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70s塑料加工助剂的作用? 塑料加工助剂有哪些

发布时间:2023-10-17 00:31:20编辑:温柔的背包来源:

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一、70s塑料加工助剂的作用?

二、塑料助剂的类别大全

一、70s塑料加工助剂的作用?

在塑料制品的主要原料中加入添加剂的目的是为了使塑料制品成型顺利进行或改变树脂主要原料的性能,以满足塑料制品使用条件的要求。这是添加到主要原料中的添加剂的作用。

比如添加一些添加剂可以改变熔体的粘度,耐高温,不易分解,提高熔体的流动性;有的可以提高产品的机械性能;其他人可以改变塑料产品的外观、质量和颜色。根据添加剂的不同作用,常用的塑料添加剂有:增塑剂、稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、着色剂、润滑剂、填料、交联剂、偶联剂等。

二、塑料助剂的类别大全

塑料添加剂的分类方法有很多种,常用的方法是根据其功能和作用进行分类。在具有相同功能的类别中,常常根据作用机理或化学结构类型进一步细分。(1)它应该与加入的合成树脂具有良好的相容性,并且可以长时间稳定和均匀地分散在树脂中。(2)协同效应。尽量使用能互相促进作用的塑料添加剂。(3)耐久性好。没有透析,没有毛发,没有水和液体物质的迁移或提取。

(4)适合产品的使用要求。(5)对加工条件的适应性好。(6)分散性好,在加工成型过程中容易分散均匀。这六点可以满足大部分产品对添加剂的要求。当然,很多PVC产品对PVC稳定剂有特殊的要求,这些要求在PVC稳定剂的开发中得到了解决。增塑剂增塑剂是一种增加高分子树脂可塑性,赋予产品柔软性的添加剂,也是迄今为止最大的塑料添加剂类别。

增塑剂主要用于PVC软制品,也广泛用于纤维素等极性塑料。增塑剂涉及的化合物类型一般包括邻苯二甲酸酯、脂肪族二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、环氧酯、苯基烷基磺酸盐、磷酸盐和氯化石蜡,其中邻苯二甲酸酯最为重要。除非另有说明,热稳定剂是指聚氯乙烯和氯乙烯共聚物加工中使用的稳定剂。

聚氯乙烯(PVC)和氯乙烯的共聚物(VCM)是热敏性树脂,受热加工时容易释放氯化氢,进而导致热老化降解。热稳定剂一般通过吸收氯化氢、取代活性氯、添加双键来达到热稳定的目的。工业中广泛使用的热稳定剂的种类通常包括主稳定剂如碱性铅盐、金属皂、有机锡和有机锑,以及有机辅助稳定剂如环氧化合物、亚磷酸酯、多元醇和二酮。

由主稳定剂、辅助稳定剂和其他添加剂组成的复合稳定剂品种繁多,在热稳定剂市场上占有重要地位。加工改性剂传统意义上的加工改性剂几乎是指硬质PVC加工过程中使用的改性添加剂,目的是改善塑化性能,提高树脂熔体的粘弹性,促进树脂的熔体流动。丙烯酸酯共聚物(ACR)是主要的添加剂,在硬质PVC制品加工中发挥着突出的作用。

在现代意义上,加工改性剂的概念已经扩展到聚烯烃(如线性低密度聚乙烯LLDPE)、工程热塑性树脂等领域。预计在未来几年内,茂金属树脂投入使用后,将会有更新更广的加工改性剂品种。抗冲改性剂广义上讲,所有能提高硬质聚合物制品抗冲击性能的添加剂统称为抗冲改性剂。

传统的冲击改性剂基本上是基于弹性增韧的理论,涉及的化合物几乎都属于各种具有弹性增韧作用的共聚物和其他聚合物。

以硬质PVC制品为例。目前应用市场上广泛使用的品种主要有氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯共聚物(ACR)、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。EPDM用于聚丙烯的增韧改性也属于橡胶增韧的范围。

20世纪80年代后,无机刚性粒子增韧聚合物的理论形成,随着纳米技术的迅速发展,塑料的增韧改性和冲击改性剂被赋予了新的含义。在这方面,国内外已有大量的专著和文献报道。阻燃塑料制品大多易燃,给其产品的应用带来很多隐患。准确地说,阻燃剂叫阻燃剂更合适,因为“阻燃剂”包含阻燃和抑烟两层含义,比阻燃剂的概念更宽泛。

但长期以来,人们已经习惯了阻燃剂的概念,所以文献中所指的阻燃剂实际上是阻燃抑烟功能添加剂的总称。阻燃剂按使用方法可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。

添加型阻燃剂通常添加到基础树脂中,它们仅与树脂物理混合;反应型阻燃剂通常是分子中含有阻燃元素和反应基团的单体,如卤代酸酐、卤代双酚和含磷多元醇。由于它们的反应性,它们可以化学键合到树脂的分子链上,成为塑料树脂的一部分。大多数反应型阻燃剂是合成添加型阻燃剂的单体。

根据化学成分的不同,阻燃剂还可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂有氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌和红磷,而有机阻燃剂多为卤代烃、有机溴化物、有机氯化物、磷酸酯、卤代磷酸酯、氮基阻燃剂和氮磷膨胀型阻燃剂。抑烟剂的作用是减少阻燃材料的发烟量和有毒有害气体的释放,主要是钼化合物、锡化合物和铁化合物。

氧化锑和硼酸锌虽然也有抑烟作用,但常作为阻燃增效剂使用,所以归为阻燃体系。抗氧化剂属于抗氧化剂的范畴,主要作用是抑制高分子树脂的热氧化降解。抗氧剂是塑料稳定剂中最重要的一类,几乎所有的高分子树脂都与抗氧剂的应用有关。根据作用机理,传统的抗氧化剂体系一般包括主抗氧化剂、辅助抗氧化剂和重金属离子钝化剂。

主抗氧剂主要功能是捕获聚合物过氧自由基,也被称为“过氧自由基清除剂”和“链端抗氧剂”,涉及芳香胺和受阻酚两大系列产品。辅助抗氧化剂具有分解聚合物过氧化物化合物的功能,也称为“过氧化物分解剂”,包括硫代二羧酸盐和亚磷酸酯化合物,通常与主抗氧化剂结合使用。

重金属离子钝化剂,俗称“抗铜剂”,能络合过渡金属离子,阻止其催化高分子树脂氧化降解,典型结构如酰肼类化合物。近年来,随着高分子抗氧剂理论的深入研究,抗氧剂的分类也发生了一定程度的变化,最突出的特点是引入了“碳自由基清除剂”的概念。

这种自由基清除剂不同于传统的主抗氧化剂。它们可以捕捉聚合物烷基自由基,相当于给传统的抗氧化系统增加了一道防线。这类稳定助剂主要包括芳基苯并呋喃酮类化合物、双酚单丙烯酸酯类化合物、受阻胺类化合物和羟胺类化合物等。它们与主抗氧剂和辅助抗氧剂组成的三元抗氧剂体系能显著提高塑料制品的抗氧化稳定效果。

需要指出的是,胺类抗氧剂有着色污染,多用于橡胶制品,而酚类抗氧剂及其与辅助抗氧剂和碳自由基清除剂的复合抗氧剂体系主要用于塑料和彩色橡胶制品。光稳定剂光稳定剂又称紫外线稳定剂,是一种稳定添加剂,用于抑制聚合物树脂的光氧化降解,提高塑料制品的耐候性。

根据稳定机理的不同,光稳定剂可分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、激发态猝灭剂和自由基清除剂。遮光剂多为炭黑、氧化锌和一些无机颜料或填料,其功能是通过屏蔽紫外线来实现的。紫外线吸收剂对紫外线有很强的吸收作用,可以通过分子内能量转移将有害的光能转化为无害的热能并释放出来,从而阻止聚合物树脂吸收紫外线能量,诱发光氧化反应。

紫外线吸收剂涉及的化合物种类很多,主要包括二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、取代丙烯腈类化合物和三嗪类化合物。激发态淬灭剂的目的是淬灭被激发的聚合物分子上的能量,使其回到基态,防止其进一步断裂聚合物链。激发态猝灭剂大多是一些镍络合物。

自由基清除剂以受阻胺为官能团,其对应的氮氧自由基是捕捉聚合物自由基的基础。而且由于这种氮氧自由基在稳定过程中具有再生性,其光稳定效果非常突出,已经发展成为品种和用量最大的光稳定剂类别。当然,受阻胺光稳定剂的作用不限于捕获自由基。研究表明,受阻胺光稳定剂往往同时具有分解氢过氧化物和淬灭单线态氧的功能。

填充增强体系中添加剂的填充增强是提高塑料制品物理机械性能、降低共混成本的重要途径。塑料工业中涉及的增强材料一般包括玻璃纤维、碳纤维、金属晶须等纤维状材料。填料是一种低成本的增量材料,包括碳酸钙、滑石粉、粘土、云母粉、二氧化硅、硫酸钙、粉煤灰、赤泥、木粉、纤维素等天然矿物质、合成无机物、工业副产品等。

其实很难区分补强剂和填料,因为几乎所有的填料都有补强作用。由于塑料中使用了大量的填料和增强剂,其中一些已经形成了自己的工业体系,通常不在加工助剂的范畴内讨论。需要注意的是,当今广泛研究的纳米填料增强材料的改性效果已经远远超出了填充和增强的意义,它们的应用将给塑料工业带来一场新的革命。

偶联剂是无机和天然填充增强材料的表面改性剂。由于塑料工业中的增强和填充材料多为无机材料,直接与有机树脂混合时,塑料复合体的加工和应用性能往往会下降。偶联剂作为一种表面改性剂,可以通过化学或物理作用使无机材料表面有机化,从而增加混合量,改善复合物的加工和应用性能。

已报道的偶联剂通常包括长碳链脂肪酸、硅烷化合物、有机铬化合物、钛酸盐化合物、铝酸盐化合物、锆酸盐化合物和酸酐接枝聚烯烃。抗静电剂的作用是降低聚合物制品的表面电阻,消除静电积累可能带来的静电危害。根据使用方式的不同,抗静电剂可分为内添加型和涂覆型两种。

内部抗静电剂加入或掺入塑料配方中,成型后从产品内部迁移到表面或形成导电网络,从而达到降低表面电阻和释放电荷的目的。涂层抗静电剂是通过涂布或润湿的方式附着在塑料制品表面,吸收环境中的水分,形成能够释放电荷的电解质层。

从化学物质的组成来看,传统抗静电剂几乎无一例外地属于表面活性剂类化合物,包括季铵盐阳离子表面活性剂、烷基磺酸盐阴离子表面活性剂、烷醇胺、烷醇酰胺和多元醇脂肪酸酯等非离子表面活性剂。然而,新的“高分子量永久性抗静电剂”打破了这一惯例。它们通常是亲水嵌段共聚物,以金的形式与基础树脂混合,通过形成导电通道来传导电荷。

与表面活性剂抗静电剂相比,这种高分子量永久性抗静电剂不会因迁移、挥发和萃取而流失,因此其抗静电性能持久稳定,受环境湿度影响较小。

润滑剂和脱模剂润滑剂是混合在高分子树脂中的加工改性添加剂,目的是减少树脂颗粒、树脂熔体和加工设备之间的分子间摩擦,改善其成型时的流动性和脱模性。它们多用于热塑性塑料的加工成型过程,包括烃类(如聚乙烯蜡、石蜡等。)、脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸皂、脂肪酸酯和脂肪酰胺。

脱模剂可以涂在模具或加工机械的表面,也可以添加到基础树脂中,使模型产品容易脱模,提高其表面光洁度。前者称为涂布脱模剂,是脱模剂的主体,后者为内脱模剂,具有操作简单等特点。硅油是工业上使用最广泛的脱模剂。

分散剂我们知道,塑料制品实际上是基础树脂和各种颜料、填料、添加剂的混合物,颜料、填料、添加剂在树脂中的分散程度对塑料制品的性能至关重要。分散剂是促进各种辅料在树脂中均匀分散的助剂,多用于色母粒、有色制品和高填充制品。包括烃类(石蜡油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡等。)、脂肪酸皂、脂肪酯和脂肪酰胺等。

交联剂塑料的交联和橡胶的硫化本质上没有太大区别,只是使用的交联助剂不完全一样。树脂的交联方法主要有辐射交联和化学交联,有机过氧化物是工业上应用最广泛的交联剂。有时为了提高交联度和交联速度,往往需要使用一些共交联剂和交联促进剂。

共交联剂用于抑制交联过程中有机过氧化物交联剂在聚合物树脂主链上可能发生的自由基裂解反应,提高交联效果,改善交联产物的性能,其作用是稳定聚合物自由基。交联促进剂的主要作用是加快交联速度,缩短交联时间。热固性塑料如不饱和聚酯和环氧树脂的固化剂也属于交联剂的范畴,如有机胺和有机酸酐。

此外,紫外辐射交联过程中使用的光敏剂也可视为交联助剂。发泡剂用于聚合物复合体系中,通过释放气体获得具有微孔结构的聚合物制品,降低制品表观密度的助剂称为发泡剂。根据发泡过程中气体产生方式的不同,发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。

物理发泡剂一般依靠自身物理状态的变化释放气体,多为挥发性的液体物质,氟氯烃(如氟里昂)、低烷烃(如戊烷)和压缩气体是物理发泡剂的代表。化学发泡剂则是基于化学分解释放出来的气体进行发泡的,按照结构的不同分为无机类化学发泡剂和有机类化学发泡剂。

无机发泡剂主要是一些对热敏感的碳酸盐类(如碳酸钠、碳酸氢铵等)、亚硝酸盐类和硼氢化合物等,其特征是发泡过程吸热,也称吸热型发泡剂。有机发泡剂在塑料发泡剂市场具有非常突出的地位,代表性的品种有偶氮类化合物、N—亚硝基类化合物和磺酰肼类化合物等。有机发泡剂的发泡过程多伴随放热反应,又有放热型发泡剂之称。

此外,一些具有调节发泡剂分解温度的助剂,即发泡助剂亦属发泡剂之列。防霉剂防霉剂又称微生物抑制剂,是一类抑制霉菌等微生物生长,防止聚合物树脂被微生物侵蚀而降解的稳定化助剂。绝大多数聚合物材料对霉菌并不敏感,但由于其制品在加工中添加了增塑剂、润滑剂、脂肪酸皂类等可以滋生霉菌类的物质而具有霉菌感受性。

塑料用防霉剂所包含的化学物质很多,比较常见的品种包括有机金属化合物(如有机汞、有机锡、有机铜、有机砷等)、含氮有机化合物、含硫有机化合物、含卤有机化合物和酚类衍生物等。

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