第二章添加剂_pdf讲述.doc

添加剂 高分子材料是以聚合物为主体的多相复合体系，即，很 少用纯聚合物制产品，大多要加配合剂。 满足性能上的要求 添加配合剂的目的 满足成型加工上的要求 满足经济上的要求 配方技术：对一个高分子材料，添加配合剂－加什么？ 加多少？如何加？  添加剂的种类： 各种添加剂在高分子材料中的功能不一 功能 添加剂类别 加工性能 增塑剂、润滑剂、热稳定剂、加工助剂 力学性能 增塑、补强、增韧、固化剂 老化性能 抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂 降低成本 填充剂、增容剂 其他性能 发泡剂、阻燃剂、偶联剂、抗静电剂  稳定剂（防老剂） 因高聚物分子结构的特殊性，老化是高聚物的必然规律。 在使用过程中 在成型加工中 O2、光（橡胶、塑料） 受外界因素 热、热氧（PVC、PP） 影响 微生物 老化 分子结构变化：降解、交联、接上基团（微观） 使用性能变化：强度下降、变色、发粘（宏观） 高分子材料发生  为防止或抑制由老化引起的破坏作用，可采用 加稳定剂（此为主要方法） 改性方法 共聚改性，对活泼端基消活处理 热稳定剂：对热敏性塑料（PVC） 防老剂：针对R 稳定剂（防老剂） 抗氧剂 热氧稳定剂：针对P 光稳定剂：紫外线吸收剂、光屏蔽剂  一、热稳定剂 主要针对PVC、氯醚橡胶（聚环氧氯丙烷）、POM等 ，但机理不同。 1、不稳定机理 主要是聚合物本身，即分子结构。 一般主链上C—C键键能受侧链取代基和原子影响： 分布规则且极性大的取代基能增加主链C—C键键能，提高 聚合物稳定性；而不规整的取代基降低聚合物的稳定性。  例：聚氯乙烯 PVC H H （ C C ）n Cl H 虽然-Cl极性强，但PVC主链上不对称的氯原子易与相 邻的氢原子发生脱HCl反应，并且双键旁的C—Cl键受到活 化，更易脱HCl。  SPVC的加工热稳定性测试 Haake转矩流变仪(动态法)   影响PVC热稳定性的因素有： (1) T：随着温度升高，PVC树脂的热降解大大加速。 (2) O2：氧加速了PVC树脂的热降解 (3)光：加速了PVC树脂的热降解。 (4)分子量：随PVC树脂型号增高（即相对分子质量变 小），热稳定性变差。 (5) HCl：脱出的HCl会加速PVC的降解(自催化现象)。  2、稳定机理 PVC的热稳定机理相当复杂。有如下机理： （1）去除聚合物降解后产生的活性中心——抑制聚合物进 一步降解。 活性中心：降解后聚合物分子结构的某一部分有化学活性， 能使其本身或导致其他聚合物发生降解，则该部分结构为活 性中心。  ①聚合物降解后析出的自由基（活性中心），可加有机锡 CH CH CH2 2 C H 4 9 2 Sn OCOCH3 2 二丁基二醋酸锡 CH2 CH CH2 C4H9 C4H9Sn OCOCH3 2 较稳定的自由基  ②活性中心是不稳定氯原子 加金属皂类和金属硫醇盐类，以稳定的化学基团置换不 稳定的氯原子。 Me OCOR 2 C MeCI OCOR C CI OCOR H H Me SR 2 CH CH2 MeCI SR C CH CH2 C SR CI 其他金属化合物、胺类、亚磷酸酯类也有此作用，金属 皂类（硬脂酸盐类）用的最多。  （2）对双键结构起加成作用 PVC降解后，往往会出现共轭形式排列的多烯结构， 进而在外界条件的影响下，通常会成为降解中心。 因为双键能移动聚合物吸收光线的波长范围，而使聚 合物显出各种颜色。所以降解愈烈，双键（尤其共轭双键 ）越多，聚合物颜色越深。因而，可通过看变色判定PVC 降解情况。 解决方法：加入一种稳定基团（如硫醇类、螯合剂） ，与PVC链上的不饱和双键起加成反应。  （3）转变在降解中起催化剂作用的物质 ①中和HCI，阻滞PVC降解。 加金属皂类： Me OCOR 2 2HCI 2ROCOH MeCI2 Me SR 2 2HCI 2RSH MeCI2 因生成的金属氯化物有催化降解作用，所以，加入金 属皂类和盐类热稳定剂时，应伴有螯合物。  ②钝化杂质（金属杂质） 金属离子对PVC降解具有催化作用，金属离子产生的来 源很多，包括PVC降解过程中释放出来的HCI与设备所用的 金属材料生成的金属氯化物。 钝化方法：加通过入螯合剂，消除金属离子的催化降解 作用。 螯合剂 + 金属氯化物 金属络合物  3、热稳定剂的种类及选择 常用热稳定剂：铅盐、硬脂酸盐、有机锡、复合稳定剂、 稀土、环氧化合物等 选择热稳定剂的依据：: 性能要求：透明与否、软、硬、毒性 (1)