第七章 高分子材料助剂

第7章 高分子材料助剂 7.1 引言:为什么要使用助剂? 7.2.助剂的定义和分类 7.2.1 定义: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、提高产品质量或赋予产品某西些特殊 性能所天家的各种辅助化学品，通常被称为助剂或添加剂。 7.2.2 分类:A.合成助剂(引发剂、终止剂、分散剂、乳化剂等);B 加工助剂 加工助剂按其功能、作用又可分为: (1)防老助剂 包括抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂和防霉剂等 (2)改善力学性能的助剂 包括交联剂(硫化剂)、填充剂、偶联剂、 抗冲击剂等 (3)改善加工性能的助剂 包括润滑剂、脱模剂、软化剂等 (4)柔软化和轻质化剂 包括增塑剂、发泡剂等 (5)改善表面性能和外观的助剂 包括抗静电剂、着色剂等 (6)阻燃剂

第7章 高分子材料助剂 7.2.3 助剂选择中应注意的问题 (1)助剂与聚合物的配伍性 (2)助剂的耐久性 (3)助剂对加工条件的适应性 (4)制品用途对助刘的制约 (5)助剂之间的协同作用和相抗作用 7.3增

塑 剂 7.3.1增塑剂的定义和分类 凡是在树脂成型过程中能增进树脂的可塑性和流动性,并改善或改进树 脂的基本性能,或赋予其新的性能的辅助化学品都可称为增塑剂. (1)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、环氧 化合物类、聚酯类、烷基苯磺酸酯类、含氯增塑剂、多元醇酯类、偏苯三酸 酯类等 (2)按与树脂相容性大小分类：主增塑剂和辅助增塑剂 (3)按分子结构分类：单体型和聚合型 (4)按工作特性分类：通用型和特殊型

第7章 高分子材料助剂 7.3.2增塑剂的作用原理

我们知道，处于聚集状态的物质，分于间存在着分子间作用力，称为范德 华力，其作用范围在几十纳米以内。当物质分子内存在羟基(一0H)、氨基 (一NH间)等基团时，在分子内部和分子问还可存在氢键，其作用较范德华 力强。范德华力和氨键还具有分子链上的加合性，并阻碍了分于链间的相 互移动，成为对抗塑化作用的一个主要因素。同时，聚合物在满足分子链 的规整性和有序性的前提下，可以进行结晶。但聚合物的结晶一般是部分 结晶，也就是说，从整体讲，聚合物分子链处于卷绕和杂乱状态，而部分 聚合物链段则可形成折叠链晶体。三维有序的结晶结构散插在杂乱卷绕的 分子链形成的非晶区域内。增塑剂分子插入聚合物结晶区比插入非晶区要 困难得多。聚合物的结晶成为对抗塑化作用的又一主要因素。 增塑剂分子首先必须克服聚合物内部各种对抗塑化的因素，插人到大

分于链之间，将分子链间相互作用减弱，在较低的温度下就可以发生链段 和分于链的运动，即使链段开始运动的温度(玻璃化转变温度Tg)和分子链 开始运动的温度(粘流化温度Tf)降低，以达到增塑的目的。下面以邻苯二 甲酸二(2一乙基)己酯(DOP)塑化聚氯乙烯(PVC)为例来说明此过程。 DOP的结构式为：

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PVC分子链的各链节，由于氯原子的存在而具有极性，分子链间的相互吸引 也因此较为强烈。加热时，随着温度的升高，分子热运动加剧，分子链间的 间隔有所增加，链间作用力偶极相互作用，并使DOP的苯环发生极化，结果 使DOP与PVC分子链紧密结合在一起。这样，即使冷却时DOP也仍然留在原来 位置处；而DOP的非极性亚甲基链由于不发生极化，它夹在PVC分子链之间， 显著削弱了PVC分子链问的作用力，从而使聚合物分子链的内摩擦阻力减小， 易于发生内旋转运动，聚合物的可塑性增强。由此可见，增塑剂分子内部必 须含有能与极性聚合物相互作用的极性部分和不与聚合物作用的非极性部分。 有关DOP的结构及其增塑PVC的模拟图见图9

第7章 高分子材料助剂

图2-2 DOP增塑PVC示意图

第7章 高分子材料助剂7.3.3对增塑剂性能和结构的基本要求 1.对增塑剂性能的基本要求 (1)与聚合物具有良好的相容性 (2)塑化效率高 (3)低挥发性 (4)耐溶剂萃取性好 (5)不迁移性 (6)耐老化性好 (7)耐寒性能好 (8)具有阻燃性 (9)电绝缘性能好 (10)耐霉菌性好 (11)尽可能无色、无味、无毒

(12)增塑糊的粘度稳定性

第7章 高分子材料助剂2.结构对增塑剂性能的影响 增塑剂的性能是由其化学结构所决定的。从增塑机理的讨论中我们看到增塑剂分子都具 有极性和非极性两部分。下面具体分析增塑剂化学结构对其性能的影响。 (1)结构相似 增塑剂与聚合物具有相似的化学结构，就能获得较好的塑化效果。 (2)极性部分 增塑剂中作为极性基团的常是酯基、氯原子、环氧基等。含不同极性基团 的增塑剂具有不同的特点，如邻苯二甲酸酯的相容性、增塑性均好，磷酸酯和氯化物 同时具有阻燃性，而环氧化物的耐热性能很好等。大多数增塑剂是酯型化合物，分子 内含有l一3个酯基，随着配基数目增多，一般相容性、透明性增强。 (3)非极性部分 非极性部分常为具有一定长度的烷基。随着直链烷基碳原子数的增加， 相容性.塑化效率及挥发性降低，耐寒性能提高。碳原子数在4—8时这种影响不明显。 随着烷基支链度增加，耐寒性、塑化效率、耐老化性、耐挥发性等均变差。 (4)非极性部分和极性部分的比例Ap/Po, Ap/Po,值是增

塑剂分子中非极性的脂肪碳原子数 (Ap …… 此处隐藏：2999字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……