03第3章混合–2007.ppt

高分子材料成型原理 第三章 混合 在实际应用中，高分子材料中一般有各种添加剂或其它种类的聚合物。 一.混合的定义 混合是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作 是系统内各组分在其基本单元没有本质变化的情况下，在系统全部体积内的细化和分布的过程。 二.混合机理 按照Brodkey混合理论,混合涉及到扩散的三种基 本运动形式。 (一)分子扩散(molecular diffusion) 在浓度梯度驱使下，各组分自发地由浓度较大的区 域迁移到浓度较小的区域从而达到各处组分均化的一 种扩散形式。 (三)体积扩散(对流混合) (bulkdiffusion) 指流体质点、液滴或固体粒子由系统的一个空间位置向另一空间位置的运动；或指两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动，以期达到各组分的均匀分布。 三、混合过程发生的主要作用 利用器壁，对流动进行分流，即在流体的流道中设置突起状或隔板状的剪切片，进行分流。 物料被压缩时，物料内部会发生流动，产生由于压缩而引起的流动剪切。由于压缩使物料密度增大，剪切时剪应力作用大。 在密炼机、开炼机和挤出机中都存在。 第二节 混合加工的原料配方设计 聚合物加工的原料: 一级聚合物连续相和次级的分散介质（填充剂）。 连续相的聚合物混合物材料 连续相：聚合物。 一、常用添加剂的种类 5.生物抑制剂(防霉剂、杀菌剂、抑菌剂) 保护材料免受微生物不利影响的物质。 eg:酚类、有机硅季铵盐、双胍类、苯胺类、有机锡化合物、无机类??? 6.抗静电剂 能有效地阻止材料物质。加工或使用过程中发生静电荷积累的一类物质。 eg: 阴离子型：硫酸衍生物 磷酸衍生物 聚丙烯酸盐等 阳离子型：季铵盐、胺盐等 两性离子型：季胺内盐、烷基氨基酸类等 非离子型：多元醇(醇酯)、胺类衍生物等 炭黑 8.增塑剂 用以使高分子材料制品塑性增加，改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。 eg:苯二甲酸酯类（DOP等） 水 9.化学剂(交联剂及交联用添加剂) 能使高分子材料发生某些化学反应以改变其性质的物质。 eg:有机过氧化物 硫化剂 典型实例：橡胶的硫化 12.填充剂(填料) 能使高分子化合物的用量减少或(并)能改善制品 某些机械性能的固体物质。 增量填充剂(增量剂、非增强填料) eg: CaCO3、硫酸盐类、含硅化合物 补强性填充剂(补强剂、增强剂、增强填料) eg:炭黑、纤维类、金属晶须 填加剂的属性 1、形态 纤，片好 2、粒度 力学性能 着色剂粒度与着色性能 着色力 遮盖力 色泽 3、表面特性 4、密度、硬度 5、其他特性 三、添加剂之间的相互作用 ?(1)添加剂的协同作用协同作用是指塑料配方中两种或两种以上添加剂一起加入时的效果果高于其单独加入效果的平均值。 例如，链终止型抗氧剂抗氧机理是向过氧自由基施放氢，使其形成氢过氧化物。当两种抗氧效果不同的主辅抗氧剂并用时，主抗氧剂与过氧自由基反应，使其活性终止时，产生一个抗氧自由基。此时辅抗氧剂向此抗氧剂自由基提供氢原子，使主抗氧剂再生，并重新发挥主抗氧剂的抗氧作用。 (2)添加剂对抗作用对抗作用是指塑料配方中两种或两种以上添加剂—起加入时的效果低于其单独加入效果的平均值。 防老化塑料配方中对抗作用的实例：a．HALS类光稳定剂不与硫醚类辅抗氧剂并用，原因为硫醚类滋生的酸性成分抑制HALS 的光稳定作用；b．芳胺类和受阻酚类抗氧剂—般不与炭黑类紫外光屏蔽剂并用，因为炭黑对胺类或酚类的直接氧化有催化作用，抑制抗氧效果的发挥。c．常用的抗氧剂与某些含硫化合物，特别是多硫化物之间，存在对抗作用，其原因也是多硫化物有助氧化作用。 阻燃配方中对抗作用的实例：a．卤素阻燃剂与有机硅类阻燃剂并用；b．红磷阻燃剂与有机硅类阻燃剂并用。 (3)添加剂加和作用（叠加作用和搭配作用）加和作用是指塑料配方中两种或两种以上不同添加剂—起加入的效果等于其单独加入效果的平均值。 防老化剂：抗氧剂可防止热氧化降解，光稳定剂可防止光降解，防霉剂可防止生物降解等； 热稳定剂：二盐基硫酸铅／二盐基硫酸铅并用，Ca/zn、Cd／Zn及Ba／Zn等并用； 润滑剂：内润滑剂和外润滑剂并用，从而发挥内部和表层的双润滑效果； 阻燃配方，气相型阻燃剂与固相型阻燃剂并用、阻燃剂与消烟剂并用等。 四、添加剂与聚合物的关系 1、相容性 相容性判据： 溶度参数