承受了，所以耐光性好，所需的濃度低；同時加入到塑料中的紫外線吸收劑，由于擴(kuò)散作用，往往都會集中在聚合物外表的非結(jié)晶區(qū)內(nèi)，所以表面層實際的防護(hù)能力，往往要比預(yù)料的高好多倍。 因此不必添加高濃度的紫外線吸收劑，光穩(wěn)定劑的添加量太高時，超過相容性時，會產(chǎn)生噴霜現(xiàn)象。,5.4 光穩(wěn)定劑的選用,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第六章 阻燃劑,6.1 概

32、述,1 阻燃劑的概念 塑料、橡膠、纖維都是有機(jī)化合物，均具有可燃性，極易在一定條件下燃燒。其燃燒過程是一個復(fù)雜的劇烈的氧化過程，常伴有火焰、濃煙、毒氣等產(chǎn)生。 燃燒時使更多的聚合物或難于分解的物質(zhì)分解，產(chǎn)生更多的可燃物，造成火災(zāi)，危及人們的生命和財產(chǎn)。 能夠增加材料耐燃性的物質(zhì)叫阻燃劑。,6.1 概述,阻燃劑大多是元素周期表中第V 、VII和III族元素的化合物， 如第V族氮、磷、銻、鉍的化合物； 第VII族氯、溴的化合物； 第III族硼、鋁的化合物，此外硅和鉬的化合物也作為阻燃劑使用； 其中最常用和最重要的是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物，很多有效的阻燃劑配方都含有這些元素。,6.2 聚合物的燃

33、燒和阻燃劑的作用機(jī)理,1 燃燒機(jī)理 維持燃燒的三要素：可燃物，氧，熱。 (1)加熱階段 (2)降解階段 (3)分解階段：溫度上升到一定程度時，發(fā)生裂解，產(chǎn)生低分子物： 可燃性氣體，H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等； 不燃性氣體，CO2、HCl、HBr等； 液態(tài)產(chǎn)物，聚合物部分解聚為液態(tài)產(chǎn)物； 固態(tài)產(chǎn)物，聚合物可部分焦化為焦炭，也可不完全燃燒產(chǎn)生煙塵粒子等。 (4)點燃階段：、 (5)燃燒階段,6.2 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理,2 聚合物燃燒性標(biāo)準(zhǔn) 聚合物的燃燒性可用燃燒速度和氧指數(shù)來表示。 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。

34、,目前氧指數(shù)法不僅僅限于塑料(包括薄膜和泡沫塑料)，在纖維，橡膠等方面都已得到廣泛應(yīng)用，也用于阻燃機(jī)理的研究 。一般OI27的物質(zhì)為阻燃物質(zhì)。,熄,6.2 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理,3 阻燃機(jī)理 保護(hù)膜機(jī)理 不燃性氣體機(jī)理 冷卻機(jī)理 終止鏈鎖反應(yīng)機(jī)理 協(xié)同作用體系,6.2 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理,保護(hù)膜機(jī)理 阻燃劑在燃燒溫度下形成了一層不燃燒的保護(hù)膜，覆蓋在材料上，隔離空氣而阻燃。 (l)玻璃狀薄膜：阻燃劑在燃燒溫度下分解成為不揮發(fā)、不氧化的玻璃狀薄膜，覆蓋在材料的表面上，可隔離空氣(或氧)，且能使熱量反射出去或具有低的導(dǎo)熱系數(shù)，從而達(dá)到阻燃的目的。 例：硼酸和水合硼酸鹽，加熱時

35、形成玻璃狀涂層，覆蓋于聚合物之上。,(2)隔熱焦炭層：阻燃劑在燃燒溫度下可使材料表面脫水炭化，形成一層多孔性隔熱焦炭層，從而阻止熱的傳導(dǎo)而起阻燃作用。,例：經(jīng)磷化物處理過的纖維素，當(dāng)受熱時，纖維素首先分解出磷酸，它是一種很好脫水作用的催化劑，與纖維素作用的結(jié)果，脫去水分留下焦炭。,6.2 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理,不燃性氣體機(jī)理 阻燃劑能在中等溫度下立即分解出不燃性氣體，稀釋了可燃性氣體和沖淡燃燒區(qū)氧的濃度，阻止燃燒發(fā)生。 形成隔絕空氣的氣體防護(hù)層 例：含鹵阻燃劑，有機(jī)鹵素化合物受熱后釋出HX。,6.2 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理,冷卻機(jī)理 阻燃劑能使聚合物材料的固體表面在較低溫度下

36、熔化，吸收潛熱或發(fā)生吸熱反應(yīng)，大量消耗掉熱量，從而阻止燃燒繼續(xù)進(jìn)行。 例：氫氧化鋁和氫氧化鎂。,6.2 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理,終止鏈鎖反應(yīng)機(jī)理 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。 例：鹵系阻燃劑,6.2 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理,在鹵素氟、氯、溴、碘中，氟由于太活潑，而形成的氟分子又較穩(wěn)定，所以阻燃性不好，有時氟與其他鹵素一起使用，可增加化合物穩(wěn)定性，減少化合物毒性。碘元素形成的化合物不穩(wěn)定，常溫下易分解，且價格昂貴，故也很少采用。 鹵素阻燃劑以溴、氯為主。 阻燃劑受熱時則釋出HX，從HX鍵鍵能看出：H-Cl：433

37、.54 kJ/mol，H-Br：365.5 kJ/mol，H-Br鍵的鍵能小于H-Cl鍵的鍵能，HBr捕獲游離基的能力比HCl強(qiáng)， 含溴阻燃劑的效能比含氯阻燃劑的效能高。,6.2 聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機(jī)理,協(xié)同作用體系 阻燃劑的復(fù)配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)同作用體系有銻-鹵體系，磷鹵體系，磷-氮體系。,6.3 阻燃劑各論,2 添加型阻燃劑 添加型阻燃劑主要有：有機(jī)鹵化物，磷化物，無機(jī)化合物。 有機(jī)鹵化物 有機(jī)鹵化物的主要品種有氯化石蠟，全氯戊環(huán)癸烷，氯化聚乙烯、溴代烴、溴代醚類。 磷酸酯及其他磷化物阻燃劑 磷酸酯、含鹵磷酸酯和膦酸酯 無機(jī)

38、類 (1)氫氧化鋁 (2)氫氧化鎂 (3)三氧化二銻 (4)硼化合物 (5)磷系阻燃劑,6.3 阻燃劑各論,3 反應(yīng)型阻燃劑 除含有溴、氯、磷等阻燃性元素外，還同時具有反應(yīng)性官能團(tuán)，它們在高分子聚合或縮合過程中作為一個組分參加反應(yīng)，并以化學(xué)鍵的形式結(jié)合到高分子結(jié)構(gòu)中。,鹵代酸酐 四溴雙酚A及衍生物 含磷多元醇,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第七章 交聯(lián)劑,7.1 概述,1 定義 交聯(lián)是在兩個高分子的活性位置上生成一個或數(shù)個化學(xué)鍵，將線型高分子轉(zhuǎn)變成體型(三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))高分子的反應(yīng) 凡能使高分 化合物引起交聯(lián)的物質(zhì)，就稱為交聯(lián)劑 交聯(lián)反應(yīng)

39、能有效提高聚物的耐熱性能、耐溶劑性能，同時改善材料的機(jī)械性能及耐候性。,7.2 交聯(lián)劑的作用機(jī)理,1 有機(jī)交聯(lián)劑的作用機(jī)理 有機(jī)交聯(lián)劑對高分子的交聯(lián)反應(yīng)，可分為三種類型。 交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng) 交聯(lián)劑的官能團(tuán)與高分子聚合物反應(yīng) 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,7.2 交聯(lián)劑的作用機(jī)理,交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng) 交聯(lián)劑分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)高分子自由基鏈反應(yīng)，導(dǎo)致高分子化合物鏈的c-c 鍵交聯(lián)。 主要是有機(jī)過氧化物 既可以和不飽和聚合物交聯(lián) 亦可以和飽和聚合物交聯(lián),對不飽和聚合物的交聯(lián),交聯(lián)過程大致可分別三步： 首先過氧化物分解產(chǎn)生自由基 引發(fā)高分子鏈脫氫生成新自由基 高分子自由基進(jìn)行連

40、鎖反應(yīng)或在雙鍵處加成完成交聯(lián)反應(yīng),7.2 交聯(lián)劑的作用機(jī)理,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)以及雙鍵等)作為橋基把聚合物交聯(lián)起來。 環(huán)氧樹脂固化機(jī)理：,7.2 交聯(lián)劑的作用機(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 該交聯(lián)機(jī)理實際上是前述兩種機(jī)理的結(jié)合形式。將自由基引發(fā)齊和官能團(tuán)化合物聯(lián)合使用。 例：用有機(jī)過氧化物和不飽和單體來使不飽和聚酯進(jìn)行交聯(lián)。 制造玻璃鋼，在不飽和聚酯中加入過氧化物和少量苯乙烯，聚酯交聯(lián)硬化。,7.2 交聯(lián)劑的作用機(jī)理,2 無機(jī)交聯(lián)劑的交聯(lián)機(jī)理,常見的無機(jī)交聯(lián)劑主要有： 硫黃及硫黃同系物 金屬氧化物 過氧

41、化物及硫化物 硼酸 磷化物 金屬固化物,7.2 交聯(lián)劑的作用機(jī)理,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),82,7.3 交聯(lián)劑的合成及特性,1 過氧化物交聯(lián)劑 有機(jī)過氧化物大致可分為如下五類： 氫過氧化物； 二烷基過氧化物； 二?；^氧化物； 過氧酯； 酮過氧化物。 特征：可交聯(lián)飽和聚合物，形成-C-C-交聯(lián)鍵。,2. 胺類交聯(lián)劑的分類及特性,胺類化合物作為鹵素系列聚合物、羧基聚合物及帶有酯基、異氰酸酯、環(huán)氧基、羧甲基聚合物的交聯(lián)劑已廣為應(yīng)用，尤其是環(huán)氧樹脂的固化及聚氨酯橡膠中的應(yīng)用。 這類化合物主要是含有兩個或兩個以上氨基的胺類，通常，伯、仲胺是交聯(lián)劑，而叔胺是交聯(lián)催化劑。 (1)脂肪族多元胺

42、 (2)芳香族多元胺,83,7.3 交聯(lián)劑的合成及特性,3.有機(jī)硫化物交聯(lián)劑,有機(jī)硫化物常在橡膠工業(yè)中用作硫化劑。 特點是在硫化溫度下能夠析出硫，進(jìn)而使橡膠進(jìn)行硫化，因此它們又被稱為硫黃給予體。 有機(jī)硫化物交聯(lián)劑一般分為：二硫化秋蘭姆及其衍生物，嗎啡啉衍生物，有機(jī)多硫化合物以及二硫代氨基甲酸硒等。,84,7.3 交聯(lián)劑的合成及特性,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第八章 偶聯(lián)劑,8.1 概述,偶聯(lián)劑的定義和分類 偶聯(lián)劑是指能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類物質(zhì)。 其分子結(jié)構(gòu)中存在兩種官能團(tuán)： 一種可與高分子基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或至少有好

43、的相容性； 另一種可與無機(jī)填料形成化學(xué)鍵。,86,聚合物,填料,界面,8.1 概述,硅烷類偶聯(lián)劑 硅烷類偶聯(lián)劑是研究得最早且被廣泛應(yīng)用的品種之一。 通式可寫為YRSi(CH3)3-nX3， R是與聚合物分子有親和力和反應(yīng)能力的活性官能團(tuán)，如乙烯基氯丙基、環(huán)氧基、甲基丙烯?；坊蛶€基等。 X為能夠水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。 硅烷偶聯(lián)劑對含有極性基團(tuán)的或引入極性基團(tuán)的填充體系偶聯(lián)效果較明顯，而對非極性體系則效果不顯著，對碳酸鈣填充復(fù)合體系效果不佳。,87,鈦酸酯偶聯(lián)劑 通式： (ROMTi(OXRY)N RO-是可水解的短碳鏈烷氧基，能與無機(jī)物表面羥基起反應(yīng)，從而達(dá)到化學(xué)偶聯(lián)的目的；

44、-OX可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，這些基團(tuán)很重要，決定鈦酸酯所具有的特殊性能?；撬峄x于有機(jī)聚合物一定的觸變性；焦磷酰氧基有阻燃、防銹和增強(qiáng)粘接的性能；亞磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等，因此通過-OX的選擇，可使鈦酸酯兼具偶聯(lián)和其他特殊性能； R是長碳鍵烷烴基，它比較柔軟，能和有機(jī)聚合物進(jìn)行彎曲纏結(jié)，使有機(jī)物和無機(jī)物的相容性得到改善，提高材料抗沖擊強(qiáng)度； Y是羥基、氨基、環(huán)氧基或含雙鍵基團(tuán)等，這些基團(tuán)連接在鈦酸酯分子的末端，可與有機(jī)聚合物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而結(jié)合在一起。,88,化學(xué)鍵合理論 理論核心：兩相反應(yīng)性 偶聯(lián)劑含有一種化學(xué)官能團(tuán)，能與玻璃纖維表面的硅醇基團(tuán)或其他無機(jī)填料表面的分子作用

45、形成共價鍵。 偶聯(lián)劑還含有至少一種不同官能團(tuán)與聚合分子鍵合，以獲得良好的界面結(jié)合，或引入有機(jī)基團(tuán)，增加與聚合物的相容性。,89,聚合物,填料,界面,橋梁,例：氨丙基三乙氧基硅烷NH2CH2CH2 -CH2Si(OC2H5)3，當(dāng)用它首先處理無機(jī)填料時(如玻璃纖維等)，硅烷首先水解變成硅醇，接著硅醇基與無機(jī)填料表面發(fā)生脫水反應(yīng)，進(jìn)行化學(xué)鍵連接：,90,結(jié)合實例解釋硅烷偶聯(lián)劑作用機(jī)理！重點記背！,經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無機(jī)填料進(jìn)行填充制備復(fù)合材料時，偶聯(lián)劑中的Y基團(tuán)將和有機(jī)高聚物相互作用，如與環(huán)氧樹脂的偶聯(lián)作用。 通過以上兩反應(yīng)，硅烷偶聯(lián)劑通過化學(xué)鍵結(jié)合改善了復(fù)合材料中高聚物和無機(jī)填料之間的粘接性，使其性

46、能大大改善。,91,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第9章 流動性能 改進(jìn)劑,9.1 概述,1.定義：為了抑制或延緩油品性質(zhì)隨溫度的變化，使之在較寬的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出良好的性能，往往需要添加一些能夠改善油品流變性的有機(jī)助劑，稱為流動性能改進(jìn)劑。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),93,流動性 能改進(jìn)劑,降凝劑,低溫流動改進(jìn)劑,粘度指數(shù)改進(jìn)劑,知識點1,油品在低溫下失去流動性的原因, 低溫時粘度升高 （粘溫凝固）, 低溫時蠟結(jié)晶形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) （構(gòu)造凝固） 當(dāng)油品冷卻至低于結(jié)晶溫度，析出的蠟結(jié)晶相互聯(lián)結(jié)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將油包于其中，

47、盡管析出的結(jié)晶僅占整個油品重量的1-5%m，但足以使油失去流動性。,知識點2,9.2 降凝劑,降凝劑：一種合成高分子化合物，分子中含有與石蠟烴齒形鏈結(jié)構(gòu)相同的烷基鏈段和極性基團(tuán)、芳環(huán)等，其主要作用是通過與石蠟烴共晶而改變蠟的晶型，使其變成均勻松散的晶粒，延緩或防止導(dǎo)致油品凝固的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成。,降凝劑改變晶型的發(fā)育過程的作用,知識點3,低溫流動改進(jìn)劑與降凝劑不同的是，它不僅要能夠降低燃料油的傾點，而且能夠改善低溫析出蠟晶的大小和形狀，即它是一種兼具改善燃料油傾點和過濾性的添加劑。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),96,4、低溫流動改進(jìn)劑的作用原理,柴油在低溫下的析蠟過程與其他油品一樣

48、，低于濁點時，開始有蠟析出，形成大小約200m的蠟晶，該蠟晶迅速長大成板狀菱形結(jié)晶，并相互粘附成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將低熔點的油吸附或包覆于其中，使油品失去流動性。 加入改性劑的燃油,在濁點附近低溫流動改性劑作為成核劑與石蠟共同析出,使蠟結(jié)晶細(xì)化,它還能吸附在蠟結(jié)晶表面上,靠其側(cè)鏈極性基團(tuán)抑制石蠟結(jié)晶長大使燃油保持良好的低溫流動性和過濾性。,9.4 粘度指數(shù)改進(jìn)劑,理想的潤滑油，應(yīng)該具有這樣一種粘溫特性，即在低溫時比較稀，以減少油品內(nèi)部的摩擦損失，而且發(fā)動機(jī)的低溫起動性能較好，高溫時又能保證充分的潤滑，評價潤滑油粘溫特性的指標(biāo)稱為粘度指數(shù)。 若潤滑油的粘度指數(shù)較高，粘溫曲線平緩，該潤滑油便具有很好的

49、低溫起動性和高溫潤滑能力，且四季均可使用。 為了提高潤滑油的粘度指數(shù)，往往在基礎(chǔ)油中加入一類油溶性高分子化合物，如苯乙烯-雙烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物，聚甲基丙烯酸酯等，起到低溫起動性好，高溫又能保持適當(dāng)粘度的稠化機(jī)油，具有這種作用的高分子物質(zhì)稱為粘度指數(shù)改進(jìn)劑。,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第十章流變性改進(jìn)劑,1、流變劑的定義：在涂料使用過程中，為了防止流掛，保證良好的涂刷性和適當(dāng)?shù)耐磕ず穸?，并阻止涂料滲入多孔性基材，防止貯存時顏料的沉降，或使沉淀軟化以提高再分散性的助劑，稱之為流變劑。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),100

50、,知識點1,流變劑的作用原理,流變劑是使涂料在低剪切速率下建立起觸變結(jié)構(gòu)的添加劑。其作用過程是在無剪切力或極弱剪切力下，流變劑在涂料內(nèi)部形成疏松的凝膠網(wǎng)絡(luò)，為了破壞該結(jié)構(gòu)，并使之流動，必須施加外力。當(dāng)這個力超過該涂料的屈服值時，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到完全破壞，涂料變?yōu)闃O易流動的流體而便于流平；到一定階段，濕膜內(nèi)部又緩慢的恢復(fù)疏松網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使涂料難以流動，從而防止流掛。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),101,知識點2,2、增稠劑是一種流變助劑，加入增稠劑后使涂料增稠，在低剪切速率下的體系粘度增加 ，而在高剪切速率時對體系的粘度影響很小，同時還能賦予涂料優(yōu)異的機(jī)械及物理性能化學(xué)穩(wěn)定性，在涂料施工時

51、起控制流變性的作用,在乳膠漆中應(yīng)用廣泛。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),102,乳膠漆的增稠作用可歸納為3個方面，即水合增稠機(jī)理、靜電排斥增稠、機(jī)理締合增稠機(jī)理。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),103,3、在實際施工過程中，由于流平性不好，涂刷時出現(xiàn)刷痕，噴涂時出現(xiàn)桔皮，滾涂時產(chǎn)生滾痕，在干燥過程中相伴出現(xiàn)縮孔、針孔、流掛等現(xiàn)象，都稱之為流平性不良，他們彼此之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系。為克服這些弊病而添加的助劑稱為流平劑，有時將其分為流平劑和放縮孔劑。,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第11章 潤滑劑,11.1 概述,摩擦力的定

52、義和分類 兩個相互接觸的物體做相對運動時，存在一種抗拒其做相對運動的力，稱作摩擦力。 摩擦力的分類： 根據(jù)兩表面的相對運動狀態(tài)，有滑動摩擦和滾動摩擦。,105,作用機(jī)理 1.內(nèi)潤滑塑化機(jī)理 內(nèi)潤滑劑分子能像增塑劑一樣，穿插于高分子鏈之間，削弱分子間的吸引力，當(dāng)聚合物變形時，分子鏈間能夠相互滑移和旋轉(zhuǎn)，從而使分子間的內(nèi)摩擦減小，熔體粘度降低，流動性增加，易于塑化，但潤滑劑不會過分降低聚合物的玻璃化溫度和強(qiáng)度。 2.外潤滑界面潤滑機(jī)理 在加工過程中，外潤滑劑分子很容易從聚合物的內(nèi)部遷移至表面，并在界面處定向排列，極性基團(tuán)與金屬表面吸附，疏水端與聚合物結(jié)合，使聚合物和加工設(shè)備、模具之間形成潤滑的分子

53、層，對聚合物和加工設(shè)備起到隔離作用。 3.外潤滑涂布隔離機(jī)理 將脫模劑涂布在加工設(shè)備的表面上，在一定條件下使其均勻流布分散在模具表面，當(dāng)其中加入待成型聚合物時，脫模劑在模具與聚合物表面間形成連續(xù)的薄膜，從而達(dá)到隔離的目的，減少聚合物熔體與加工設(shè)備之間的摩擦。,通常，潤滑劑按其化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)，分為無機(jī)潤滑劑和有機(jī)潤滑劑。 無機(jī)潤滑劑是由滑石粉、云母粉、陶土、白粘土等為主要成分配制成的復(fù)合物。 有機(jī)潤滑劑按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分為脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪醇、烴類化合物和有機(jī)硅化合物等。,2020/10/7,助劑化學(xué)及工藝學(xué),107,助劑化學(xué)及工藝學(xué),Addictive chemistry and Technology,第十二章 發(fā)泡劑、消泡劑,12.1 概述,發(fā)泡劑:一類能使處于一定粘度范圍內(nèi)的液態(tài)或塑性狀態(tài)的橡膠、塑料形成微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。,泡沫,消泡劑：加入到材料中用于抑制泡沫產(chǎn)生的物質(zhì)。,隔熱、絕緣 氣體易壓縮性,材料不均勻、 生產(chǎn)危害,消泡機(jī)理 消泡劑常以微粒的形式，滲入到泡沫的體系中。泡沫體系要產(chǎn)生泡沫時，存在于體系中的消泡劑立刻破壞氣泡的彈性膜，抑制氣泡的產(chǎn)生。若氣泡已產(chǎn)生，添加的消泡劑接觸泡沫后，進(jìn)一步擴(kuò)展，層狀侵入，取代原泡沫的膜壁