【正文】 助劑化學(xué)及工藝學(xué) Addictive chemistry and Technology 復(fù)習(xí)資料 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(duì)材料結(jié)構(gòu)無明顯影響的 少量 化學(xué)物質(zhì)。 關(guān)鍵點(diǎn)：改進(jìn)性能、工藝 2 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 3 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 第二章 增塑劑 第三章 抗氧劑 第四章 熱穩(wěn)定劑 第五章 光穩(wěn)定劑 第六章 阻燃劑 第七章 交聯(lián)劑 第八章 潤(rùn)滑添加劑 第九章 偶聯(lián)劑 第十章 發(fā)泡劑與消泡劑 4 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 環(huán)保性 耐久性 助劑的選用標(biāo)準(zhǔn) 助劑混合使用中 協(xié)同效應(yīng)與 對(duì)抗作用 與制品的 配伍性 對(duì)加工條件 的適應(yīng)性 對(duì)制品用途 的適應(yīng)性 “ 321準(zhǔn)則” 結(jié)合實(shí)例記背！ 選擇助劑時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)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(huì)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(rùn)滑劑、表面活性劑類抗靜電劑等。 助劑對(duì)加工條件的適應(yīng)性 加工條件對(duì)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(duì)加工設(shè)備和模具不產(chǎn)生腐蝕作用。 助劑對(duì)制品用途的適應(yīng)性 不同用途的制品對(duì)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。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。 5 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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(zhǎng)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(duì)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(dú)使用的效果或加和，稱為對(duì)抗效應(yīng)。因此選擇助劑配合時(shí)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(duì)抗作用。 6 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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(zhǎng)率、柔韌性提高。 通常是 沸點(diǎn)高、難揮發(fā) 的液體或 低熔 固體。 8 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 增塑劑的定義、性能要求及分類 9 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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 主增 塑劑 主增塑劑與被增塑物的 相容性好 ，重量相容比幾乎可達(dá) 1： 1?？蓡为?dú)使用。如鄰苯二甲酸酯類，磷酸酯類，烷基磺酸苯酯類等。 輔助 增塑劑 與被增塑物的 相容性良好 ，重量相容比幾乎可達(dá) 1： 3，一般不單獨(dú)使用，與適當(dāng)主增塑劑配合使用。如脂肪族酸酯類，多元醇酯類，脂肪酸單酯類環(huán)氧酯類等。 增量劑 與被增塑物 相容性較差 。重量相容比低于 1： 20，但與主增塑劑或輔助增塑劑有一定相容性，且能與其配合，用以降低成本或改善某些性能。如含氯化合物。 知識(shí)點(diǎn) 1 10 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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(dòng)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(shí)點(diǎn) 2 11 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 2022. 01 氫鍵 結(jié)晶 范德華力 增塑機(jī)理 聚合物分子間作用力 2022/2/10 色散力：由于微小的瞬間偶極的相互作用而產(chǎn)生的。 誘導(dǎo)力：極性分子的固有偶極對(duì)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，它是由兩個(gè)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)。 12 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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) 13 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 一是 隔離作用 ， 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； 增塑機(jī)理 重點(diǎn)：增塑劑的三種增塑作用形式： 14 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 二是 弱化作用 ， 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(diǎn)，削弱了分子間的作用力，增大了聚合物的塑性； 增塑機(jī)理 15 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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(shí)存在著幾種作用。 增塑機(jī)理 16 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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 C1~C13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(shí)點(diǎn) 3 17 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 輔助增塑劑 作為增塑劑使用的是 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。 增塑劑化學(xué)與工藝 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 。 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 。 18 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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。 19 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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 20 2022/2/10 助劑化學(xué)及工藝學(xué) 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