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合成材料加工助剂
合成材料加工助剂 班级 姓名 什么是合成材料加工助剂? 定义:在工业生产和产品使用中为了改善生产工艺条件、提高产品的使用性质和质量,以达到产品的特定目的而加入的各种各样的辅助化学品称之为助剂。 按作用原理分类 助剂在应用中需要注意的问题 ⑴助剂与聚合物的配伍性 是指聚合物与助剂之间的相容性以及在稳定性方面的相互影响。 一般来说,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与聚合物有良好的配伍性。 ⑵助剂的耐久性 是指在聚合物加工使用过程中,助剂应用较少的损失。 助剂的损失主要有三条途径:挥发、被萃取和迁移。 (3)助剂对加工条件的适应性 加工条件对助剂的要求,最主要是耐热性,即要求助剂在加热条件下不分解、不易挥发和升华。另外注意助剂对模具和加工设备的腐蚀作用的影响。 ⑷制品用途对助剂的制约 不同用途制品对所欲采用助剂的外观、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。 ⑸助剂之间的协调作用和相抗作用 一种聚合物常常同时使用多种助剂,这些助剂同处在一个聚合物体系里,彼此之间有所影响。如果配合得当,不同助剂之间常常会相互增效,即起所谓的“协同作用”。聚合物配方研究的主要目的之一就是发现助剂之间的协同作用。 本章介绍的加工助剂 一、增塑剂 二、抗氧化剂 三、光稳定剂 四、热稳定剂 五、阻燃剂 六、交联用助剂 七、抗静电剂 八、发泡剂 增塑剂 定义:添加到聚合物中,能够增加其塑性、改善成型时的流动性、赋予制品柔韧性的物质。 2.对增塑剂性能和结构的基本要求: ⑴增塑剂和聚合物树脂有良好的相容性 ⑵塑化效率高 ⑶低挥发性 ⑷耐寒性好 ⑸耐老化性好 ⑹耐久性好 ⑺电绝缘性能好 ⑻具有难燃性能 ⑼要求尽可能是无色、无臭、无味、无毒 ⑽耐霉菌性强 ⑾配制增塑剂糊的粘度稳定性好 ⑿良好的耐化学药品和耐污染性好 ⒀价格低廉 增塑剂的性能是由其化学结构所决定的,结构对增塑剂性能的影响:结构相似、极性部分、非极性部分、非极性部分和极性部分的比例Ap /Po相对分子质量。 3.增塑剂分类 3.增塑剂分类 抗氧化剂 抗氧剂:抗氧剂:是一类化学物质,在塑料中添加少量抗氧剂,就能抑制或延缓聚合物在正常或较高温度下的氧化。 抗氧剂应满足的条件: 高抗氧性能;相容性好;不易挥发和分解;耐抽出性好;不污染制品;无毒或低毒;价格低廉 分类(按抗氧剂的作用机理): 链终止型抗氧化剂(主抗氧剂):有不稳定的H原子,可与自由基或增长链发生作用,阻止自由基或增长链从聚合物中夺取H原子,使氧化降解被终止。 氢过氧化物分解剂(辅助抗氧剂):使氢过氧化物分解成非自由基型的稳定化合物,从而避免因氢过氧化物分解成自由基而引起的一系列降解反应。 金属钝化剂:能阻止金属催化氧化降解反应。 光稳定剂 各种高分子材料,特别是无色透明制品,在使用过程中由于日光照射(主要是紫外线)的影响,会引发自动氧化反应而导致聚合物的降解,使制品的外观和物理机械性能劣化,这一现象称为光老化或气候老化。 定义:凡是能够抑制光老化,延长它的使用寿命的物质都称为光稳定剂。 各类光稳定剂及作用机理: ①光屏蔽剂:指能够吸收或反射紫外光的物质。其作用就像光源和聚合物之间的一道屏障,使紫外光在射到聚合物分子之前就被吸收或反射出去,阻碍紫外线向聚合物内部渗入。主要品种:炭黑(高效,兼具抗氧剂作用);氧化锌(价廉,耐久,无毒,用于PE、PP);二氧化钛。 ②紫外线吸收剂:最普遍使用,能够强烈地有选择地吸收高能量的紫外光,并通过能量再转换,以热能或无破坏性的低能辐射将能量释放或消耗掉。主要品种:二苯甲酮类,苯并三唑类,三嗪类。 各类光稳定剂及作用机理: ③猝灭剂:通过转移高聚物分子吸收的紫外光而产生的“激发态能”防止高聚物由于光的激发而发生分解产生游离基,但本身对紫外线的吸收却很低。只要品种:镍的有机化合物,应用最广泛的二价镍的配合物或盐。多用于薄膜或纤维,很少用于厚制品。 ④自由基捕获剂:也称受阻胺类光稳定剂。几乎不吸收紫外光,但通过不活自由基、分解氢过氧化物、传递激发态能量等多种途径,赋予聚合物以高度的光稳定性。主要品种:癸二酸双(2,2,6,6-四甲基哌啶)酯,苯甲酸2,2,6,6-四甲基哌啶酯。 热稳定剂 定义:为防止塑料在加工和使用过程中由于受热而引起降解所加入的助剂称为热稳定剂。主要用于聚氯乙烯。 1.聚氧乙烯的热降解及热稳定化 聚氯乙烯的降解机理:自由基链式反应或氯化氢
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