第十章 高分子材料添加剂

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 高分子材料添加剂,意义,：高分子材料用途的多样化和成型加工技术的日益发展、提高，对其质量的要求也日益提高。将各种添加剂加入到原料中，使之形成能满足使用要求的材料，已成为高分子材料应用中的一大特征。,类型：,根据作用分类：,增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、填充剂、增强剂、偶联剂、阻燃剂；,根据形状分类：,粉状、粒状、块状（片状）和液体。,10.1,增塑剂,增塑目的,增塑机理,增塑剂的选择及常用工业增塑剂,10.1.1,增塑目的,目的：,基本目的是改善聚合物的加工性，增加、改善、提高其制品性能，扩大使用范围。,改善加工性能,提高可逆变形能力,提高塑性变形能力,降低塑性变形能力,提高冲击强度,10.1.2,增塑机理,分类：,分子增塑、结构增塑,1,）,分子增塑：,增塑剂可与聚合物达到分子水平的混融程度来改变聚合物的力学性能。,基本原理：,由于增塑剂分子与聚合物之间相互作用削弱了大分子之间的,相互作用力,，有利于大分子链段在外力作用下的重排，使聚合物的柔性提高。,2,）,结构增塑：,加入少量与聚合物不相容的低分子化合物，从而使聚合物的力学性能显著改变。,10.1.2,增塑机理,应用形式：,实际配方中上述两种增塑剂并存。其中分子水平起作用的能与聚合物相容的称为主增塑剂（与聚合物相容比率达到,1,：,1,），若相容比率在,1,：,3,以下则属于次增塑剂，次增塑剂只能与主增塑剂并有，不能单独使用。,10.1.3,增塑剂的选择及常用工业增塑剂,选择增塑剂原则：,要从增塑剂的效率、对增塑聚合物性能的影响以及经济效益等多方面综合考虑。,常用增塑剂：,PVC,的增塑剂用量大、品种多，按化学结构分,苯二甲酸酯类：,增塑效率高、综合性能好，是目前使用量最大的类型。如邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯。,脂肪族二元酸酯类：,直链型的增塑剂，具有良好的低温工作性能，但与,PVC,相容相差，故常作为次增塑剂改善制品的耐寒性。如葵二酸、壬二酸、己二酸的二辛酯。,10.1.3,增塑剂的选择及常用工业增塑剂,磷酸酯类：,抗燃性突出，而且耐热、低挥发，在阻燃配方中常用。如磷酸三甲酚酯、磷酸二甲酚酯、磷酸三氯乙酯。,环氧化合物类：,其分子中的环氧基能与氯化氢反应，因而可抑制氯化氢对,PVC,催化降解作用，兼有增塑作用和稳定作用。如环氧大豆油、环氧硬脂酸辛酯、丁酯等用于改善制品的热光稳定性。,其他：,耐高温增塑剂、耐老化增塑剂、无毒增塑剂等,10.2,稳定剂,目的：,为了稳定材料的性能，延长使用寿命，尤其是对那些老化速率较快的聚合物材料必须稳定化处理,方法：,添加能抑制聚合物因光、热、氧等因素引起的高分子反应物质,稳定剂,分类：,热稳定剂、光稳定剂及抗氧化剂,10.2.1,热稳定剂,目的：,为了防止聚合物加工过程中或在高温下使用时发生热分解、降解和交联。,用途：,主要用于,PVC,和其它含氯聚合物。,种类：按其化学组成可分为,盐基性铅盐,金属皂类,有机锡,复合稳定剂,10.2.2,抗氧化剂,目的：,为了防止,PE,、,PP,等饱和链状高分子在成型加工和使用过程中，受光、热、氧等作用而发生氧化降解反应引起老化,分类：,按作用分为自由基受体型、自由基分解型,自由基受体型：,是一类具有活泼氢原子的化合物；,自由基分解型：,是能把氧化老化过程中自由基链式反应生成的过氧化物转变为稳定的羟基化合物，从而使链反应终止的化合物。,10.2.3,光稳定剂,作用：,提高聚合物材料耐光老化性能,类型：,屏蔽型、紫外光吸收型、淬灭型、自由基捕捉型、潜性紫外光吸收型。,屏蔽型：,能屏蔽或减少紫外光投射作用，如炭黑、二氧化钛和颜料；,紫外光吸收型：,能有效地吸收紫外线，并变为热能或无害波长的光耗散掉；,淬灭型：,能迅速将以吸收的紫外光而形成激发态的高分子淬灭并使之回到基态，如镍螯合物；,自由基捕捉型：,能有效地捕捉已产生的高分子自由基,潜性紫外光吸收型：,虽自身不吸收紫外光，但光照后会发生重排反应转变为紫外光吸收剂。如苯甲酸酯类,10.4,填充剂、增强剂和偶联剂,填充剂：,指添加于塑料中的增容剂，目的是增大体积，降低成本。如碳酸钙、高岭土、玻璃微珠等。,增强剂,：为改善高分子材料的强度、模量，改进蠕变行为等。如玻璃纤维、石棉等。,偶联剂：,指能够增强填料与树脂间粘接力的物质。如硅烷、酞酸酯、锆类偶联剂。,10.5,阻燃剂,聚合物属于含有碳和氢的有机化合物，因而大部分是可燃,阻燃剂：,赋予聚合物以阻燃性的物质。,要求：,1,）高效：少量但效果好；,2,）使用方便；,3,）热稳定性好：在加工温度下不分解、不蒸发；,4,）毒性小；,5,）不影响基体的力学性能；,6,）价格便宜。,10.5,阻燃剂,类型：,添加性：,磷酸酯、卤代烃和金属盐；,反应型：,在聚合反应过程中作为单体之一，通过化学反应时期成为聚合物分子链的一部分，主要有,-,卤代酸酐和含磷多元醇。,本章小结,了解高分子材料添加剂主要类型及其作用。,