合成材料助剂课件.ppt

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1、合成材料助剂,Company Logo,合成材料助剂,Company Logo,合成材料助剂,Company Logo,1 概述,助剂是精细化工行业中的一大类产品，它能赋予制品以特殊性能，延长其使用寿命，扩大其应用范围，能改善加工效率等。因此，助剂广泛应用于化学工业，特别是有机合成，塑料、纤维、橡胶等合成材料的制造加工中。,Company Logo,1 概述,一、合成材料助剂的定义 助剂又称添加剂，是指在塑料、橡胶、合成纤维等材料和产品的生产、加工、使用过程中，为改善工艺条件、提高产品的质量或赋予产品某些特殊性能所添加的各种辅助化学品。,Company Logo,1 概述,二、合成材料助剂的分

2、类1)化学结构：无机化合物和有机化合物、单一化合物和混合物、单体和聚合物2)助剂的应用对象：塑料助剂增塑剂、热稳定剂、抗氧剂等 橡胶助剂防老剂、交联剂、助交联剂等 合成纤维助剂抗静电剂、阻燃剂、润滑剂等,Company Logo,1 概述,3）按照其功能分类：（a）抗老剂：如抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂等（b）改善机械性能的助剂：如硫化剂、硫化促进剂、抗冲击剂、偶联剂等（c）改善加工性能的助剂：润滑剂、脱模剂、软化剂、塑解剂、增稠剂或促变剂等（d）柔软化和轻质化的助剂 增塑剂、发泡等（e）改进表面性能和外观的助剂：抗静电剂、防雾滴剂、着色剂、柔软剂、增刚剂等（f）阻燃添加剂,阻燃剂、烟雾

3、抑制剂等,Company Logo,1 概述,三、助剂在应用中需注意的问题 1）助剂与聚合物的配伍性 2）助剂的耐久性 3）助剂的加工适应性 4）助剂必须适应产品的最终用途 5）助剂配合中的协同作用和相抗作用。,Company Logo,2 增塑剂,Company Logo,2 增塑剂,一、定义：广义上来讲，凡添加到聚合物体系中，能使聚合物体系的塑性增加,都成为增塑剂。二、作用机理：增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性

4、提高。,Company Logo,2 增塑剂,三、分类：A、按其作用的方式分：,Company Logo,2 增塑剂,B、按与被增塑物的相容性分类 凡能和树脂高度相容的增塑剂（增塑剂与树脂的值量比率达1：1时仍能相容）称为主增塑剂。这类增塑剂不仅能进入树脂分子链的无定形区，也能插入分子链的部分结晶区，因此它不会渗出而形成液滴或液膜，也不会喷霜而形成表面结晶，这类增塑剂能够单独使用。如果相容性较差，只能和主增塑剂混合使用，这类增塑剂称为辅助增塑剂或非溶剂型增塑剂。主增塑剂，如：邻苯二甲酸酯类，磷酸酯类等。辅助增塑剂，如：脂肪族二元酸酯，多元醇酯等。增量剂，如：含氯化合物（氯化石蜡，氯化硬脂酸）。

5、,Company Logo,2 增塑剂,C、按应用性能分类：耐寒性增塑剂，如：癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯。耐热性增塑剂，如：双季戊四醇酯、偏苯三酸酯 阻燃性增塑剂，如：磷酸酯类、含氯化合物。防霉（耐菌）性增塑剂，如：磷酸酯类。耐候性增塑剂，如：环氧大豆油、环氧硬脂酸酯。无毒性增塑剂，如：环氧大豆油、磷酸二苯一辛酯。通用型增塑剂，如：邻苯二甲酸酯类。,Company Logo,2 增塑剂,D、按化学结构分类：邻苯二甲酸酯类 脂肪族二元酸酯类 磷酸酯类 聚酯类 环氧酯类 含氯化合物类,Company Logo,2 增塑剂,四、增塑剂性能基本要求1）基本性能要求 增塑剂分子应与高聚物的相容性好，同时

6、还要考虑透明性、塑化效率、刚性、强度、伸长率、低温柔软性、低温脆性、橡胶状弹性、耐曲挠性、尺寸稳定性、电绝缘性、耐电压性、介电性、抗静电性和粘合性等。）耐久性 包括耐热着色性、耐热老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐碱、耐洗涤性耐迁移性、耐抽出性。,Company Logo,2 增塑剂,）加工性 包括加工操作性、干燥性、润滑性、交联性、塑性流动性、长期反复操作性.）安全性 包括卫生性、无臭性、无味性、不燃性、再生利用性、降解性。）经济性,Company Logo,3 抗氧剂,锡抗氧化剂,Company Logo,3 抗氧剂,Company Logo,3 抗氧剂,Company Logo,3 抗氧剂,一

7、、定义：抗氧剂是指对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的一类化学物质。二、作用机理：,Company Logo,3 抗氧剂,Company Logo,3 抗氧剂,三、分类：A按功能分：链终止型抗氧剂（或自由基抑制剂）即主抗氧剂；预防型抗氧剂（包括过氧化物分解剂、金属离子钝化剂等）即辅助抗氧剂B按结构分：胺类（特点：广泛用于橡胶工业）、酚类（用于高聚物，以及石油产品和食品工业）、含硫化合物与含磷化合物（特点分解氢过氧化物产生稳定化合物）、有机金属盐类等。,Company Logo,3 抗氧剂,四、合成工艺：,Company Logo,4 阻燃剂,阻燃剂是在五十年代后期才广泛应用的，主要用于

8、塑料制品。由于大多数塑料是可以燃烧的，要将其应用在汽车、飞机、船舶、建筑、电器等方面，迫切需要解决其燃烧性问题。,Company Logo,4 阻燃剂,聚氨酯喷涂专用高效阻燃剂FR-505,牡丹坊“抹透明阻燃剂 保安全,Company Logo,4 阻燃剂,一、定义：能够增加材料耐燃性的物质称为阻燃剂。二、阻燃剂的作用机理：,Company Logo,4 阻燃剂,A、保护膜机理：阻燃剂在燃烧温度下形成了一层不燃烧的保护膜，覆盖在材料上，隔离空气而阻燃。（玻璃状薄膜、隔热焦炭层）B、不燃气体机理：阻燃剂能在中等温度下立即分解出不燃性气体，稀释可燃性气体和冲淡燃烧区氧的浓度，阻燃燃烧发生C、冷却机

9、理：阻燃剂能使聚合物材料的固体表面在低温下熔化，吸收潜热或发生吸热反应，大量消耗掉热量，从而阻燃燃烧继续进行。如氢氧化铝和氢氧化镁。,Company Logo,4 阻燃剂,D、终止链锁反应机理：阻燃剂的分解产物与活性游离基作用，降低某些游离基的浓度，使作为燃烧支柱的链锁反应不能顺利进行。E、协同作用体系：阻燃剂的复配是利用阻燃剂之间的相互作用，从而提高阻燃效果。如氧化锑和含卤阻燃剂协同使用，可以产生非常强烈的效果。,Company Logo,4 阻燃剂,三、阻燃剂的分类：A、按化合物的种类分类：有机化合物（有机卤化物(约占31%)，有机磷化物(约22%)）、无机化合物（氧化锑、水合氧化铝，氢氧

10、化镁，硼化合物）B、按使用方法分类：添加型阻燃剂（磷酸酯，卤代烃和氧化锑）和反应型阻燃剂（卤代醚醇和含磷多元醇，乙烯基衍生物，含环氧基化合物等）,Company Logo,4 阻燃剂,四、生产工艺：溴代双酚A十溴二苯醚阻燃剂959（C12B10O）,Company Logo,5 抗静电剂,Company Logo,5 抗静电剂,Company Logo,5 抗静电剂,一、定义：任何物体都带有本身的静电荷，这种电荷可以是负电荷也可以是正电荷，静电荷的聚集使到生活或者工业生产受到影响甚至危害，将聚集的有害电荷导引、消除使其不对生产、生活造成不便或危害的化学品称为抗静电剂。二、机理：A、外部抗静电剂

11、作用机理：当用抗静电剂溶液浸渍高聚物材料时，抗静电剂的亲油部分牢固的附着在材料表面，而亲水部分则从空气吸收水分，从而在材料表面形成薄薄的导电层，起到消除静电的作用。,Company Logo,5 抗静电剂,B、内部抗静电剂作用机理：当抗静电剂地数量足够时，在树脂表米娜形成一层稠密的排列，其亲水的极性基向着空气的一侧成为导电层。三、分类：阳离子型：铵盐、季铵盐、烷基咪唑啉及烷基咪 唑啉盐阴离子型：烷基磺酸钠、磷酸酯、磷酸盐两性型：烷基二羟乙基铵乙内盐、N-烷基氨基酸 盐非离子型：吐温、脂肪酸-环氧乙烷加成物、脂肪,Company Logo,5 抗静电剂,1）阳离子抗静电剂通常是些长链的烷基季按、

12、磷或领盐，以氯化物作平衡离子。它们在极性基质中，如硬质聚氯乙烯和苯乙烯类聚合物中效果很好，但对其热稳定性有不良影响。这类抗静电剂通常不得用于与食物接触的物品中；而且抗静电效果仅为乙氧基化胺类之类内用抗静电剂的1/5到1/10。2）阴离子抗静电剂 通常是些烷基磺酸、磷酸或二硫代氨基甲酸的碱金属盐，也是主要用于聚氯乙烯和苯乙烯类树脂中；它们在聚烯烃类树脂中的应用效果与阳离子抗静电剂相似。在阴离子抗静电剂中，烷基磺酸钠已广泛应用于苯乙烯系树脂、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯中。,Company Logo,5 抗静电剂,3）非离子型抗静剂如乙氧基化脂肪族烷基胺代表着最大的一类抗静电剂。它们广

13、泛地应用于聚乙烯、聚丙烯、ABS和其他苯乙烯系聚合物中。现在生产销售的有好几种乙氧基化烷基胺，其区别在于烷基链的长度和不饱和度的大小。乙氧基化烷基胺是很有效的抗静电剂，即使是在相对湿度低的情况下亦然，而且长期有效。这类抗静电剂已获联邦食品医药管理局批准，应用于与食品间接接触的物品中，其他商业上有价值的非离子型抗静电剂还有乙氧基化烷基酸胺，如乙氧基月桂酷胺，及甘油一硬脂酸酯（GMS）。乙氧基月桂酷胺适用于在湿度小的环境里使用的聚乙烯和聚丙烯，而且要求有速效长效的抗静电功能的场合。GMS类抗静电剂则只考虑用于加工过程中的静电保护。尽管GMS向聚合物表面迁移的速度快，但它不能像乙氧基化烷基胺或乙氧基

14、化烷基酸胺那样发挥持久的抗静电作用。,Company Logo,5 抗静电剂,四、抗静电剂的发展方向在我国，随着人们环保意识的不断增强，绿色化工已成为今后发展的主要方向。各类低毒、无毒的抗静电剂将越来越受到食品包装业、电子产业的青睐，这类抗静电剂的研究已日益受到关注。1)非离子型抗静电剂 由于非离子型抗静电剂热稳定性能好，价格较便宜，使用方便，对皮肤无刺激是抗静电基材中不可缺少的抗静电剂，具有良好的应用前景。,Company Logo,5 抗静电剂,2)复合型抗静电剂 复合型抗静电剂是利用各组分的协调效应原理开发出来的，各组分互补性强，抗静电效果远优于单一组分。但要注意各种抗静电剂之间的对抗作

15、用。如阳离子型和阴离子型的抗静电剂不能同时使用。3)多功能浓缩抗静电母粒 由于抗静电剂多为粘稠液体，而且其中一部分为极性聚合物，在塑料中分散困难，带来使用上的不便。多功能浓缩母粒分散性均匀，操作方便，具有发展前途。,Company Logo,5 抗静电剂,4)高分子永久性抗静电剂 由于高分子永久性抗静电剂的耐久性好，所以一般用于对抗静电效果要求严格的塑料制品，如家用电器外壳、汽车外壳、电子仪表零部件、精密机械零部件等。,Company Logo,5 抗静电剂,5)纳米导电填料纳米材料 其特点就是粒子尺寸小，有效表面积大，这些特点使纳米材料具有特殊的表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。纳米材料可改变材料原有的性能。例如，电阻材料Sio2制备成纳米材料后成为导电材料。张景昌等人研究了PVC塑料中添加纳米siO2制备复合材料的关键技术及PVC树脂添加纳米SiO 后提高塑料抗静电性能的机理，结果表明，纳米SiO，不仅提高了PVC材料的延展性，而且使PVC的表面电阻降低了78个数量级，使其相对介电常数明显增加，为进一步制备用于静电屏蔽的PVC基纳米复合材料奠定了试验基础。,Thank You!,.,