第1章助剂全解.ppt

塑料、橡胶助剂及配方混合 教 师： 孙春峰 Email:gaocai97@ 课程简介 课程性质 先修课程 考核方式 纪律要求 课程参考资料 （1）材料加工助剂原理及应用.李青山编,哈尔滨工程大学出版社 （2）聚合物材料用化学助剂.肖卫东编，化学工业出版社 （3）塑料助剂及配方设计技术.郑德编，化学工业出版社 第1章 绪论 引言 助剂在塑料和橡胶加工中的地位 助剂的类别和作用 助剂的应用 化学助剂的发展 1 引言 高分子材料是材料领域的新秀，在尖端技术，国防建设及国民经济的各个领域得到了广泛的应用 高分子材料的优缺点 助剂的概念 ——为改善高分子材料的使用性能和加工性能及其生产具有特殊功能或用途的专用材料所需添加的各种辅助化学品，也称添加剂，配合剂 3 助剂的类别及作用 助剂的分类 按化学性能，有机助剂和无机助剂 按来源，有天然助剂和合成助剂 按分子量大小，有低分子助剂和高分子助剂 按与主体材料的关系，有活性助剂与惰性助剂 按材料的合成与加工，有合成助剂与加工助剂 按助剂的作用功能，有引发剂、促进剂、防老剂、增塑剂等 按助剂的功能分： 稳定化助剂 改善力学性能的助剂 改善加工性能的助剂 柔软化和轻质化的助剂 改进表面性能和外观的助剂 难燃化助剂 稳定化助剂 ——作用是防止或延缓聚合物在储存、加工和使用过程中的老化变质，也称“防老剂”，“稳定剂” ——常用的稳定化助剂有抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防腐剂等 改善力学性能的助剂 ——改善聚合物材料的某些力学性能，如拉伸强度、硬度、刚度、变形性、冲击强度等。 ——常见的包括：硫化体系所用的助剂，如硫化剂，硫化促进剂，硫化活性剂，防焦剂等，还包括如补强剂、填充剂、偶联剂、抗冲击剂等 改善加工性能的助剂 ——改善材料加工过程的流变性，可塑性及其成型的难易 ——包括润滑剂、脱模剂、塑解剂、软化剂等 柔软化和轻质化的助剂 ——改善制品柔性及减轻制品质量的助剂 ——主要包括增塑剂和发泡剂 增塑剂：绝大部分应用与PVC的生产，是产量最大的一类助剂。 发泡剂：包括物理发泡剂和化学发泡剂两类，主要用于泡沫塑料，合成木材，海绵橡胶制品的生产。 改进表面性能和外观的助剂 ——改善制品表面性能和外观 ——包括润滑剂、抗静电剂、防雾滴剂等 难燃化助剂 ——阻止或抑制制品的可燃性 ——包括有阻燃剂、烟雾抑制剂等 4 助剂的应用 助剂的化学反应活性 助剂与聚合物的相容性（配伍性） 助剂的耐久性 助剂对加工条件的适应性 制品用途对助剂的制约 助剂配合中的相互影响 助剂与材料的相互影响 ① 助剂的化学反应活性 对于加工用助剂来说，绝大多数是惰性的，而有些合成用助剂是具有化学反应活性的。它们的反应活性及与其他共存物反应的可能性均能影响材料的合成。例如，聚合常用引发剂，不同反应条件(温度、压力、溶剂等)应选用不同的引发剂。选择引发剂时应充分考虑引发剂的分解温度、溶解性、引发效率、分解速度等。选择不当常造成聚合失败或聚合物性能很差。 ② 助剂与聚合物的相容性（配伍性） 助剂应与聚合物匹配，这是选用助剂时首先要考虑的问题。助剂与聚合物的配伍性包括它们之间的相容性及在稳定性方面的相互影响。 一般地说，助剂必须长期、稳定、均匀地存在于制品中才能发挥其应有的效能，所以通常要求所选择的助剂都必须勾聚合物有良好的相容性。 注意：“喷霜”，“渗出”概念 a. 如果助剂的作用是使体系中的一些分子彼此相互作用的话，那么助剂分子在聚合物母体中的完全相容性(即以分子级相互可混性)和流动性或扩散性是必需的。 ③ 助剂的耐久性 助剂必须既不在加工过程中从聚合物母体中挥发出来，又不在使用中渗到表面。这意味着助剂在高温下必须具有低的蒸气压，同时在使用过程中必须不聚集 。 助剂损失的三种途径： 挥发；抽出；迁移 取决于诸如助剂与聚合物的相容性、助剂的分子大小、助剂与聚合物分子间的物理-化学作用、聚合物链的构型和分子间空隙等参数。 ④ 助剂对加工条件的适应性 某些聚合物的加工条件比较苛刻，如加工温度高、时间长，必须考虑助剂能否适应。同一种聚合物，出于加工成型的方法不同，所需要的助剂也可能有所不同。加工条件对助剂的要求，最主要的是耐热件，即要求助剂在加工温度下不分解、不易挥发和升华。此外，还要注意助剂对加工设备和模具可能产生的腐蚀作用。 ⑤ 制品用途对助剂的制约 助剂的选择常常受到制品最终用途的制约，这是选用助剂的重要依据。不同用途的制品对所欲采用的助剂的外观、气味、污染性、耐久性、电气性能、热性能、耐候性、毒性等都有一定的要求。 例如，对苯二胺类防老剂虽然性能很全