塑料加工助剂及配方复习题01

塑料加工助剂及配方复习题

一、名词解释：
1、增塑剂；是加进塑料体系中增加塑性同时又不影响聚合物本质特性的物质。
2、着色剂；在聚合物中加入的改变制品颜色，提高制品美观性的助剂.
3、热稳定剂；主要用于PVC和其他含氯的聚合物，既不影响其加工与应用，又能在一定程度上起到延缓其热分解的作用的一类助剂。
4、阻燃剂；能够增加材料耐燃性的物质叫阻燃剂。
5、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。
6、光稳定剂；凡能抑制或减缓光氧老化进行的的物质称为光稳定剂或紫外光稳定剂。
7、润滑剂；为了减少高分子内摩擦和外摩擦。，改进塑料熔体的流动性，防止高分子材料在加工过程中对设备的粘附现象，保证制品表面光洁度而加入的物质称为润滑剂。
8、发泡剂；发泡剂是一类能使处于一定粘度范围内的液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质。
9、偶联剂；偶联剂是指能改善填料与高分子材料之间界面特性的一类物质。
10、抗静电剂；添加在树脂、燃料中或涂附在塑料制品、合成纤维表面的用以防止高分子材料和液体燃料静电危害的一类化学添加剂统称为抗静电剂。
11、氧指数；是指试样像蜡烛状持续燃烧时，在氮-氧混合气流中所必须的最低氧含量。
12、发泡助剂；在发泡过程中，凡能与发泡剂并用并能调节发泡剂分解温度和分解速度的物质，或能改进发泡工艺，稳定泡沫结构和提高发泡体质量的物质，均可以称作发泡助剂，或辅助发泡剂。
13、着色力；指颜料影响整个混合物料颜色的能力，着色力大，使用着色剂量就小，成本也低。
14、遮盖力；指着色剂阻止光线穿透着色制品的能力，换言之，就是指着色剂透明性大小的问题，遮盖力越大，透明性越差。
15、金属离子钝化剂；具有防止重金属离子对聚合物产生引发氧化作用的物质.
16、增透剂。能改善结晶聚合物透明性的助剂.
17、内增塑剂：在聚合物的聚合过程中引入第二单体，由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中，故降低了聚合物分子链的结晶度。或在聚合物分子链上引入支链(或取代基或接枝的分支)。而支链可以降低聚合物链与链之间的作用力，从而增加了塑料的塑性。外增塑剂：一般为外加到聚合体系中的高沸点的较难挥发的液体或低熔点固体物质。
18、主增塑剂与辅助增塑剂；如果增塑剂的分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域，则此增塑剂便是非溶剂型增塑剂，也就是辅助增塑剂。
如果增塑剂的分子既能插入聚合物的无定形区域同时又能插入结晶区域、则此增塑剂便

是溶剂型增塑剂，即是主增塑剂。
19、塑化效率；使树脂达到某一柔软程度的增塑剂用量称为该增塑剂的塑化效率。
20、主抗氧剂与辅助抗氧剂；主抗氧剂被认为是一种自由基的清洗剂，它通过偶合反应（即终止反应）或给出一个氢原子来阻止聚合物中的自由基的破坏作用。最常用的主抗氧剂是酚类，其次是胺类。助抗氧剂的作用是可分解聚合物氧化所产生的过氧化物。
内润滑剂与外润滑剂；为了降低聚合物分子之间的摩擦(内摩擦)，需加入与聚合物有一定相容性的润滑剂，称之为内润滑剂。外润滑剂：一种是在高分子材料成型加工时，将润滑剂涂布在加工设备的表面上，让其在加工温度下熔化，并在金属表面形成一“薄膜层”，将塑料熔体与加工设备隔离开来，不致粘附在设备上，易于脱膜或离辊；另一种是将与聚合物相容性很小，在加工过程中很容易从聚合物内部迁移到表面上，从而形成隔离层的物质，在加工前配料时加入，使其分散到塑料中，而在加工过程中迁移到表面，起到润滑作用。
二、填空题：
1.影响塑化主要因素分析：聚合物的分子间作用力，氢键，聚合物的结晶度
2. 增塑剂的增塑机理：润滑、凝胶、自由体积等理论
3，抗氧剂：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。按结构分：胺类、酚类、含硫化合物、含磷化合物、有机金属盐类等。
4. 胺类抗氧剂的缺点是其具有毒性、污染性、变色性以及自身易于被氧化。酚类抗氧剂一般具有毒性低，不变色，不污染等优点。亚磷酸酯型抗氧剂具有低毒、不污染、挥发性低等优点。
5.引起高分子材料老化的原因很多。物理因素有：光、热、应力、电场、射线等；化学因素有：氧、臭氧、重金属离子、化学介质等；生物因素有微生物、昆虫等。
6，PVC树脂受热降解放出HCl是一个十分复杂的过程，一般有以下三种机理①自由基反应机理；②离子机理；③单分子机理。
7，品种有三大类：即无机阻燃剂，卤素阻燃剂，磷系阻燃剂，约45种。
8，维持燃烧的三要素：可燃物，氧，热。聚合物的燃烧性可用燃烧速度和氧指数。
9， 关于润滑剂的作用机理比较为人们接受的是塑化机理、界面润滑和涂布隔离机理
10.根据其在发泡过程中产生气泡的方式不同，发泡剂可分为物理发泡剂与化学发泡剂两大类。对于化学发泡剂而言，两个最重要的技术指标是分解温度与发气量。关于发泡剂性能测定的常用方法有：差热分析法，热失重法等。
11. 目前广泛应用的抗静电剂主要分为阳离子型、阴

离子型、非离子型、两性型、高分子型五类。
12. 塑料和橡胶用的着色剂主要有无机颜料、有机颜料和染料三大类。
三、偶联剂的作用机理，以硅烷或钛酸酯偶联剂为例，写出相应的化学方程式。
化学键合理论：该理论认为偶联剂含有一种化学官能团，能与玻璃纤维表而的硅醇基团或其他无机填料表面的分子作用形成共价键。此外，偶联剂还含有至少一种别的不同的官能团与聚合分子键合，以获得良好的界面结合，偶联剂就起着在无机相与有机相之间相互连接的桥梁似的作用。硅烷偶联剂通式可写为RSiX3，其中R是与聚合物分子有亲和力和反应能力的活性官能团，如乙烯基氯丙基、环氧基、甲基丙烯酰基、胺基和巯基等。X为能够水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。例如氨丙基三乙氧基硅烷NH2CH2CH2 -CH2Si(OC2H5)3，当用它首先处理无机填料时(如玻璃纤维等)，硅烷首先水解变成硅醇，接着硅醇基与无机填料表面发生脱水反应，进行化学键接：

经偶联剂处理的无机填料进行填充制备复合材料时，偶联剂中的Y基团将和有机高聚物相互作用，最终搭起无机填料和有机物间的桥梁，如和环氧树脂的偶联作用。通过以上两反应，硅烷偶联剂通过化学键结合改善了复合材料中高聚物和无机填料之间的粘接性，使其性能大大改善。钛酸酯偶联剂对于热塑型聚合物和干燥的填料，有良好的偶联效果，这类偶联剂可用通式：(ROO(4-n)Ti(OXR’Y)n(n=2，3)表示。其中RO-是可水解的短碳链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的；-OX可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，这些基团很重要，决定钛酸酯所具有的特殊性能。
四、分析题给出实验曲线图，分析实验结果（略）。
7.4.2 挤出试验一般采用试验性挤出机进行，在试验中通过改变挤出机的转速，以测定螺杆的转矩、螺杆挤出端的压力和挤出量的变化，典型的挤出试验曲线如下图所示。

曲线3说明润滑过头，扭矩上不去，挤出端压力降低，每分钟产品挤出量下降，对生产十分不利。
7.4.3 挤塑仪试验：一、混炼型塑化仪

使用混炼型塑化仪试验时，其抗混炼力矩值随时间的变化而变化。硬脂酸铅用量和PVC凝胶化时间的关系如下图所示。由图中可以看出，随着润滑剂添加量的增加抗混炼力矩的最大值相应降低，当硬脂酸铅的添加量增加到1.5~2.0%时，由于润滑性过度塑化物不能包辊，到达屈服点的时间推后，塑化物凝胶化不完全。


五、1、什么叫增塑剂？增塑剂的主要作用是什么？聚合物中添加了增塑剂之后对哪些物理性能会产生变化？如何变化？
增塑

剂是加进塑料体系中增加塑性同时又不影响聚合物本质特性的物质。增塑剂的主要作用:削弱聚合物分子间的范德华力，增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，亦即增加塑料的塑性。塑料的伸长率、曲挠性和柔韧性都得到提高，而硬度、模量、软化温度和脆化温度都下降。
2、胺类和酚类抗氧剂有何优缺点？酚类具有极好的不变色和不污染性。由于分子量小，挥发性和抽出性较大，影响了抗老化能力。胺类抗氧剂抗氧化效果好，
最大的缺点是具有变色性和污染性，会使聚合物变色，限制了它的应用范围。
3、无卤无机阻燃剂有哪些品种？氢氧化铝，氢氧化镁 ，三氧化二锑 ，硼化合物主要是硼酸锌和硼酸钡，磷系阻燃剂主要有：赤磷(单质)，磷酸盐，磷酰胺，磷氮基化合物。
4、铅类稳定剂有哪些优缺点？铅类稳定剂的主要优点：热稳定性、尤其是长期热隐定性好；电气绝缘性好；具有白色颜料的性能，覆盖力大，因此耐候性好；可作为发泡剂的活性剂；具有润滑性；价格低廉。铅类稳定剂的缺点：所得制品透明性差；毒性大；分散性差；易受硫化氢污染。由于其分散性差，相对密度大，所以用量大，常达5份以上。
5、光稳定剂按作用机理可分为哪几类？(1)光屏蔽剂，包括炭黑、氧化锌和一些无机颜料；(2)紫外线吸收剂，包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等有机化合物；(3)猝灭剂，主要是镍的有机络合物；(4)自由基捕获剂，主要是受阻胺类衍生物。
6、氯化石蜡可用作哪几种助剂？根据其含氯量不同，效果也不一样，含氯量在70%以上，可用作阻燃剂。50%左右用作增塑剂，低含氯量的氯化石蜡主要用作润滑剂。
7、有机发泡剂和无机发泡剂在分解反应和产生气体方面有何区别？请分别举出两例有机和无机发泡剂。：有机发泡剂的分解反应一般是放热反应，达到一定的温度后即开始急剧分解，发气量比较稳定，因此发泡剂用量和发泡率的关系可以预测，也可以计算；而无机化学发泡剂的分解多为吸热反应，分解速率缓慢，发泡率难以控制如下图所示。有机发泡剂所产生的气体主要是氮气；而无机发泡剂所产生的气体则有CO2、CO、NH3、H2O、H2、O2等多种气体。气体对聚合物的透过率以氮气为小，因此氮气作为有效的发泡气体效果高。例：有机化学发泡剂：偶氮化合物、N－亚硝基化合物、肼类衍生物、叠氮化合物和一些脲的衍生物等。在这些化合物中，氮氮单键与双键是不稳定的，在热的作用下能发生分解反应而放出氮气，从而起到发泡剂的作用。无机发泡剂：做发泡剂的碳酸盐主要有

碳酸铵，碳酸氢铵与碳酸氢钠。
8、内用抗静电剂是如何起到抗静电作用的？其抗静电性能跟其与树脂的相容性有何关系？内用抗静电剂是在树脂加工中与之混和再进行成型加工，或直接添加于液体燃料中起作用的。内用抗静电剂在树脂中的分布是不均匀的，抗静电剂在树脂表面形成一层稠密的排列，其亲水的极性基向着空气一侧成为导电层，表面浓度高于内部。但当在加工、使用中，由于外界的作用可以使树脂表面的抗静电剂分子缺损，抗静电性能随之下降；潜伏在树脂内部的抗静电剂会不断渗出到表面层，向表面迁移，补充缺损的抗静电剂分子导电层。如果抗静电剂与树脂的相容性不好，迁移速度大，就容易大量地渗析到表面，既影响制品的外观，也难以维持持久的抗静电效果。与树脂的相容性太好，则不容易渗析到表面，那么，因洗涤或磨损等原因造成的抗静电剂丧失就很难及时得到补充，也难以及时恢复抗静电性能。