《高分子材料加工工艺》第三章--添加剂-XXXX.pdf

Contents
稳定剂(防老剂)
高分子材料加工工艺
12增空荆
1润
第三章高分子用添加剂
4交联合制
填充荆
教学目的;高分子材料常用添加剂的类别及作用,添加剂的
corch retarder-防焦剂
heat stabilizer--热稳定剂
使用注意问题及对高分子基体的性能影响。
Oxidant--抗氧剂
tー-抗臭氧剂
重点内容:添加剂类别、对高分子材料性能的影响,添加
anticracking agent-抗龟裂剂
的使用注意问题
antistatic agent-一抗静电荆
light stabilizer-光稳定剂
难点内容:添加剂对高分子材料基体的作用机理
lubricant-润滑剂
熟悉内容:添加剂的应用及发展趋势
crosslinking cnl--交联配合剂
碗碳
主要英文词汇
vicani7ator, vulcanizing agent-一硫化剂
stabilizer-稳定剂
vulcanization accelerator, curing accelerator.一促进剤
wulcunivation activator--活化剂
antioxidant, anlidegradknl-防老
scorch retarder, retarder for vulcani7 ation-硫化延襞剂,见
防焦剂”
填充剂
reinforcing agene, reinforcer.-补强剂
高分子材料是以聚合物为主体的多相复合体系,即很少
toughening agent一增初剂
用纯聚合物制造产品,大多要加配合剂
alibilivel-一增容剂
plasticizationー增塑(作用)
添加剂是实现高分子材料成型加エ工艺过程并最大限度
reinforcement, reinforcing material--増强材料
地发挥高分子材料制品的性能或赋予其苿些特殊功能性必不
可少的辅助成分。辅助只是相对于实现高分子材料制品重要
参考教材或资料:
性而言
1、《高分子材料成型加エ》,周达飞。,唐颂超主编。中国轻
工业出版社,2005年第2版
时至今日,添加剂已发展成一个独立的エ业部门,可以
2、《橡胶及塑料加工エ艺》,张海,赵素合主编,化学工业
说,没有添加剂工业,就没有高分子材料工业。它的品种之
出版社,1997年第1版
多,在高分子材料中应用范围之广,消耗量之大,作用之
《高分子材料加エエ艺》讲义,青岛科技大学印刷
要,是尽人皆知的
以塑料添加剂为例,现有30多个功能类、200多种化合
物、4000多个牌号.目前全世界的消耗量为1100万吨/年,约
为高分子化合物的11%0,1994年的销售额达90亿美元
添加配合剂的目的
满足性能上的要求;
满足成型上的要求
满足经济上的要求
配方技术:对于一个高分子材料,添加配合剂
加什么?
加多少?
如何加?
第一节稳定剂(防老剂)
各种添加剂在高分子材料中的功能不
功能
添加剂类别
因高聚物分子结枘的特殊性,老化是高聚物的必然规律。
加工性能增塑剂、润滑剂、热稳定剂、加工助剂
在各过程中
物理因素
力学性能增塑剂、补强剂、增韧剂、固化剂
老化在成型加工中受外界因素く化学因素影响
老化性能抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂
在使用过程中
生物因素
降低成本填充剂、增容剂
分子结构变化:降解,交联,接上基团(微观)
其他性能发泡剂、阻燃剂、偶联剂、抗静电剂
高分子材料发生表面状态变化:变色、发枯、裂、变形(宏观)
使用性能变化:强度下降,硬度增大(宏观)
Contents
为防止或护制由老化引起的破坏作用,可采用:
稳定剂(防老剂
加稳定剂(此为主要方法
改性方法イ共聚改性(引入带功能性基闭的单体)
热定剂
对活泼端基进行消活、稳定处理
抗氧剂
热稳定剂:对搞被性塑料(PC)
防老剂:针对橡较(R)
光稳定剂
稳定剂(防老剂)く抗氧剂
热氧稳定剂:针对塑料(P
生物制剂
光稳定剂:紫外线收剂、光屏蔽剂
2
热稳定剂
PVC不稳定机理
热稳定剂主要用于PVC塑料中,是生产PV(塑料最重要
主要是聚合物本身,即分子结构
的添加剂
一般主链上的《(健的健能受侧链取代基和原子的影响;
众所周知,PVC是热不稳定性的塑料,其加工温度与分
分布规则且极性大的取代基能増加主鲢CC键的键能,提高
解温度相当接近,只有加入热稳定剂才能实现在高温下的加
聚合物的稳定性;而不规整的取代基降低影合物的稳定性
工成型,制得性能优良的制品
-+C
因此,热稳定剂的开发和生产一开始就与PVCエ业紧密
联系在一起,并且成为PVC加工和应用的前提条件。热稳定
剂的消耗量为树贈产量的2%-4
对于PVC,虽然-1的极性强,但PVC主链上不对称的
氯原子易与相邻的氯原子发生脱HC反应,并且双健旁的C-
〔1健受到活化,更容易脱H(
PVC的稳定性:
在加エ条件下,PVC:树脂受热会发生脱氣化氩(H()反应
和变色两大显著的变化
研究表明:PVC树脂的热不稳定性与其结构缺陷有关
彩响PⅤC热稳定性的因素有
结构缺陷包括:鲢端烯丙基氯原子、链内烯丙基氩原子
(1)T:随着温度升高,PVC树脂的热降解大大加速.PVC在
叔碳氟原子(统称不稳定氣原子)、端基双健、内部双键、羰基
100C时开始分解,放出ICl:当加热到130℃时,分解就比
烯丙基氯原子等结构、头-头结构等
较显著;达到150℃以上时,分解变得相当严重。颜色变化:
由白一微红粉红一浅黄一褐色一红棕-红黑一黑。
一般认为
(2)02:氧加速了PVC树脂的热降解
在避光条件(热)下PVC的稳定性主要受不稳定氣原子,特
(3)光:加速了PVC树脂的热降解。在紫外光照射下,光热稳
别是链内烯两基氟原子制约;
定性大大变差
而见光条件(光热)下则主要由不饱和双健,尤其是湍基双
(4)分子量:随PVC树脂聚合度降低,热稳定性变差
键决定。
(5)HC:脱出的HCI会加速PNC的降解(自催化现象)
2、热稳定剂的作用
取代不稳定氯原子。不稿定氯原子在PⅣC降解过程中
热稳定剂的作用大致可分为两类
扮演重要角色
预防型:如中和ICI、取代不稳定氯原子,钝化杂质、防
因此,最有效的稳定剂应在PNC发生降解作用之前,与
PVC分子上脱ⅡCl的引发部位一不稳定氯原子发生取代反应,
止自动氧化等
补款型:如与不饱和部位反应和破坏碳正离子盐等。
以对热更稳定的基团将其置换
重金属羧酸盐和硫酵盐可担当这一角色。
(1)中和ICI.这类热稳定剂可以迅逸地与VC分解放出
的IC反应,生成无害的化合物而起稳定作用,通常有有机
加金属皂类和