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塑料助剂大全

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一、增塑剂

第一节概述

一、概念

一些常用的热塑性聚合物具有高于室温的玻璃化转变温度(Tg),在此温度以下﹐聚合物表现为类似玻璃的脆化状态﹐在此温度以上﹐则呈现较大的回弹性﹑柔韧性和冲击强度。要使聚合物具有实用价值﹐就必须使其玻璃转变温度降到使用温度以上。增塑剂就是为了解决这个问题而引入聚合物的一类助剂。增塑剂为挥发性较小之物质﹐将之添加于塑料时﹐能使塑料之弹性率﹑玻璃化转变温度(Tg)下降﹐而于常温时赋予适当之柔软性﹐于高温时减低其熔融黏度使其易于加工。广义地讲﹐凡能与树脂均匀混合﹐不与树脂发生化学反应﹐在成型加工期间保持不变﹐或者与树脂发生化学反应﹐但能长期保留在聚合物制品中﹐并能够改变聚合物某些物理性质的物质﹐都可以称为增塑剂。

聚合物与增塑剂间的作用﹐可简单地看做以下两种方式﹕

(1)树脂分子间偶极--偶极相互作用的抵消而减弱了树脂间的引力﹔

(2)通过简单的稀释作用﹐缩小树脂分子间的距离(自由体积)而形成一定的空间。结果增加了塑料片材的柔软性﹐增强了模塑制品的韧性的冲击强度。

因此可以说﹐增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的次价键﹐即范德华力﹐从而增加聚合物分子链的移动性﹐亦即增加聚合物塑性。表现为聚合物的硬度﹑模量﹑伸长率﹑曲挠性和柔韧性的提高。

二﹑增塑剂应具备的条件

(1)塑化效率(plasticizing efficiency)高,以较少的加入量获得较高的塑化效果.

(2)与树脂相溶性行(compatibility)佳.相溶性不足时,增塑剂会从树脂中分离出来,表现为渗出发汗等情况.

(3)挥发性(volatility)低减少成型加工以及制品存放过程中挥发损失对制品性能的影响.

(4)耐久性好耐水﹑耐油﹑耐有机溶剂的抽出。抽出性是指增塑剂向液体介质中的移动现象,塑料制品和与溶剂或洗涤液接触时,易抽出的增塑剂就会被抽取出来.

(5)耐迁移性好耐迁移(Non migration) 指增塑剂由增塑制品中向着与其接触的另一种塑料制品(包括增塑剂种类和用量不同的一种塑料制品)迁移的现象

(6)耐寒性好低温下仍有良好的柔软性

(7)耐热性好在加工温度和使用温度在较高的温度下保持稳定.

(8)无*﹑无味﹑无臭﹑无色。

(9)耐霉菌性好

(10)具有阻燃性。

(11)电气绝缘性良好。

(12)耐污染﹑耐化学药品侵蚀。

(13)价格低。

没有一种增塑剂能完全符合上述条件。使用时只能根据制品的需求﹑增塑剂的性能和市场情况﹐选择综合性能较优秀的产品。性价比经常作为选择助剂的一个标准﹐性价比越高﹐产品越有优势。

第二节作用机理

一、影响塑化的主要因素

1.聚合物的分子间力

增塑剂加入到聚合物中时﹐增塑剂分子之间﹑增塑剂与聚合物分子之间的相互作用力对增塑作用影响很大。这种相互作用主要是范德华力和氢键力﹐范德华力又包括色散力﹑诱导力和取向力3种。

(1)范德华力色散力存在于所有极性或者非极性的分子之间﹐系同微小的瞬间偶极的相互作用﹐使靠近的偶极处于异极相邻状态而产生的吸力﹐但只有在非极性的体系中﹐其色散力才占主要地位。当一个具有偶极的分子在相邻的一个非极性分子中﹐诱导出一个诱导偶极时﹐诱导偶极和固有偶极之间的分子吸引力称作诱导力。对于芳族化合物﹐诱导力特别强。聚苯乙烯与低分子量的酯的增塑作用主要是诱导力. 当极性分子相互靠近时,由于固有偶极取向,引起分子间产生一种作用力,通常称为取向力.酯类增塑剂与PVC 的相互作用就是一个代表例子.

(2) 氢键含有-OH基或-NH-基团的分子,如聚XIAN胺,聚乙烯醇等在分子间能够形成氢键. 氢键是一种比较强的相互作用键,它的存在会妨碍增塑剂分子插入到聚合物分子间.氢键沿着聚合物分子链分布越密,相应的增塑剂分子插入越困难,因此要求增塑剂与聚合物分子产生类似的强的作用.当温度升高时,由于分子的热运动妨碍了聚合物分子的取向,氢键的作用会相应减弱.

2.聚合物的结晶度±

空间有规结构聚合物的分子链在适当的条件下可以结晶,

增塑剂的分子插入结晶区域要比插入无定形区域要困难的多。因为在结晶区聚合物链之间的自由空间最小。如果增塑剂的分子仅仅能插入部分结晶聚合物的无定形区域﹐则此增塑剂便是非溶剂型增塑剂。如果增塑剂的分子即能插入聚合物的无定形区域﹐又能插入结晶区域﹐则此增塑剂便是溶剂型增塑剂﹐所谓主增塑剂。

二、增塑剂的作用机理

1.润滑理论

润滑理论认为﹐树脂能够抵抗形变(刚性)是因为分子间有磨擦力。增塑剂能起润滑剂作用﹐促进大分子间或者分子链间的运动。增塑剂仅仅降低分子间的作用力﹐因此只能引起部分增塑。

2.凝胶理论

凝胶理论认为﹐聚合物抗形变由于内部存在着三维蜂窝状结构或者凝胶所致。这种凝胶是由于在聚合物分子链间或多或少发生粘着而形成的。由于分子吸咐点常集中在一块﹐因此软质塑料或者硬质塑料中的蜂窝是很小的。这种蜂窝弹性极小﹐很难通过物体内部的移动使其变形。增塑剂进入树脂中﹐沿高分子链产生许多吸咐点﹐通过新的吸咐而松弛破坏原来的吸引力﹐并替代了聚合物分子内的引力中心﹐使分子容易移动。

3.溶剂化理论

基于胶体化学。增塑剂的溶剂化和溶胀能力取决于3种分子间作用力。增塑剂/增塑剂﹐增塑剂

/聚合物﹐聚合物/聚合物之间的力。增塑剂应该是小分子﹐对聚合物分子应该有一定的吸引力﹐而该力要小于聚合物/聚合物之间的作用力。增塑剂/增塑剂间的力越低﹐越能发挥增塑剂的效能。增塑剂也不应该太小﹐否则容易挥发。

4.极性理论

极性理论认为﹐在增塑剂分子﹑聚合物分子和增塑剂/聚合物分子之间必须很好的平衡﹐以确保凝胶是稳定的。因此增塑剂必须是含有一个或者多个与特定聚合物极性相匹配的极性或者非极性基团。即以上提出的聚合物的结晶度。

三、增塑过程

一般认为﹐增塑过程分为以下几步﹕

1.润湿﹑表面吸咐

增塑剂分子进入树脂树脂孔隙并填充其孔隙。

2.表面溶解

增塑剂渗入到树脂粒子中的速度很慢﹐特别在低温时更是如此。一般认为增塑剂先溶解溶胀聚合物表面的分子﹐当聚合物表面有悬浮聚合残留的胶体时﹐能延长诱发阶段。

3.吸咐作用

树脂颗粒由外部慢慢地向内部溶胀﹐产生了很强的内应力﹐表现为树脂和增塑剂的总体积减少。

4.极性基的游离

增塑剂掺入到树脂内﹐并局部改变其内部结构﹐溶解了许多特殊的官能团﹐反应为增塑剂被吸咐之后﹐介电常数比起始混合物高。这一过程受温度和活化能大小的影响。

5.结构破坏

干混料中的增塑剂是以分子束的形式存在于高分子或者链段之间。当体系受到较高能量如加热至

160----180oC,或者将其辊炼。聚合物的结构将会破坏﹐增塑剂便会渗入到该聚合物的分子束中。

6.结构重建

增塑剂与聚合物的混合物加热到流动态而发生塑化后﹐再放冷﹐会形成一种有别于原聚合物的结构。这一结构表现出较高的韧性﹐但结构形成往往需要一段时间。比如使用DOP作增塑剂时﹐经过一天才能达到最大的硬度﹐而使用中等分子量的聚酯﹐则需要一周的时间。

第三节增塑剂的性能及评价

一﹑塑化效率

增塑剂的主要作用是降低聚合物分子间的相互作用力﹐增加聚合物分子链的移动性﹐即降低聚合物的软化温度﹐这是增塑剂最基本的性能。不同的增塑剂塑化效能不同﹐其性能优劣通常用塑化效率来表示。塑化效率可理解为使树脂达到某一柔软程度的增塑剂用量﹐它是一个相对值﹐可以用来比较增塑剂的塑化效果。

在实际应用中﹐聚合物塑化的结果表现为玻璃化温度和模量的下降。为此经常为玻璃化温度和模量来表示增塑剂的塑化效率。

1.玻璃化温度

增塑剂作用导致聚合物分子链间的移动﹐其移动性通常用玻璃化温度来度量。在玻璃化温度以上聚合物是柔软的﹐在玻璃化温度以下是坚硬的。可见不同的增塑剂在相同添加量的情况下﹐玻璃化温度越低﹐则塑化效果越好。

一般情况下﹐PVC的玻璃化温度为80oC左右﹐但每加入10PHR的DOP,其玻璃化温度为下降

20---25oC﹐若加入50PHR的DOP﹐则PVC的玻璃化温度下降到-60oC.

2.模量

塑化效率不仅可用玻璃化温度的降低来表示﹐而且可用与温度有关的力学性能如模量和阻尼来表示。模量表示比较复杂﹐但比较客观﹐此处不多讲述。

3.影响塑化效率的因素

增塑剂的塑化效率与本身的化学结构以及自身的物理性能有关﹐主要表现为以下几个方面﹕

(1)增塑剂的分子量影响增塑剂的塑化效率。分子量小的增塑剂显示出良好的塑化效率。

(2)分子量相同的情况下﹐分子内极性基团多的或者环状结构多的增塑剂﹐塑化效率较差。

(3)支链烷基结构的增塑剂塑化效率不及相应的直链烷基的增塑剂。

(4)酯类增塑剂中﹐烷基链长增加﹐塑化效率降低。

(5)在酯类增塑剂中﹐烷基部分由芳基取代﹐塑化效率降低。

(6)在酯类增塑剂中﹐烷基碳链中引入醚链﹐能提高塑化效率。

(7)在烷基或者芳基中引入氯取代基﹐塑化效率降低。

(8)增塑剂的塑化效率与自身黏度有关。增塑剂的等效用量是随其黏度上升而增加的。

二、兼容性

作为增塑剂﹐首先要与树脂兼容﹐这是增塑剂最基本的性质之一。如果增塑剂与树脂不兼容﹐塑化效率就无从谈起。增塑剂可能溶解一部分树脂﹐但大部分是渗入高分子链间起溶胀作用﹐因此可以简单的把增塑剂视为溶剂。增塑剂的兼容性可以用溶解度参数﹑相互作用参数﹑特性黏度﹑介电常数等表征。

聚合物和增塑剂的结构对兼容性有很大的影响。结构基本上类似的树脂和增塑剂兼容性良好。作为主增塑剂使用的烷基碳原子数为4----10的邻苯二甲酸酯﹐与PVC的兼容性是良好的﹐但是随着烷基碳原子数进一步增加﹐其兼容性急速下降。因此使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂的烷基碳原子数通常不超过13个。酯类增塑剂中烷基为戊基时兼容性最好。

环氧酯类增塑剂中﹐多元醇酯比单酯兼容性好﹔聚脂增塑剂分子量较大﹐故兼容性较差﹐需用较高

的温度的强烈机械混炼来补尝。氯化石蜡虽然有较强的极性﹐但单独使用时﹐仍有析出现象﹐只能作为辅增塑剂使用。此外环状结构比脂肪族链烃的增塑剂兼容性好﹔分支结构比直链接构的增塑剂兼容性好。三、加工性

选用不同的增塑剂将显著地影响杩脂的加工性能。因此选择增塑剂时必须考虑基加工性。增塑剂的加工性与兼容性密切相关﹐一般来说兼容性好的增塑剂加工性也好。当然也要考虑增塑剂的其它性能参数﹐如黏度﹑闪点等。

加工性柯以通过凝胶化速度﹑凝胶化温度﹑鱼眼状斑点消失速率等参数反映出来。分子量大﹐兼容性差的邻苯二甲酸酯的凝胶化速度较慢﹐反映出这些增塑剂加工差。配合物的加工性同时受稳定剂和润滑剂的影响。使用了兼容性差的润滑剂和较大用量的稳定剂的情况下﹐需要充分考虑混合料的加工性﹐防止增塑剂的渗出。

四、耐寒性

所谓增塑剂的耐寒性是指用增塑剂增塑的聚合物制品的耐低温性能﹐反映在低温脆化温度﹑低温柔软性等指标。通常将PVC树脂中加入1%摩尔分数增塑剂报引起的玻璃化温度的下降值﹐称为增塑剂的低温效率值。增塑剂的耐低温性能一方面取决于增塑剂的结构﹐包括链长短﹑分支情况﹑官司能团和种类和多少等﹔另一方面﹐取决于增塑剂进入聚合物链间的极性影响和隔离作用﹐还与增塑剂本身的活化能有关﹐增塑剂黏度越大﹐流动活化能越大﹐则耐寒性越差。

增塑剂的耐寒性与兼容性有相反的关系。以直链亚甲基为主体的二元脂类有良好的耐寒性﹔含有较长的直链的邻苯二甲酸酯类一般耐寒性良好发﹐但随着烷基支链的增加﹐分子链的柔性降低﹐相应的增塑剂耐寒性下降。因此作为主增塑剂的直链醇的邻苯二甲酸酯都具有良好的耐寒性。当增塑剂分子中含有环状结构时﹐耐寒性会显著。目前作为耐寒性增塑剂使用的主要是脂肪族二元酸酯(DOA﹑DOS﹑DOZ等)。五﹑稳定性

增塑剂本身有很好的化学稳定性﹐在贮存期间几乎不用考虑热和光造成的影响﹐但增塑剂的类型的浓度对聚合物配合物的兴﹑热稳定性影响较大。

1.贮存稳定性

贮存稳定性显示的是增塑剂本身的性能。有杂质会使其降低。

2 . 热稳定性

热稳定性是指制品加工和使用过程中受热时的稳定性。增塑剂热稳定性与增塑剂的结构有直接关系。除了增塑剂的结构外﹐以下因素也会影响热稳定性﹕

(1)增塑剂的纯度对热稳定性有显著的影响。纯度越高﹐热稳定性越好。

(2)增塑剂的润滑性影响其热稳定性﹐润滑性强的增塑剂能明显地改善动态热稳定性。

(3)增塑剂的挥发性影响动态其热稳定性﹐挥发性高的增塑剂会使热稳定性显著降低。

(4)PVC的分解产物HCL对羟酸酯的热分解具有催化作用﹐造成增塑剂本身的热稳定性下降。

3. 抗氧稳定性

增塑剂的抗氧稳定性与其本身的结构有关﹐增塑剂氧化之后﹐反映为酸值增加。

4.光稳定性

增塑剂的光稳定性是指其抵抗光氧老化的性能﹐也可称为耐候性。一般耐寒性优良的增塑剂是不耐候的。环氧化合物可以一很大程度上提高PVC的耐候性。

六﹑耐久性

多数增塑剂与聚合物不能形成化学键合﹐增塑的树脂组成物处于动态﹐其中的聚合物分子不断地结合﹐又不断的分离。因此增塑剂有从增塑组成中移出的倾向。特别是在PVC软制品中﹐或是说增塑剂用量较多的情况下﹐增塑剂移出现象往往比较严重。

增塑制品在使用过程中﹐增塑剂从制品中移出的主要通过以下三个途径﹕

●挥发--------增塑剂从制品表面挥发出来﹐散失在空气中’

●抽出--------增塑剂从制品表面转移至与之接触的液体中。

●迁移--------增塑剂从制品表面转移至与之接触的固体中。

故增塑剂的耐久性即包括耐挥发性﹑耐抽出性和耐迁移性。增塑剂的耐久性与分子量用分子结构密切相关。要得到良好的耐久性﹐增塑剂的相对分子量一般要求大于350。

1.挥发性

增塑剂的挥发性是很增塑剂从塑化物内部向周围空气中逃逸的倾向。挥发过程首先从制品内部向表面迁移﹐然后从表面蒸发逸入空气中。增塑剂的挥发性与分子量用分子结构密切相关﹐一般分子量小的挥发性大。同时兼容性好增塑剂挥发性大。分子内具有庞大的基团的增塑剂﹐由于它们在塑化物内扩散比较困难﹐所以挥发性小。在常用的邻苯二甲酸酯中DOP挥发性较大﹐故使用此增塑剂时应该考虑其挥发性对生产操作造成的影响。

2.抽出性

抽出性是指增塑的聚合物制品与液体介质接触时﹐增塑剂从聚合物内部向液体介质中迁移的倾向。增塑剂能被多种液体抽出﹐因此在增塑制品与液体接触时﹐应该设法使增塑剂保留在制品中。抽出性大小一方面取决于增塑剂的结构﹑极性﹑分子量等因素﹔另一方面取决于同塑化物接触的液体介质的性质。增塑剂的耐水性和耐肥皂水性同耐油性恰好相反﹐分子中烷基比例大的耐水性和耐肥皂水性更好。聚酯增塑剂是耐久性优良的增塑剂﹐其性质随原材料的不同以及端基的不同有一定差别﹐但对其影响最大的还是分子量。高分子量的聚酯增塑剂耐挥发性﹑耐抽出性和耐迁移性良好﹐但耐寒性和塑化效率较差。

3.迁移性

增塑剂的迁移是指增塑剂向固体介质扩散的过程。在此过程上﹐增塑剂从浓度高的塑化物通过一些接触点扩散到另一个与之接触的塑料或者橡胶等聚合物中。增塑剂的迁移性是相对于所接触的固体而言的﹐迁移现象的发生往往导致塑化物出现软化﹑发黏甚至表面脆裂等现象﹐同时还会导致制品污染。

增塑剂的迁移性与增塑剂本身的结构和与塑化物接触的聚合物介质密切相关。邻苯二甲酸酯类的迁移性随脂肪链的长度增加而急剧。增塑剂对硝酸纤维素﹑ABS的迁移性较大﹐而对PP﹑PE和聚苯乙烯迁移性较小。

七﹑绝缘性

纯净的PVC树脂有良好的电气性能﹐硬质PVC制品的体积电阻率是很大的﹐但会随着增塑剂的入而逐渐降低。PVC塑化物的绝缘性通过电阻率﹑介电常数﹑功率因素﹑耐电压击穿强度等参数反映出来﹐其中使用较多的是体积电阻。一般体积电阻随增塑剂的种类不同有明显差异﹐随着增塑剂用量的增加﹐绝缘性逐渐降低。

耐寒性与电性能是成反比的﹐一般耐寒性能好的电性能差。这是因为极性较低的增塑剂允许聚合物链上的偶极有更大的自由度﹐从而使导电率增加电绝缘性降低。另一方面分子内支链较多的﹑塑化效率差的增塑剂却有较好的电性能。DOA会使塑化物体积电阻降低最甚。而氯化石蜡是绝缘增塑剂的典型代表。

增塑剂的纯洁度与塑化物的电性能有密切的关系﹐因为带电的离子性物质容易在塑化物中移动﹐增塑剂含有离子性杂质时﹐电绝缘性会显著下降。

八﹑难燃性

PVC为含氯量56%的聚合物﹐本身具体有阻燃性和自熄性﹐如配合使用阻燃性能好的可塑剂﹐阻燃性更优。但如果配合普通的可燃性增塑剂﹐PVC塑化物就不再阻燃。阻燃性通常可能延燃时间或者氧指数来表示。延燃时间长者难燃性好﹐氧指数高者难燃性能好。一般说来﹐增塑剂的难燃性受以下几个方面影响﹕

(1)增塑剂对于聚合物的挥发性。挥发性越大﹐难燃性越差。

(2)燃烧时产生的分解物。分解物最好不是助燃物﹐如是将使难燃性降低。

(3)增塑剂的化学结构。增塑剂中含有磷﹑氯和芳基结构时﹐难燃性比较好。

目前广泛使用的难燃性增塑剂有磷酸酯类﹑氯化石蜡类和氯化脂肪酸类。磷酸酯类增塑剂的最大特点是阻燃性强﹐广泛使用于PVC的增塑剂﹐单独作为阻燃剂时﹐也能产生较好的阻燃作用。氯化石蜡类价廉﹐大量作为辅助增塑剂使用﹐氯化石蜡的性能与含氯量密切相关﹐随着氯含量的增加﹐阻燃性和兼容性都得到改善﹐但耐寒性却显著变差。氯化脂肪酸类与PVC的兼容性比氯化石蜡好。

九﹑黏度稳定性

黏度稳定性针对增塑糊而言。

十﹑*性

大多数增塑剂或多或少有一定*性。DOP用普通包装是安全的﹐但接触高脂肪食品时有被油类抽出的可能﹐应予避免。DOA具有良好的卫生性。磷酸酯类属于*性较高的增塑剂。

第四节增塑剂各论

增塑剂的品种繁多在其研究发展阶段其品种曾多达10OO种以上.作为商品生产的增塑剂不过200多种.而且以原料来源于石油化工的邻苯二甲酸酯为最多。增塑剂的分类方法很多。根据分子量的大小可分为单体型增塑剂和聚合型增塑剂;根据物状可分为液体增塑剂和固体增塑剂i根据性能可分为通用增塑剂.耐寒增塑剂耐热增塑剂.阻燃增塑剂等:根据增塑剂化学结构分类是常用的分类方法。

根据化学结构可分为:

(1)邻苯二甲酸酯(如:DBP.DOP.DIDP)

(2)脂肪族二元酸酯(如:己二酸二辛酯DOA,癸二酸二辛i~DOS)

(3)磷酸酯(如:磷酸三甲苯酯TCP,磷酸甲苯二苯酯CDP)

(4)环氧化合物(如:环氧化大豆油,环氧油酸丁酯)

(5)聚合型增塑剂(如:己二酸丙二醇聚酯)

(6)苯多酸酯(如:1,2.4一偏苯三酸三异辛酯)

(7)含氯增塑剂(如:氯化石蜡、五氯硬酯酸酯旨)

(8)烷基磺酸酯

(9)多元醇酯

(10)其它增塑剂

一种理想的增塑剂应具有如下性能(1)与树脂有良好的相溶性(2)塑化效率高:(3)对热光稳定(4)挥发性低(5)迁移性小:(6)耐水、油和有机溶剂的抽出:(7)低温柔性良好(8)阻燃性好;(9)电绝缘性好:(10)无色、无味,无*;(11)耐霉菌性好:(1 2)耐污染性好(1 3)增塑糊粘度稳定性好i(14)价廉。

增塑剂中邻苯二甲酸酯类增塑剂用量最大,约占增塑剂总产量的80%.我国该类增塑剂主要以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主。由于受到原料醇来源的限制,邻苯二甲酸二庚酯(DHP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP).邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)等’性能优良的品种,产量不大。

一﹑苯二甲酸脂

1.概况

大多数增塑剂在化学上都可归为两类﹐一类是高沸点的脂﹐另一类是某些分子结构﹑形状和大小与增

塑聚合物十分相似的物质。不言而喻﹐苯二甲酸脂属于前一类。苯二甲酸脂类是增塑剂中最重要的类别。与PVC有极好的的兼容性﹐是苯二甲酸脂的一大特性。苯二甲酸脂一般都有适度的极性﹐其溶解度和介最常数与PVC都较相近。聚合物和溶剂的溶解度参数相同或者相近时﹐聚合物才能溶入到此溶剂。

2.主要类别及性能特点

苯二甲酸脂类包括邻苯二甲酸脂﹑间苯二甲酸脂和对苯二甲酸脂。邻苯二甲酸脂又有低碳醇酯﹑高碳醇酯﹑侧链醇酯﹑直链醇酯﹑单一醇酯﹑混合醇酯﹐烷基脂﹑芳基脂等等。

(1)邻苯二甲酸脂邻苯二甲酸脂是性能全面的无*或者低*的主增塑剂。其中邻苯二甲酸二甲脂(DMP)和邻苯二甲酸二乙脂(DEP)因挥发性大,且具有刺激性﹐不宜在PVC中使用。邻苯二甲酸二丁脂(DBP)虽然挥发性大耐久性差,但兼容性好,塑化效率高,因此有部分使用. 邻苯二甲酸脂中应用最多的还是C6—13的,高碳醇酯.其中常用的有邻苯二甲酸二辛脂(DOP), 邻苯二甲酸二庚脂(DHP), 邻苯二甲酸二异辛脂(DIOP), 邻苯二甲酸二异壬脂(DINP), 邻苯二甲酸二异癸脂(DIDP)等.

(2)对苯二甲酸脂对苯二甲酸脂为结晶固体,与PVC兼容性差,但具有一定支链度的C8---9醇酯是液体,与PVC有较好的兼容性. 对苯二甲酸脂的挥发性﹑低温性及电性能均优于相应的邻苯二甲酸脂﹐为耐迁移的增塑剂。代表性品种为对苯二甲酸二(2-乙基已)脂(DOTP)。

(3)间苯二甲酸脂间苯二甲酸脂的溶剂化能力﹑挥发性和耐抽出性均优于对苯二甲酸脂。代表品种为间苯二甲酸二辛脂(DOIP).

4.代表性产品

(1)邻苯二甲酸二丁脂(DBP)低碳醇酯的代表。良好的加工性﹑耐低温性﹑耐老化性。但因其挥发性大﹐耐水抽出性差﹐因而不常用。

(2)邻苯二甲酸二(2-乙基已)脂俗称邻苯二甲酸二辛脂﹐常温下为无色或淡色油状透明液体。凝固点-53oC,沸点386oC. DOP与树脂兼容性好,挥发性小,光、热稳定性好,电性能好,耐低温,相当低的*性;能满足大多数通用制品的要求,可单独便用在许多配方中,是性能全面、应用最广泛的标准增塑剂; 缺点: 不耐油。

(3)邻苯二甲酸二异辛脂(DIOP)DIOP的溶点较低,塑化效率与DOP相当,在软质PVC中可与DOP

互用.但挥发性﹑低温柔软性﹑电性能比DOP差.

(4)邻苯二甲酸二异壬脂(DINP)一般特性都与DOP相当,但挥发性较低,这不仅仅有利于改善加工环境,且能提高制品的耐久性.特别是耐热老化性能较好.

(5)邻苯二甲酸二异癸脂(DIDP)有较好的挥发性、绝缘性﹐抗雾性佳,移行、耐水、耐油、耐热及电气特性比DOP好,须与耐低温增塑剂(如DOA)同用,否则制品较硬;常用于耐高温或耐低温的制品中。二﹑脂肪类二元酸脂

1. 概况

脂肪类二元酸脂是一类典型的耐寒性增塑剂。常用的脂肪类二元酸脂为已二酸脂﹑壬二酸脂和癸二酸脂。主要产品有已二酸二(2-乙基已)脂(DOA)﹑癸二酸二(2-乙基已)脂(DOS)﹑壬二酸二(2-乙基已)脂(DOZ)等。

2.主要性能特点

同邻苯二甲酸脂类相比﹐脂肪类二元酸脂主要表现出以下特点不。

(1)低温性能优于DOP﹐其中耐寒性最佳的是DOS。

(2)塑化效率优于DOP。

(3)本身黏度低﹐配制塑料糊的稳定性好。

(4)兼容性差。通常只用作辅助增塑剂。

(5)耐久性差。DOP本身耐久性不好, 脂肪类二元酸脂模拟DOP更差.

(6)电绝缘性能差。这是因为此类增塑剂极性低﹐允许聚合物链节上的偶极有更大的自由度﹐所以会使PVC的导电率增大﹐电绝缘性降低。

(7)耐旋光性差﹑耐候性差。

3. 脂肪类二元酸脂结构对耐寒性的影响

脂肪类二元酸脂的分子结构对其作为增塑剂的低温性能影响很大。通常分子中脂肪链碳原子数与酯基数的比值(Ap/Po)越大﹐耐寒性越好。

4.代表性品种

(1)已二酸二(2-乙基已)脂(DOA)DOA系耐寒性良好的增塑剂﹐与PVC有良好的兼容性﹐有一定耐热耐光和耐水性且无*。在押出过程中显示出良好的润滑性﹐制品手感好。抗油性差﹐通常与DOP﹑DIDP 共享于耐寒配方。

(2)壬二酸二(2-乙基已)脂(DOZ)近乎白色的透明液体﹐乙烯基树脂优良的耐寒增塑剂。黏度低﹐沸点高﹐增塑效率高﹐挥发性和迁移性小﹐且具有优良的耐光热性﹑电绝缘性﹐耐寒性也优于DOA。

(3)癸二酸二(2-乙基已)脂(DOS)淡黄色或者无色透明油状液体。能在高温下安全加工﹐耐水性优于DOA﹐但耐氧化性﹑耐候性﹑耐抽出性差。使用时与主增塑剂配合﹐用量不得大于主增塑剂的1/3。

三﹑偏苯三酸脂

1.概况

偏苯三酸脂属于苯多酸脂的范畴。这种酯的特点是挥发性低﹑耐抽出﹑耐迁移﹐具有类似聚酯增塑剂的优点﹐同时兼容性﹑加工性﹑低温性能又类似于单体型邻苯二甲酸酯﹐所以兼具有单体增塑剂的聚合增塑剂两者的优点。通常作为耐热﹑耐久性增塑剂使用。

2.主要品种及性能

常用的偏苯三酸脂主要有偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)﹑偏苯三酸三异辛脂(TIOTM)﹑偏苯三酸三异癸脂(TIDTM)等。

(1)偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)偏苯三酸脂的代表性产品。偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)属于耐热性和耐久性增塑剂﹐增塑效率与邻苯二甲酸酯相近﹐耐近性可与聚酯媲美﹐但耐油性不如聚酯可塑剂。

(2)偏苯三酸三异辛脂(TIOTM)主要作耐热性增塑剂﹐性能与用途与偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)相似。

(3)偏苯三酸三异癸脂(TIDTM)性能与偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)类似﹐挥发性更小﹐耐久性优良﹐加工性能也比较好。

偏苯三酸脂的结构与邻苯二甲酸酯相近﹐与PVC的兼容性也很好﹐也可作为主增塑剂。偏苯三酸脂价格较高﹐多采用邻苯二甲酸的高碳醇酯与之配合。即使在建筑用电线绝缘材料这样对耐热性要求严格的场合﹐目前也多采用偏苯三酸三(2-乙基已)脂(TOTM)或者偏苯三酸三异辛脂(TIOTM)与邻苯二甲酸二异癸脂(DIDP)配合使用的做法。

与聚酯可塑剂相比﹐偏苯三酸脂的缺陷是不耐油和溶剂的抽出﹐迁移性也较差﹐因此有些要求耐油耐

热的电线料﹐不得不选用聚酯可塑剂。偏苯三酸脂主要用于低挥发性﹑低水抽出性﹑低迁移性﹑耐热性以及良好的电绝缘性能的场合﹐可以作主增塑剂使用。

四﹑磷酸酯

1. 概况

磷酸酯是广泛使用的阻燃性增塑剂品种。可作为主增塑剂使用﹐属于多功能新产品﹐通常使用的有4种

类型。磷酸三烷基酯﹑磷酸三芳基酯﹑磷酸烷基芳基酯和含氯磷酸酯。有应用的有磷酸三(2-乙基已)酯(TOP)﹑磷酸二苯一辛酯(ODP)﹑磷酸甲苯二苯酯(CDP)﹑磷酸三甲苯酯(TCP)等.

2. 性能特点

(1)兼容性好磷酸三烷基酯的兼容性优于磷酸三烷基酯。

(2)优良的阻燃性所有的磷酸酯都表现出良好的阻燃性﹐单独使用时更为明显。其阻燃性随磷含量的增加而提高﹐并逐步由自熄转变为难燃性。分子中烷基越少﹐耐燃性越好﹐在磷酸酯引入卤素原子更能提高阻燃性

(3)耐久性好挥发性﹑抽出性较DOP好.

(4)大部分磷酸酯具有耐菌性和耐候性。

(5)耐寒性差磷酸三芳基酯耐寒性差﹐但挥发性小﹔磷酸三烷基酯耐寒性稍好﹐但挥发性大。

(6)有* 磷酸酯大多有*﹐仅仅有磷酸二苯一辛酯(ODP)低*。

(7)价格高常与氯代烃配合使用。

磷酸酯和常用的阻燃剂(例如Sb2O3等)有对抗作用﹐二者不能配合使用。

3. 代表产品

(1)磷酸三甲苯酯(TCP)微具气味的浅色液体。水解稳定性好﹐耐油性和电绝缘性﹑耐菌性优良。耐寒性差﹐配合DOA使用可以改善。

(2)磷酸甲苯二苯酯(CDP)无色无臭的清亮液体。与树脂兼容性好。与磷酸三甲苯酯(TCP)相比﹐耐久性﹑阻燃性的电性能相似﹐但增塑效率高﹐低温特性和制品的耐磨性好。光稳定性差。挥发性大。

(3)磷酸二苯一辛酯(ODP) 无*。磷酸二苯一辛酯(ODP)挥发性低﹐耐寒性和耐候性较好。与DOP或者DIDP配合使用,可提高制品的韧性和耐候性。

五﹑聚酯增塑剂

1.概况

聚酯增塑剂主要用于耐久性要求特别高的制品﹐可用作主增塑剂﹐也可与其它增塑剂配合使用。

2.聚酯增塑剂的品种和性能

制备聚酯增塑剂常用的二元酸有已二酸﹑癸二酸﹑壬二酸﹑邻苯二甲酸酐等﹐常用的二元醇主要有1﹐2-丙二醇﹑1﹐3-丁二醇﹑一缩二乙二醇等。封端用的一元醇包括2-乙基已醇﹑丁醇等﹐封端用的一元酸包括月桂酸﹑辛酸等。考虑到上述原材料的不同组合和分子量之间的差异﹐聚酯增塑剂的品种很多﹐性能差别也较大。

同传统增塑剂相比﹐聚酯增塑剂主要表现为以下几个方面的特点﹕

(1)兼容性较差。一般已二酸聚酯增塑剂兼容性较差﹐而癸二酸和邻苯二甲酸聚酯增塑剂的兼容性稍好一些。

(2)塑化效果不如DOP.

(3)挥发性小﹐挥发损失少。

(4)聚酯增塑剂在PVC中扩散速度小﹐因此迁移性小于DOP.

(5)耐各种溶剂的抽提。

(6)电性能略低于邻苯二甲酸酯。

(7)聚酯增塑剂*性低。

3.化学结构对性能的影响

(1)化学结构对兼容性的影响低碳二元酸制成的聚酯增塑剂兼容性差﹐容易产生渗出﹔高碳二元酸无此现象。当二元酸固定时﹐具有侧链的二元醇可得到较好的兼容性。

(2)化学结构对机械性能的影响当二元醇固定时﹐PVC制品的拉伸强度随二元酸中碳原子数的增加而提高﹔当二元酸固定时﹐拉伸强度与二元醇中碳原子数的增加而降低。

(3)化学结构对抽出性的影响二元醇中碳原子数增加﹐则聚酯增塑剂在PVC中被汽油抽出增加。使用有侧链的二元醇时﹐汽油抽出较少。肥皂水的抽出与之相反。

(4)分子量的影响聚酯增塑剂分子量增加﹐产品黏度增大﹐塑公效率降低﹐兼容性和加工性变差﹐抽出性和挥发性则降低。

六﹑环氧增塑剂

1.概况

环氧增塑剂是含有三元环氧环的增塑剂。大多环氧增塑剂可以作为PVC的辅助稳定剂使用。少量加入就可改善制品对光热稳定性。

2.主要性能

(1)环氧增塑剂用量过高时﹐会产生兼容性差的问题。

(2)光热稳定性能优良。

(3)耐久性好在常用的环氧增塑剂﹐环氧大豆油挥发性最小。环氧增塑剂的耐抽出性优于DOP。环氧大豆油耐迁移性非常好。

(4)*性低。

3.代表产品

目前所用的环氧增塑剂主要有3类﹐即环氧化油﹑环氧脂肪酸单酯和环氧四氢邻苯二甲酸酯。

(1)环氧化油环氧化油有化学结构为环氧甘油三羟酸酯。这是使用最多的一类环氧增塑剂﹐主要品种有环氧大豆油和环氧亚麻仁油。环氧大豆油主要成分为十八碳的不饷脂肪酸﹐来源不同组成差异很大。环氧大豆油挥发性低﹐迁移性小﹐具有优良的热稳定性和光稳定性﹐耐水油性和耐油性也较好﹐并可赋予制品良好的机械强度﹑耐候性和电性能。与聚酯类增塑剂并用﹐可减少聚酯的迁移﹐与热稳定剂并用﹐显示良好的协效应。

(2)环氧脂肪酸单酯环氧脂肪酸单酯也是由天然油脂制成的。其性能比较全面﹐增塑效率好﹐兼容性和耐抽出性都很出色。

(3)环氧四氢邻苯二甲酸酯环氧四氢邻苯二甲酸酯是一类合成环氧增塑剂。因为结构的特点﹐这类增塑剂即具有苯二甲酸酯的性能﹐又有环氧酯的性能﹐是一类较理想的多功能增塑剂。

七﹑其它增塑剂

(1)多元醇酯多元醇酯主要包括乙二酯﹑丙三酯﹑一缩二乙二酯﹑甘油和苯甲酸酯等。

与传统增塑剂相比﹐多元醇酯在以下几个方面表现出一定的优势。

1.优良的低温性能与DOA相似了﹐与PVC兼容性差﹐仅用辅助增塑剂。

2.优良的耐热﹑耐老化及耐抽出性其电性能也很好﹐可作为耐热增塑剂和高温绝缘材料的增塑剂。

3.良好的耐污染性及无*

(2)柠檬酸酯柠檬酸化学名称为2-羟基-1﹐2﹐3-丙烷三羟酸﹐与适当的碳原子的醇进行酯化。真正的无*增塑剂。

(3)氯代烃与非氯代烃相比﹐氯代烃的热稳定性﹑光稳定性略差﹐但其兼容性较好﹐挥发性较低。常用的氯化石蜡根据含氯量不同可分为氯化石蜡-42﹑氯化石蜡-50﹑氯化石蜡-52和氯化石蜡-70。氯化石蜡-42在PVC中配用限度为25-40PHR﹐而氯化石蜡-52可配用35-60PHR。氯化石蜡可用105oC电线配方。氯化石蜡对制品热光稳定性和阻燃性都取决于其氯含量﹐而无分子链长短无关。

八﹑各种增塑剂的性能概括

本厂使用的增塑剂主要使用于PVC电线电缆料﹐其性能要求都应符合电线电缆料的要求。

下表中列出本厂所用的增塑剂及主要性能﹕

第五节增塑剂的选用

为了使PVC制品具有良好的综合性能,一般选用增塑剂应考虑以下几点:

1.与PVC树脂有良好的兼容性,这样有利于获得质量稳定的PVC制品.DOA与大豆油等增塑剂与树脂兼容性不好,只能做辅助增塑剂.

2.对PVC树脂有高的塑化效率,能以少的增塑剂获得最合理的塑化加工条件和最佳的柔软制品.

3.在PVC制品中有良好的耐久性和保留性,包括低的挥发性、对油剂、有机溶剂的水等的抽出性、对性质相似固体物质(例PS&ABS等)的低的迁移性。

4. 耐热性好在加工温度和使用温度在较高的温度下保持稳定.

5.能满足确定用途所需要提供的特效性,如电绝缘性、阻燃性、难燃性和耐寒性等。

6.良好的耐候性和环境作用的稳定性,包括热稳定性、耐霉菌性和对辐射的化学稳定性等。

7.无味、无嗅、无色、无*和无污染性。

8.容易获得,价格低廉.

除以上因素外,由于使用环境、使用条件以及价格因素等方面的差异,在选用增塑剂时还应考虑其对环境适应性、使用功能性、卫生与安全性,以及经济合理性等方面的要求.在环境与气候因素方面,通常应考虑增塑剂的耐寒性和耐候性,如与PVC混合后的脆化温度(脆点)、光热稳定性、防霉性等;在使用功能因素方面,对特定要求的增塑制品,应考虑增塑剂的电绝缘性、抗电弧性和阻燃性等;对于医疗品及或食品级的制品,应考虑增塑剂的*性及相关的卫生标准.

电线被覆用PVC配合物可分为绝缘用与保护被覆用。绝缘用者以电气特性最为重要﹐另外机械性能及耐劣化性能亦应列入考虑﹐保护用被覆以机械特性为主﹐对各种劣化之抵抗及某种程度之电气特性仍为必要。任何情况下﹐电气特性受树脂﹑安定剂﹑填充剂等左右﹐增塑剂之量及种类也有很大的影响。一般以邻苯二甲酸酯系为主﹐与其它增塑剂配合使用。现日本及欧洲的一些公司要求电线用PVC无邻苯二甲酸酯系增塑剂,则可以TOTM为主增塑剂,其它增塑剂为辅增塑剂.

第六节附录:增塑剂缩写代号及英文对照表

缩写代号英文名称增塑剂全称

ASE alkylsulfonic acid ester 烷基磺酸酯

BBP benzyl butyl phthalate 邻苯二甲酸苄丁酯

BOA benzyl octyl apdipate (benzyl 2-ethylhexyl adipate) 己二酸苄辛酯

DBP dibutyl phthalate 邻苯二甲酸二丁酯

DCP dicapryl phthalate 邻苯二甲酸二辛酯

DEP diethyl phthalate 邻苯二甲酸二乙酯

DHP diheptyl phthalate 邻苯二甲酸二庚酯

DHXP dihexyl phthalate 邻苯二甲酸二己酯

DIBP diisobutyl phthalate 邻苯二甲酸二异丁酮

DIDA diisodecyl adipate 己二酸二异癸酯

DIDP diisodecyl phthalate 邻苯二甲酸二异癸酯

DINA diisononyl adipate 己二酸二异壬酯

DINA diisononyl phthalate 邻苯二甲酸二异壬酯

DIOP diisooctyl adipate 己二酸二异辛酯

DIOP diisooctyl phthalate 邻苯二甲酸二异辛酯

DITDP diisotridecyl phthalate 邻苯二甲酸二异十三酯

DMP dimethyl phthalate 邻苯二甲酸二甲酯

DNP dinonyl phthalate 邻苯二甲酸二壬酯

DOA dioctyl adipate(di-2-ethylhexyl adipate) 己二酸二辛酯[己二酸二(2-乙基己)酯]

DOIP dioctyl isophthalate(di-2-ethyhexyl isophthalate) 间苯二甲酸二辛酯[间苯二甲酸二(2-乙基己)酯] DOP diocty phthalate(di-2-ethylhexyl sebacate) 邻苯二甲酸二辛酯[邻苯二甲酸二(2- 乙基己)酯]

DOS dioctyl sebacate(di-2-ethylhexyl sebacate) 癸二酸二辛酯[癸二酸二(2-乙基己) 酯]

DOTP dioctyl terephthalate(di-2-ethyl-hexyl terephthalate) 对苯二甲酸二辛酯[对苯二甲酸二(2-乙基己)酯]

DOZ dioctyl azelate(di-2-ethylhexyl azelate) 壬二酸二辛酯[壬二酸二(2-乙基己)酯]

DPCF diphenylcresyl phosphate 磷酸二苯甲苯酯

DPOF diphenyl octylphosphate 磷酸二苯辛酯

ELO epoxidized linseed oil 环氧化亚麻油

ESO epoxidized soya bean oil 氧化豆油

ODP octyldecyl phthalate 邻苯二甲酸辛癸酯

TCEP trichloroethyl phosphate 磷酸三氯乙酯

TCF tricresyl phosphate;tritolyl phosphate(TTP) 磷酸三甲苯酯

TIOTM triisooctyl trimellitate 偏苯三酸三异辛酯

TOF trioctyl phosphate(tri-2-ethylhexyl phosphate) 磷酸三辛酯[磷酸三(2-乙基己) 酯]

TOPM tetraoctyl pyromellitate(te-tra-2-ethylhexyl pyromellitate) 均苯四甲酸四辛酯[均苯四甲酸四(2-乙基己)酯]

TPF triphenyl phosphate 磷酸三苯酯 

ASE alkylsulfonic acid ester 烷基磺酸酯

BBP benzyl butyl phthalate 邻苯二甲酸苄丁酯

BOA benzyl octyl apdipate (benzyl 2-ethylhexyl adipate) 己二酸苄辛酯

DBP dibutyl phthalate 邻苯二甲酸二丁酯

DCP dicapryl phthalate 邻苯二甲酸二辛酯

DEP diethyl phthalate 邻苯二甲酸二乙酯

DHP diheptyl phthalate 邻苯二甲酸二庚酯

DHXP dihexyl phthalate 邻苯二甲酸二己酯

DIBP diisobutyl phthalate 邻苯二甲酸二异丁酮

DIDA diisodecyl adipate 己二酸二异癸酯

DIDP diisodecyl phthalate 邻苯二甲酸二异癸酯

DINA diisononyl adipate 己二酸二异壬酯

DINA diisononyl phthalate 邻苯二甲酸二异壬酯

DIOP diisooctyl adipate 己二酸二异辛酯

DIOP diisooctyl phthalate 邻苯二甲酸二异辛酯

DITDP diisotridecyl phthalate 邻苯二甲酸二异十三酯

DMP dimethyl phthalate 邻苯二甲酸二甲酯

DNP dinonyl phthalate 邻苯二甲酸二壬酯

DOA dioctyl adipate(di-2-ethylhexyl adipate) 己二酸二辛酯[己二酸二(2-乙基己)酯]

DOIP dioctyl isophthalate(di-2-ethyhexyl isophthalate) 间苯二甲酸二辛酯[间苯二甲酸二(2-乙基己)酯] DOP diocty phthalate(di-2-ethylhexyl sebacate) 邻苯二甲酸二辛酯[邻苯二甲酸二(2- 乙基己)酯]

DOS dioctyl sebacate(di-2-ethylhexyl sebacate) 癸二酸二辛酯[癸二酸二(2-乙基己) 酯]

DOTP dioctyl terephthalate(di-2-ethyl-hexyl terephthalate) 对苯二甲酸二辛酯[对苯二甲酸二(2-乙基己)酯]

DOZ dioctyl azelate(di-2-ethylhexyl azelate) 壬二酸二辛酯[壬二酸二(2-乙基己)酯]

DPCF diphenylcresyl phosphate 磷酸二苯甲苯酯

DPOF diphenyl octylphosphate 磷酸二苯辛酯

ELO epoxidized linseed oil 环氧化亚麻油

ESO epoxidized soya bean oil 氧化豆油

ODP octyldecyl phthalate 邻苯二甲酸辛癸酯

TCEP trichloroethyl phosphate 磷酸三氯乙酯

TCF tricresyl phosphate;tritolyl phosphate(TTP) 磷酸三甲苯酯

TIOTM triisooctyl trimellitate 偏苯三酸三异辛酯

TOF trioctyl phosphate(tri-2-ethylhexyl phosphate) 磷酸三辛酯[磷酸三(2-乙基己) 酯]

TOPM tetraoctyl pyromellitate(te-tra-2-ethylhexyl pyromellitate) 均苯四甲酸四辛酯[均苯四甲酸四(2-乙基己)酯]

TPF triphenyl phosphate 磷酸三苯酯

二热稳定剂(Stabilizer)

聚氯乙烯(PVC)具有优良的耐腐蚀性﹑难燃性和高力学性能﹐但是由于PVC结构中含有双键﹑支化点﹑和引发剂残基等﹐加热到100oC即伴随着脱氯化氢反应降解﹐在加工温度(170oC或者更高)下﹐降解反应加快﹐迅速发生了大分子交联。故在PVC配方中引入稳定剂﹐稳定又叫安定剂﹐广义上讲﹐凡以改善聚合物的热稳定性为目的而添加的物质﹐都可称为热稳定剂。本章所讲的是传统意义上的热稳定剂﹐它是PVC加工必不可少的稳定化助剂﹐能够防止PVC在加工过程中由于热和机械剪切作用所引起的降解﹐同时使制品在加工过程中和贮存使用过程中有良好的持久耐候性。

第一节热稳定剂的分类和性能要求

理想的热稳定剂应该具备如下基本使用条件(稳定剂的选用原则)﹕

(1)热稳定效能高﹐并具有良好之光稳定性。

(2)与PVC兼容性好﹐挥好性好﹐不升化﹐不迁移﹐不喷霜﹐不容易被水﹑油及其它溶剂抽出。

(3)有适当的润滑性﹐在押出过程中没有压析现象发生﹐不结垢。

(4)不与其它助剂反应﹐不被硫与铜等物质污染。

(5)不降低制品的电性能及印刷性等二次加工性能。

(6)无*﹑无异常气味﹑不污染﹐可以制得透明制品。

(7)加工使用方便﹐价格低。

实际上能完全符合上述条件的单品稳定剂是不存在的﹐因之依需要目的组合及选择稳定剂是非常必要

的。用于PVC的热稳定剂品种繁多﹐分类方法不一﹐但一般采用化学组成分类。主要包括铅盐类﹑金属皂类﹑有机锡类﹑有机锑类﹑稀土类等金属化合物及有机辅助稳定剂。

第二节聚氯乙烯的降解与稳定

一﹑PVC的降解现象

从1﹐3﹐5-三氯已烷具有很高的热稳定性来看﹐基本结构与之相似的PVC也应当是十分稳定的。但事实并非如此﹐PVC远不及为种简单的氯化物稳定。PVC加热至100oC时﹐即伴随着脱HCL反应﹐在100—200oC加工时, PVC发生了剧烈降解,除了脱HCL以外,还会发生大分子交联,致使产品变黑,物理性能恶化. PVC的降解伴随着脱HCL而产生的双键﹐使其碳原子上的氯原子即烯丙基氯原子活化而引起HCL分子的脱出。氧气存在在使PVC降解加快。

二﹑PVC的热降解机理和影响PVC热降解的因素

在PVC行业中人们普遍认可的降解理论主要有自由基机理﹑离子机理和单分子机理。其中自由基机理最为流行。影响PVC热降解的因素一般认为共有八个﹐即结构的影响﹑氧的影响﹑HCL的影响﹑金属氯化物的影响﹑溶剂的影响﹑增塑剂的影响﹑临界尺寸的影响用一些不可预见的因素。

三﹑热降解的抑制

要想有效地防止PVC的降解﹐必须控制在某一期间作用在聚合物体系上的降解力的降解历程。稳定剂的目的就是通过降解力和降解历程的控制﹐实现对PVC颜色﹑流变性能﹑机械性能﹑电性能﹑耐化学性能﹑热性能﹑光学性能等综合控制。在实际生产中﹐PVC稳定性的实现主要依据两个途径﹐一是生产过程中严格控制﹐使所得产品本身具有尽可能高的稳定性﹐这种方法一般称作预防性稳定技朮。另一种方法是树脂生产完毕﹐在加工之前或者加工的过程中配合一种或者多种物质﹐对已经开始的降解进行抑制﹐这种方法一般称为终止降解性的稳定技朮﹐这种方法的思路也正是热稳定剂的作用所在。

四﹑热稳定剂的作用机理

1.铅盐

此稳定剂大多是含盐基(PbO)的铅盐。由于PbO具有极强的中和HCL的能力﹐因此主要作用是中和PVC降解生成的HCL.3 PbO. PbSO4.H2O+6HCL→3PbCL2+ PbSO4+.H2O

PbO+2HCL→PbCL2+.H2O

2.金属皂

(1)与HCL的反应与HCL的反应是热稳定剂的基本反应,羟酸金属皂中的金属一般为二价,所以有两步反应:

Me(COOR)2+HCL→Me(CL)(COOR)+HCOOR

Me(CL)(COOR)+ HCL→MeCL2+ HCOOR

由于锌有高共价的倾向﹐并含有未共享的电子对﹐另外在聚合物中烯丙基比链上其它地方的仲氯具有更高的反应活性﹐使得烯丙基与不稳定的锌中间物结合在一起。对于镉皂来说﹐也是按类似反应进行的﹐故锌皂和镉皂有较好的初期稳定性﹐初着色比较好。对于钡和钙﹐几乎不能与聚合物链上的氯原子形成共价键﹐而是由于配位数的变化产生不稳定的二聚体。它可通过其它途径﹐使钙的原来配位数得到再生。故钡皂和钙皂具有优良的长期稳定性。

(2)金属皂的色彩稳定机理锌皂与镉皂的复合物能与PVC本色补色,而钙皂与钡皂则起不到这种作用.因为颜色的关系,Ca/Zn复合稳定剂中﹐锌皂与钙皂如配合不适当﹐如引起PVC变色。

3.有机锡

(1)与氯化氢反应不论是羟酸有机锡还是硫醇有机锡都可以和PVC降解产生的HCL反应。

(2)与不稳定的氯原子反应烷基锡能与不稳定氯原子发生反应﹐这样就限制了脱HCL作用的引发区,

防止大共轭结构的形成. 硫醇有机锡也能置换PVC中不稳定的氯原子.

(3)共轭双键的加成马来酸锡容易与PVC分子中的共轭双键发生“双烯加成”反应﹐结果使共轭双键被双键固定而抑制了共轭链的增长。硫醇有机锡与HCL反应生成的硫醇﹐也能与共轭双键进行加成反应。

(4)有机锡具有捕获自由基的能力﹐当它与大分子自由基反应之后﹐使自由基终止﹐而其本身也成为较稳定的自由基。

(5)分解氢过氧化物含硫有机锡具有抗氧化作用﹐能分解氢过氧化物﹐防止氢过氧化物热解产生新的自由基﹐降低体系中自由基的浓度而起稳定作用。

4.稀土稳定剂

稀土稳定剂具有形成配位络合物的能力﹐在PVC加工中放出HCL时,可大量吸收HCL,能使PVC大分子中的CL-,特别是不稳定的烯丙基氯﹑叔氯原子趋于稳定﹐从而起到对PVC的稳定作用。

5.环氧化合物

环氧化合物可直接与在PVC加工中放出HCL反应﹐并能吸收不稳定的烯丙基氯﹐而且能与双键发生加成反应。

6.多元醇

在锌﹑钙﹑镉等皂中并用多元醇﹐可明显降低脱HCL速度。这是由于多元醇的羟基能够与CdCl2﹑ZnCl2等形成络合物﹐降低了CdCl2﹑ZnCl2的脱HCL的催化作用所致。

7.β-二酮

在ZnCl2存在在﹐β-二酮化合物可以通过碳烷基化置换PVC中烯丙基氯,使共轭多烯烃中断变短.

五﹑热稳定剂的协同机理

1.金属皂的协同作用

根据金属皂在阻止PVC降解中的活性机理,可将金属皂分为两类:一类仅能吸收HCL,防止其对脱HCL反应的催化作用,最具有代表的例子是钡皂和钙皂. 这类金属热稳定性一般,初期稳定性不好,但长期受热,PVC 稳定变化不大.其稳定化过程中生成的金属氯化物对脱HCL基本无催化作用.另一类不仅能吸收HCL,还能够与烯丙基氯反应从而使PVC稳定,最具有代表的例子是锌皂和镉皂.这类金属皂初期着色性很好,但长期受热,制品急剧变色.尤其是锌皂,极容易出现急剧化,产生所谓的“锌烧”现象。这是因为锌皂和镉皂在稳定化过程中生成的氯化物CdCl2﹑ZnCl2是极强的lewis酸﹐系脱HCL反应的催化剂。基于上述特点﹐单独使用任何一类金属皂﹐都很难达到满意的效果。若将活性高的镉﹑锌皂与活性差的钡﹑钙并用﹐则可以使初期着色性和长期稳定性都得以改善。例如﹐钡撕毁与镉皂并用时﹐镉皂首先与PVC分子中的烯丙基氯发生酯化反应﹐生成的CdCl2与钡皂发生复分解反应﹐使镉得以再生﹐并使CdCl2无害化。钙﹑锌皂之间﹐钡﹑锌皂之间都基于相同原理。

2.亚磷酸酯与金属皂的协同作用

亚磷酸酯与金属皂并用时﹐可以与金属氯化物反应而抑制其对脱HCL的催化作用﹐从而提高体系的热稳定效能。

3.多无醇与金属皂的协同效应

.多无醇与金属皂并同可以明显延长脱HCL的透导期,并能抑制树脂变色。一般认为﹐多元醇是通过与金属氯化物的络合﹐抑制其对脱HCL的催化作用而发挥协同效应的。

4. β-二酮化合物与金属皂的协同效应

β-二酮化合物能够通过碳烷基作用与PVC发生反应﹐从而使其稳定﹐但反应速度缓慢。若与钙/锌等体系并用﹐则可以大大提高稳定化反应的速度。金属锌皂的离子化势能较高﹐与烯丙基氯反应﹐使PVC酯化而稳定。而作为其副产物的ZnCl2是脱HCL的催化剂﹐它的存在是有害的。但是ZnCl2同样是碳烷基化的催化剂﹐β-二酮化合物加入﹐正好利用ZnCl2的这种催化作用﹐使得烯丙基氯的碳烷基化反应得以迅速进行。β-二酮化合物与钡/锌的协同作用与此类似。

5.稀土稳定剂与锌皂的协同效应

稀土稳定剂本身具有置换烯丙基氯的效果﹐但单独使用时PVC制品呈现黄色着色。配合使用锌皂后﹐锌皂稳定化过程产生的ZnCl2与稀土离子的交换反应﹐生成危害较小的ReCl3。另外稀土优先与HCL反应生成稀土氯化的羟酸﹐降低了ZnCl2对脱HCL的催化作用。两组分配合使用﹐得到了较好的初期着色﹐也使长期稳定性大大提高。

第三节热稳定剂的性能

热稳定剂最基本的性能是耐热性﹑耐候性和加工性。另外﹐从PVC制品使用的观点来看﹐还必须考虑热稳定剂的透明性﹑兼容性﹑机械性能﹑电绝缘性﹑耐硫化性﹑*性等。随着热稳定剂行业的发展﹐复合型稳定剂使用增多﹐同时热稳定剂总是与其它许多助剂﹐如增塑剂﹐加工改性剂等相伴存在﹐在这种情况下就要考虑其它助剂对热稳定剂性能影响等问题。因此掌握各类热稳定剂的基本性能﹐合理选择和使用最适宜的热稳定剂﹐最大限度地发挥其有用的性能﹐避免消极影响﹐对于PVC设计是非常重要的.

一﹑耐热性

热稳定剂的主要作用就是改善其耐热性﹐这也是PVC加工使用热稳定剂的根本原因。

1. 耐热性的概念

(1)能改善PVC制品初期着色的性能﹐称为热稳定剂的初期耐热性。能够使PVC制品长时间在高温下保持原来的颜色﹐称为热稳定剂的长期耐热性。长期耐热性和初期耐热性之间没有必然的联系﹐有的热稳定剂初期耐热性一般﹐而长期耐热性较好﹐那么这类热稳定剂属于持效性。有的热稳定剂长期耐热性一般﹐而初期耐热性优异﹐那么这类热稳定剂属于短效性。

(2)静态耐热性和动态耐热性静态耐热性是指样品在静态条件下受热处理期间的耐热性﹐所反应的是单纯化学反应的耐热性。PVC的浇注熔融成型和模塑制品的加工过程中就有类似的反应。动态耐热性是指样品受到机械剪切力﹑压力﹑和热的作用下的耐热性﹐所反应的不仅仅有化学反应的耐热性﹐而且包括加工的动态耐热性。

2.各类热稳定剂的热稳定性

从动态耐热性的角度来讲﹐金属皂性能良好﹐但其中也有差的﹐所以经常需要配合使用。铅盐类动态和动态耐热性差别不大﹐必须与润滑剂并用。从静态耐热性和动态耐热性的角度考虑﹐各类稳定剂都有其各自的特点。金属皂的稳定性随金属的种类不同而异﹐碱金属和碱土金属皂等属于长期型﹐初期稳定性不好。如铝﹑钙﹑镁﹑钡等。而锌和镉属于初期性﹐长期稳定性不好。铅皂介于二者之间。金属皂的有机酸根对初期型和长期型无影响。

铅盐有初期着色现象﹐属于长期型。其酸根对耐热性产生较大影响﹐在常用的铅盐产品中﹐亚硫酸盐性能最好﹐硫酸盐次之﹐亚磷酸盐最次。盐基性亚硫酸铅在铅盐中耐热性最好。在有机锡化合物中﹐月桂酸酯类初期耐热性较差﹐长期耐热性良好﹔马来酸酯类初期着色性和长期耐热性都很好。硫醇酯没有初期着色性﹐而长期耐热性良好。锑类稳定剂初期着色性和长期耐热性均佳﹐性能和有机锡相似﹐但仍然无法与有机锡相比。与硬脂酸钙﹑环氧化合物﹑亚磷酸酯有很好的协同效应。稀土类稳定剂初期耐热性和长期耐热性均可以﹐各种单一稀土类稳定剂之间性能差别不大﹐而混合稀土类性能不如单一品种。环氧化合物﹑多元醇﹑亚磷酸酯是常用的长期型稳定剂。而β-二酮化合物属于短效型﹐对改善长期稳定性也且定的效果﹐多做辅助稳定剂。

3. 热稳定剂之间的协同作用

热稳定性是热稳定剂的最基本性能。一种好的热稳定剂﹐不但要有优良静态耐热性﹐还要有优良的动态耐热性﹔不但要有优良的初期稳定性﹐还要有优良的长期稳定性﹔不但要经得起加工时高温的考验﹐还要经得起塑料长时间使用的考验。所以需要将不同物性的热稳定剂进行复配﹐利用组分间的协同效应﹐满足

不同的要求。

(1)金属皂之间的协同作用碱金属和碱土金属皂等属于长期型﹐锌和镉属于初期性﹐这些化合物并用不仅能得到良好的耐热性﹐而且能得到良好的耐候性和加工性。

(2)金属皂和β-二酮化合物的协同作用β-二酮化合物的存在﹐能够极大限度的改善初期着色﹐对于某些结构的β-二酮化合物﹐在降解初期的30分钟内几乎检不出氯离子。

二﹑加工性

热稳定剂对配制好的PVC物料加工性的影响﹐取决于热稳定剂的添加量和热稳定剂体系的具体的化学性质。

(1)金属皂在金属皂中﹐铅﹑镉﹑锌皂润滑性好﹐抗混炼扭矩值低﹐凝胶化缓慢﹔镁﹑钙﹑锶﹑钡皂凝胶化性能好﹐抗混炼扭矩值高。锌皂延迟凝胶化。对于相同的金属皂类﹐有机酸根不同﹐加工性也不同。脂肪族羟酸皂模拟芳香族皂类润滑性要好。在脂肪酸根中﹐随着分子链的增长﹐润滑性也相应就也。

(2)铅盐类铅盐类相对密度大且易凝集﹐在混料时难于分散均匀﹐加工性较差﹐需要金属皂和润滑并用。

(3)有机锑有机锑稳定剂润滑性较差﹐通常需要配用大量的润滑剂。

三﹑透明性

1.各类稳定剂的透明性

一般来说﹐有机锡稳定剂透明性最好﹐主要用于透明制品中。其中马来酸锡和硫醇锡是透明性最好的热稳定剂。稀土稳定剂折射率与PVC树脂非常相近﹐因此也具有较好的透明性。在软质透明制品中多使用钡/镉/锌液体复合稳定剂为主﹐要求耐硫污染时多用钡锌稳定剂﹐要求无*时多用钙/锌金属皂。铅盐类不透明﹐不能用于透明制品中。稳定剂本身的透明性固然重要﹐但稳定剂的兼容性﹑挥发性﹑加工性以及加工操作同样会影响PVC制品的透明性。例如如果在押出的过程中温度过低﹐就会在制品表面出现雾状现象。

2.不透明现象及消除

(1)白化现象透明PVC制品经弯曲﹑拉伸或水浸﹑户外曝晒会使表面呈现白色浑浊状﹐这种现象称为白化。白化现象可能是由于外力作用使得PVC的密度及分子结构发生了变化﹐或是由于水的作用﹑出汗﹑喷霜而产生的表面现象﹐或者由于光降解而引起的着色以及灰尘的吸咐等多种复杂因素促进的。

1. 应力白化应力白化是PVC制品在受机械外力作用下的白化现象﹐这是由于PVC分子链沿着张力应力方向取向﹐密度变化﹐同时分子间出现空隙﹐形成光散射而呈现出白色。使用铅盐作稳定剂应力白化特别严重。使用有机锡稳定剂可以减少白化。这是因为添加高表面能的稳定剂﹐弥补由分子链取向而产生的空隙﹐可以有效的减少白化现象

2. 水浸白化将透明PVC制品在水中浸渍一段时间﹐会出现白浊不透明现象﹔而且这种现象是可逆的﹐当彻底干透之后这种浑浊的制品会重新恢复到原来的透明度。这种现象是由于存在容易起水合反应的稳定剂或者稳定剂分解物易起水合作用而造成的。而也有人认为这种现象是由于水的浸渍﹐使稳定剂﹑增塑剂等从PVC中析出造成的﹐水浸白化现象与稳定剂的兼容性及水抽提性有关﹐因此兼容性好﹑水溶性差的的稳定剂对于防止水浸白化应该是有利的。实际使用中发现﹐几乎所有的碱土金属皂的配方﹐特别是钡和钙﹐比较容易出现水浸白化现象﹐含有镉皂和锌皂的配方只会偶尔出现这种现象。有机锡就不会出现水浸白化现象。

3. 曝晒白化将PVC制品放置在空气中﹐由于大气中的水分﹑二氧化碳﹑二氧化硫和光的作用﹐也会出现白化现象。这与稳定剂的兼容性有关。兼容性好的稳定剂几乎不会出现这种现象﹐而兼容性差的稳定剂如铅盐则极易出现曝晒白化现象。

(2)鱼眼﹑气泡把透明或半透明的PVC薄片对着光线观察时﹐就会发现在薄片中夹杂着透明或半透明的类似鱼眼的小圆颗粒﹐这就是“鱼眼”。有时在透明薄片中也存在气泡。鱼眼和气泡都会影响制品的透明性。一般鱼眼产生的原因大都在树脂本身﹐但如果稳定剂混料不均匀﹐也会产生鱼眼。气泡产生则是由于助剂的挥发分或者是加工性不平衡造成的。可见分散性好﹑挥发性小的稳定剂对于减少鱼眼和气泡是有利的。

四﹑耐候性

在室外长期外用的PVC制品不仅会受日光的作用而引起老化﹐而且会受到风雪雨露﹑昼夜更替﹑季节变化﹑大气污染的影响。通常将这些自然因素综合起来所造成的老化现象称为天候老化。将抵抗天候老化的性质称为耐候性。

1.各类稳定剂的耐候性

铅盐类稳定剂耐候性一般﹐其中亚磷酸盐耐候性最好﹐亚硫酸盐次之﹐硫酸盐最差。金属皂中﹐镉皂耐候性优良﹐锌皂﹑铅皂﹑钡皂次之﹐钙皂耐候性较差。在复合金属皂中﹐钡皂/镉皂﹑钡皂/镉皂/锌皂耐候性优良﹐钙皂/锌皂较差。有机锡稳定剂中﹐马来酸盐耐候性最好﹐月桂酸盐次之﹐硫酸盐较差。有机锑稳定剂耐候性极差﹐本身要求贮存于不透明的容器内。稀土稳定剂具有抗光老化作用﹐其耐候性能优于铅系稳定剂﹐与有机锡性能相当。

不同类型的稳定剂相互作用﹐由于协同作用﹐可大大改善耐候性。紫外线屏蔽剂和紫外线吸收剂能防止由于紫外线所引起降解﹐与其它热稳定剂体系并用能大大提高配合物的耐候性。在软质PVC透明制品中,钡/镉/环氧化合物/亚磷酸酯组合有最优良的耐候性。在此组合中亚磷酸酯对钡/镉体系的耐候性有特别显著的改善﹐而环氧化合物则主要改善其热稳定性。在软质不透明的制品中﹐亚磷酸或亚硫酸的盐基性铅盐具有良好的耐候性﹐如果在三盐基硫酸铅中添加亚磷酸酯或者镉皂﹐可使其耐候性提高到二盐基亚磷酯铅相同的程度。如果使用钡/镉/环氧化合物/亚磷酸酯稳定体系﹐并辅以紫外线屏蔽剂钛白粉时﹐其耐候性要比二盐基亚磷酯铅还好。在不透明制品中﹐盐基性铅盐具有良好的耐候性。由于铅稳定剂和钛白粉并用时在光的作用下容易变黑﹐所以最好不要采用此组合。铅稳定剂老化时还会出现白化现象﹐与锐钛性钛白粉并用时更为明显。

2.耐候性的测试方法

耐候性的测试方法有自然户外大氯试验﹐加速户外大气老化试验﹑实验室加速老化试验。

五﹑相从性

1.不兼容现象

稳定剂在PVC配合物中容易分散,做成制品后经长期使用也不析出,说明稳定剂具有良好的兼容性,这是人们所希望的.但是并不是所有稳定剂都能够与配合物完全兼容,在这种情况下,稳定剂会从制品内部向表面移动,最后从制品析出.如果析出物是粉状的固体物质时,习惯上叫做喷霜;如果析出的是液体物质,就是所谓的渗出(也叫出汗).喷霜和渗出都属于不兼容的现象,它的出现都会影响制品的表面性质的电性能.

PVC的兼容性程度取决于许多不同的﹑独立的因素﹐这些因素包括稳定剂配方中每种成分各自的兼容性﹐这些成分中每种成分在整个PVC配方中的含量﹐以及构成整个PVC配方组成物的性质﹐另外还包括不同组分之间在加工过程中发生的化学反应。喷霜和渗出常常一种潜伏现象﹐有些时候在配料的加工过程中就可看到﹐而有的要过好久才能看到。

2.各类稳定剂的兼容性

一般来讲﹐铅盐稳定剂兼容性差﹐但三盐基硫酸铅对喷霜无增加或者减轻的倾向。

在金属皂中﹐从属的种类和有机酸的种类都对喷霜有影响。象钡﹑钙等电负性小(化合价低)的金属喷

霜就少﹐而铅皂和铝皂则较易产生喷霜﹐但金属皂的喷霜小于相应的酸。从有机酸来看﹐芳香酸比脂肪酸喷霜少﹐脂肪酸中碳链越长﹐喷霜也越厉害。硬脂酸皂极易喷霜﹐月桂酸次之﹐辛酸皂再次﹐丁基苯甲酸皂较少产生喷霜。有机锡稳定剂有极好的兼容性﹐因此一般不会出现象许多铅盐稳定剂﹑钡/镉﹑钡/锌﹑钙/锌稳定体系所常见的喷霜和渗出现象。尤其以硫醇系有机锡性能最好﹐月桂酸有机锡次之﹐马来酸有机锡也容易产生喷霜。亚磷酸酯﹑磷酸酯有增加喷霜的倾向﹐环氧化合物﹑碳酸钙对兼容性没有影响。

产生渗出的制品表面﹐除了感觉油滑或发黏之外﹐常常有一种难闻的气味。渗出物还会使制品的机械强度﹑伸长率﹑耐化学性﹑电绝缘性﹑光学性能﹑耐候性大大受损。为了防止喷霜﹐在使用容易喷霜的热稳定剂时﹐配用少量的喷霜抑制剂是有效的。

六﹑压析性

1.压析及压析性

在塑料加工过程中﹐配合剂组分如颜料﹑润滑剂﹑稳定剂或增塑剂﹐从配合物析出而黏附在压辊﹑塑模等金属表面上﹐逐渐形成有害膜层的现象称“压析”。有时也称为“积垢”或“表面附层”。配和剂组分加工时产生压析的性质称为压析性。

压析现象常常发生在压延后的冷辊和后压花辊上,但有时也出现在混炼机或者压延机上.在押出加工时压析也出现在螺杆﹑机筒壁﹑口模内壁以及押出机以后的牵引装置上﹐积垢会给成型操作带来许多麻烦﹐积垢严重时会造成配合后从螺杆上剥离困难﹐同时使制品表面污染。一般认为原材料的不兼容性是造成压析现象的部分原因﹐但这绝不是唯一的原因。不过在任一类型的成型加工中﹐各种原材料的变化﹐如树脂﹑增塑剂﹑填料﹑润滑剂和稳定剂以及加工条件的变化都会影响到压析的严重程度。通过改变上述条件﹐很可能使以前没有压析的配方或工艺出现压析﹐同样改变上述条件﹐也可能使原来严重的压析现象减轻以致完全消除。

2.各类稳定剂的压析性

各类稳定剂的压析性差别很大﹐一般来说﹐金属皂对压析影响很大﹐而无机铅盐和有机锡稳定剂不会

产生压析。稀土稳定剂用量较大时也会出现压析现象﹐物料的离辊性不理想﹐个别配方产生轻微的黏附。在金属皂类中﹐锶﹑镁﹑钙﹑钡﹑镉皂较易产生压析﹐而锌﹑锡相对不易产生压析。另外有机酸根对金属皂的压析性有一定的影响。就同一金属皂来讲芳香酸皂的压析小﹐而脂肪酸皂的压析性大﹐同时随着脂肪酸根碳链的增长﹐相应的压析现象也就更为严重。压析性与稳定剂的用量有关。在一定范围内﹐随着稳定剂用量的增加﹐压析也相应增加﹐但当稳定剂用量超过某一定值时﹐压析却不再继续增加。一般来讲﹐在实际加工中﹐加工温度越高﹐加工时间越长﹐则压析现象越严重。

3.压析的防止

尽管影响压析的因素非常复杂﹐但是在长期的加工实践中﹐人们也总结一些基本规律的一套防止压析

的具体措施﹐以最大限度的减轻压析。

(1)压析通常只出现在同时含有一种碱土金属盐和一种重金属盐的PVC配方中﹐碱土金属可能来自于填料﹑稳定剂或者润滑剂(硬脂酸钙)﹐而重金属可能来自颜料(钛﹑锰﹑铅)﹑稳定剂(镉﹑锌﹑铅)或者来自其它方面。

(2)积垢的形成速度取决于PVC制品的生产速度﹑配方中的金属的百分比以及所加入金属的化学形态。

(3)调节碱土金属稳定剂的浓度是控制压析产生的有效方法。在符合稳定作用需要的前提下﹐应把用量降低到最低限度。用碱金属盐部分或者全部取代碱土金属有利于减轻压析。

(4)稳定剂的并用可以减轻压析。硬脂酸钡﹑硬脂酸钙等压析性大﹐如果与硬脂酸锌﹑硬脂酸镉等并用则可有效在减少压析。除硬脂酸锌﹑硬脂酸镉外﹐也可用硬脂酸铅﹑硬脂酸铝等。

(5)加入某些压析防止剂可以防止压析现象。加入阳离子或阴离子表面活性剂﹐常常有助于降低或消

除压析﹔加入硬脂酸或硬脂酸锌为基础的稳定剂﹐尤其是配制成液体的锌稳定剂则可有效的减少压析﹔加入氧化铝﹑硅胶﹑亚磷酸三苯酯等都有抑制压析的作用。

(6)有机锡稳定剂﹐不管用在那一种配方中﹐也不管那一种加工方法﹐都不会引起压析。

(7)辊或螺杆的表面状态与压析有微妙的关系﹐因此应使辊面保持光洁﹐注意防止各种异物﹑腐蚀性物质等损伤辊或螺杆表面。在更换配方时要把加工设备清洗干净。

(8)压析程度与空气中的水分有关﹐水分多时易造成压析现象。

七﹑电性能

1.电绝缘性和抗静电性

在进行电线电缆等绝缘材料的配方设计时﹐要求物料不能含有离子型材料。物料中稳定剂不单要求能够防止PVC降解造成的颜色变黑﹐而且要确保稳定化过程中为非离子型产物。不具备这种作用的稳定剂﹐不能使用于有电性能要求的制品。稳定化过程中生成非离子型化合物﹐因而不导电的性能﹐通常称为稳定剂的电绝缘性。与上述情况相反﹐在制造地板﹑地毯等制品时﹐为了防止制品事静电﹐往往要求使用的稳定剂在稳定化过程中生成可导电的金属氯化物﹐以防止静电积累﹐这种情况称为稳定剂具有抗静电性。

2.电性能的评价

用作电气绝缘材料的一些配方﹐必须考虑到材料的电性能﹐包括体积电阻率﹑介电强度﹑介电常数和

功率因子等。

3.各类稳定剂的电性能

一般的无机盐﹑金属皂类电绝缘性好﹐适用于电线外被和绝缘配方。有机锡﹐液体钡/镉复合稳定剂的电绝缘性低﹐可以用在防止静电的配方中。

八﹑*性

(1)铅盐铅盐的*性很强﹐属于剧*稳定剂。长期接触者应该注意以下几点﹕1.使用有效的防尘口罩。

2.用3%的硫代硫酸钠或者0.5%的食盐水与薄荷醇的稀溶液漱口。

3.进行彻底的沐浴。

4.服用维生素害药物。

(2)镉皂镉皂一种*性很强的环境污染物质﹐每人每日摄镉超过300μg就会有骨痛病的危险。

(3)钡皂钡的*性很强﹐不能使用于无*配方中。

第四节热稳定剂各论

一﹑有机锡稳定剂

1. 有机锡稳定剂的结构与分类

有机锡稳定剂一般可用以下结构表示﹕XnSnY(4-n) (n=1---3)

其中﹐X基团可以是烷基﹐如甲基﹑丁基﹑辛基﹐也可以是酯基。根据X基团的不同﹐有机锡稳定剂可分为烷基锡和酯基锡﹐烷基锡又可根据烷基的不同分为甲基锡﹑丁基锡﹑辛基锡等。Y可以是脂肪酸根﹐如马来酸根﹑月桂酸根﹑也可以是硫醇根。根据Y基团的不同﹐有机锡稳定剂可分为有机锡马来酸盐﹑有机锡月桂酸盐﹑有机锡硫醇盐等。

2. 有机锡稳定剂的性能及应用

有机锡稳定剂最大的优点是具有优良的透明性﹐使用有机锡稳定剂的PVC配方﹐可得到结晶般的制品。有机锡稳定剂具有超凡的热稳定性﹐目前没有任何其它类型的热稳定剂能超过它。在押出过程中﹐加工温度可达到200---230oC.大多数有机锡稳定剂是无*的﹐加之有机锡稳定剂在PVC中迁移极微﹐因此有机锡稳定剂是PVC加工首选热稳定剂。

常用塑料助剂

1、润滑剂: 产品名称规格包装产品名称规格包装聚乙烯蜡(CH-2A、CH-4A、CH-6A) 油墨、涂料专用助剂20KG 编织袋聚乙烯蜡(CH-100)20KG 编织袋 微粉聚乙烯蜡(WF-101、WF-102)15KG 编织袋聚丙烯蜡(WPP蜡)20KG 编织袋聚丙烯蜡(CH-200)20KG 编织袋微粉聚丙烯蜡(微粉WPP)15KG 编织袋 氧化聚乙烯 氧化聚乙烯(OPE)20KG 编织袋 20KG 编织袋 (乳化型高酸值)(OPE) 硬脂酸丁酯(DL-100)165KG 铁桶硬脂酸辛酯(DL-110)170KG 铁桶乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)25KG 编织袋油酸酰胺20KG 编织袋芥酸酰胺20KG 编织袋硬脂酸酰胺20KG 编织袋一氧化铅(黄丹)PVC内润滑剂(G-16) PVC外润滑剂(G-74)

2、改性剂: 产品名称规格包装产品名称规格包装 (HY-316) 新型PVC 复合型加工助剂25KG 编织袋 PVC加工改性剂 (DS-106、DV-6树脂、M-80) 25KG 编织袋 PVC加工改性剂 (ACR-201、ACR-401、ACR901) 25KG 编织袋PVC改性剂(V-276)200KG 铁桶PVC抗冲剂增强剂(CPE-135A)25KG 编织袋增光型剥离剂(V-2)200KG 铁桶塑料光亮剂(GL-101、GL-102)25KG 塑料桶 3、稳定剂: 产品名称规格包装产品名称规格包装PVC 稳定剂(三盐基硫酸铅)25KG 编织袋PVC 稳定剂(二盐基亚磷酸铅)25KG 编织袋PVC 稳定剂(二盐基硬脂酸铅)25KG 编织袋PVC 稳定剂(二盐基邻苯二甲酸铅)20KG 编织袋硬脂酸锌20KG 编织袋硬脂酸铅20KG 编织袋 硬脂酸钙20KG 编织袋硬脂酸钡20KG 编织袋硬脂酸钠(胶状)10KG 纸盒钾锌催发泡液体稳定剂(HY-101)200KG 铁桶镉锌催发泡液体稳定剂(HY-201)200KG 铁桶钙锌液体稳定剂(HY-501)200KG 铁桶钙锌液体稳定剂(白润滑)HY-511 200KG 铁桶钡锌液体复合稳定剂(HY-801)200KG 铁桶

常用塑料基础知识

一、常用塑料基础知识 一.塑胶的定义 塑胶在日常生活中的应用越来越广泛,已经逐渐取代了部份的金属、纸、木质品。 所谓塑胶,是由分子量非常大的有机化合物组成或由以其为基本成分的各种材料,以热压力等使之具有流动性而成形为最终的固体状态者,称之为塑胶。 二.塑胶的通性 1.比重轻(比重为0.9~2)。 2.坚固耐用。 3.是良好的绝缘体。 4.耐蚀性强,且不生锈。 5.成形容易、生产率高。 6.原料丰富、价格低。 7.色彩鲜明,着色容易。 8.主要原料为煤、石油等化工产品。 三.塑胶的分类 1.热塑性塑胶(thermo Plasties) 是指可以多次重复加热变软、冷却结硬成形的塑料,其耐热性较差它又可分为结晶形与非结晶形,结晶是指分子规则地排列集成。 2.热固性塑胶(thermosething Plasties) 在加热时起初会被软化而具有一定的可塑性,但随着加热的进行,塑胶中的分子不断化合,最后固化成型,也不熔于熔剂的物质。 按用途又可分为通用塑料,工程塑料,热塑性弹体。 通用塑料: 指具备了下列某些性质的聚合物:高强度、刚韧、耐磨、抗化学药品及耐高温,一般指:PA、POM、PC、PPO。 工程塑料: 泛指一些具有能制造机械零件或工程结构材料等工业品质的塑料。其机械性能、电气性能,对化学环境的耐受性,对高温、低温耐受性等方面都具有较优异的特点,能在工程技术上替代某些金属如铜、铝、锌、部份合金钢或其他材料使用,常见的有ABS、PA、PC、POM、PMMA、PU、PSU、PPO、PTFE等,其中前四种发展最快,为国际上公认的四大工程塑料。 热塑性弹体即指橡胶。 为满足某些特别的塑料,加强现有的性能,降低成本等需要,近年来产生的一些掺混工程聚合物,PC/ABS、PC/PBT、PPO/PS。 四.常用塑胶的性质及用途(见附表)

常用塑料助剂简介

常用塑料助剂简介 一、稳定助剂 1.热稳定剂 热稳定剂 聚氯乙烯由于能和许多其它材料如增塑剂、填料及其它聚合物相容,因而被认为是最通用的聚合物之一。其主要缺点就是热稳定性差。 添加剂的使用可改变聚氯乙烯(PVC)的物理外观和工作特性,但不能防止聚合物的分解。虽然在物理的(如热、辐射)和化学的(氧,臭氧)因素作用下总是会使聚合物材料逐渐地破坏,但叫做稳定剂的一类物质可有效地阻止、减少甚至基本停止材料的降解。 关于PVC的破坏过程,人们提出了各种机理:热氧化分解;无氧情况下增长大自由基的交联;立构规性对降解的影响;光降解;氧化脱氯化氢;辐射降解;加工过程引入的临界应力导致的分子链断裂;以及PVC分子中支化点对降解的影响等。 从化学上来说这些机理是非常相似的,并且可以直接与PVC的物理状态相联系。PVC 降解的最重要的原因是脱氧化氢,表示如下: 随着脱氯化氢过程的继续,出现共轭双键,聚合物吸收光的波长发生变化,当在一个共轭体系中出现6或7个多烯结构时,PVC分子吸收紫外光,从而呈现黄色。这里最多能产生0.1%的氯化氢。随着降解过程的继续,双键增加,吸收光波长变化,PVC的颜色也逐渐变深,深黄色,摇拍色,红棕色,直至完全变黑。当聚合物进一步受损时,继而发生氧化,链断裂,最后交联。 为了最大限度地弥补PVC均聚物和共聚物的严重缺陷,需要用稳定剂消除引起开始脱氯化氢的不稳定部位;或作为氯化氢的清除剂;或当自由基产生时便与之反应;或作为抗氧剂;或改变多烯结构以阻止颜色变化、分子链断裂和交联。稳定剂必须与PVC体系相容,不会损害材料体系整体的美感,并且还应具有调节润滑的性能。 对某一具体的树脂、复合组份、最终用途选定好稳定剂,可得到优良的PVC掺混物。PVC 树脂的敏感性以及各种添加剂的稳定作用或有害效应可能是多种多样的,这需要逐一加以注意。 因此,必须注意到像树脂的锌敏感性,金属皂润滑剂的稳定性能,环氧及磷类增塑剂的工作特性,以及各种颜料及其它组份的影响等现象。加工技术和产品用途决定了对最终稳定性的要求,因此也决定了具体配方的稳定剂类型和用量。必须对加工设备的类型、剪切速率以及PVC掺混物可能经受的热过程给予重视,在必须知道管理机关要求的同时,还必须考虑到制成品的物理外观和耐久性。 稳定剂种类 PVC稳定剂通常是无机物或有机金属化合物,这一术语本身就表明含有阳离子,或有机化合物,通常按化学类别进行分类。通常,无机物和金属有机化合物是基本的(或主要的)稳定剂,而有机物则是次要的或辅助的稳定剂。 稳定剂主要根据锡、铅以及血A族金属的混合物如钡、铜、锌进行分类。 锡稳定剂:含有1个或2个碳一锡键,其余价键为氧或硫-锡阴离子键饱和的四价锡化合物,是PVC的最有效稳定剂。这些化合物是有机锡氧化物或有机锡氯化物与适当的酸或酯反应的产物。 稳定剂协同的混合物很普遍,通常包括各种流基有机锡化合物和波基盐(化合物)以及辅助的添加剂,如锌皂,亚磷酸盐,环氧化物,甘油酯,紫外线吸收剂,抗氧剂等。显 4

谈谈塑料加工用助剂

谈谈塑料加工用助剂 摘要:塑料加工用助剂是指专用于塑料工业为使聚合物配料能顺利成型加工及获得所需应用性能而添加到塑料基材—树脂中的化学品,又被称为“塑料添加剂”。塑料加工用助剂在塑料成型加工中占有特别重要的地位。针对塑料加工用助剂的功用种类和性能特点,分别介绍了塑料加工主要助剂的结构性能、应用技术、发展前景。 关键词:塑料加工、主要助剂、应用技术、发展前景。 塑料助剂又称塑料添加剂,是聚合物(合成树脂)进行成型加工时为改善其加工性能或为改善树脂本身性能所不足而必须添加的一化合物。例如,为了降低聚氯乙烯树脂的成型温度,使制品柔软而添加的增塑剂;又如为了制备质量轻、抗振、隔热、隔音的泡沫塑料而要添加发泡剂;有些塑料的热分解温度与成型加工温度非常接近,不加入热稳定剂就无法成型。因而,塑料助剂在塑料成型加工中占有十分重要的地位。 1 塑料加工助剂的功用种类和性能特点 众所周知,塑料加工助剂的门类繁多,品种各异,它们或者用于改善树脂的加工性能,使之能够顺利完成制品成型的整个过程,并达到提高产量和降低能耗的目的;或者提高聚合物树脂的稳定性能,防止其在加工和应用中老化降解,延长制品的使用寿命;更为重要的是,相当一部分助剂能够赋予制品新的功能。利用助剂来实现塑料改性是一条经济、简便而且非常有效的途径。 从化学结构来看,塑料加工助剂囊括了从无机到有机、从天然化合物到合成化合物、从单一结构的化合物到由多种化合物复合而成的混合物、从低分子量的单体化合物到高分子量聚合物等基几乎所有的化学物质。塑料加工助剂的分类方式很多,按其使用功能分为增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂、发泡剂等。其中,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。对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发展起着决定性的作用。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。而由主稳定剂、铺助稳定剂与其他助剂配合而成的复合稳定剂品种,在热稳定剂市场具有举足轻重的地位。阻燃剂能够增加材料耐燃性的物质。阻燃剂可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。润滑剂是指为了减少高分子内摩擦和外摩擦,从而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。润滑剂作用分为外部润滑作用和内部润滑作用。抗静电剂是指添加在树脂、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。抗静电剂可以分为内加型和涂敷型两种类型。着色剂是指为了美观或特定要求而使塑料显示人们所要求颜色的物质。着色剂包括无机颜料、有机颜料和某些染料,以及能产生特殊效果的物质。发泡剂是一类能使处于一定黏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,它们可以是固体、液体或气体。目前广泛使用的发泡剂有过十几种,而且都是有机化学发泡剂。 2塑料助剂的发展前景 目前,环保、节能已经成为塑料助剂发展的前提条件。许多新型功能性助剂必须在体现环保节能的基本原则上才能考虑其功能性、高效性、差异性、领域扩展性等要求。所以优先支持的研究方向是助剂无害化及高分子化、多种助剂与高分子间相互作用和组分间协同作用、利用新的化合物和新的研究手段,研究助剂的作用机理、高性能工程塑料助剂的研究等。 3结语 总之,品种众多的塑料助剂为蓬勃发展的塑料工业锦上添花,在塑料制品增韧、增强、增塑、阻燃、抗静电、抗菌、抗氧等方面起了重要作用,守到越来越多的关注。

塑料中使用的添加剂

用于塑料成型加工品的一大类助剂,包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂(见颜料)、填充剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂等。其中着色剂、增白剂和填充剂不是塑料专用化学品,而是泛用的配合材料。 塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的。20世纪60年代以后,由于石油化工的兴起,塑料工业发展甚快,塑料助剂已成为重要的化工行业。根据各国塑料品种构成和塑料用途上的差异,塑料助剂消费量约为塑料产量的8%~10%。目前,增塑剂、阻燃剂和填充剂是用量最大的塑料助剂。 增塑剂一类可以在一定程度上与聚合物混溶的低挥发性有机物,它们能够降低聚合物熔体的粘度以及产物的玻璃化温度和弹性模量。其作用机理是基于增塑剂分子对聚合物分子链间引力的削弱。 增塑剂是最早使用的塑料助剂。19世纪下半叶,就曾采用樟脑和邻苯二甲酸酯作硝酸纤维素的增塑剂。1935年聚氯乙烯工业化后,增塑剂得到广泛应用。目前,约80%用于聚氯乙烯和氯乙烯共聚物,其余用于纤维素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、天然和合成橡胶。软质聚氯乙烯平均外加45%~50%(质量,下同)增塑剂。由于不需或仅少量添加增塑剂的硬质聚氯乙烯的迅速发展,增塑剂在许多工业发达国家的增长率已低于聚氯乙烯。中国聚氯乙烯软质制品仍占很大比例,故增塑剂仍将有较快的发展。 邻苯二甲酸酯类是增塑剂的主体,其产量约占增塑剂总产量的80%左右,其中邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)是最重要的品种。生产规模较小的增塑剂有:己二酸和癸二酸的酯类(具有良好耐寒性),磷酸酯类(具有阻燃作用),环氧油和环氧酯类(与热稳定剂有协同作用),偏苯三酸酯和季戊四醇酯(耐热性较好),氯化石蜡(辅助增塑剂和阻燃增塑剂),烷基磺酸苯酯(辅助增塑剂)。 热稳定剂主要功能是防止加工时的热降解,也有防止制品在长期使用过程中老化的作用。用量较大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的热稳定剂。热稳定剂在软质制品中的用量为2%左右,而在硬质制品中为3%~5%。 热稳定剂的主要类别有盐基性铅盐、脂肪酸皂、有机锡、有机辅助稳定剂和复合稳定剂。①盐基性铅盐(即碱式铅盐)如三盐基碳酸铅和二盐基亚磷酸铅,使用最早,目前仍大量采用。其耐热性、电绝缘性、耐候性均较好,价格低,但有毒,不透明,分散性差。②脂肪酸皂,主要是硬脂酸和月桂酸的镉、钡、钙、锌、镁盐。通常将镉皂和钡皂,钙皂和锌皂并用,以产生协同效应。镉皂毒性大,钡皂也有一定毒性,但钙皂和锌皂无毒。③有机锡,是近来发展最快的类别。具有良好的透明性,许多品种的耐热性和耐候性十分突出,是硬质透明制品必不可少的热稳定剂。二巯基醋酸异辛酯、二正辛基锡是应用最广的无毒稳定剂。④亚磷酸酯和环氧化合物,作为辅助稳定剂常用作复合稳定剂的组分。复合稳定剂有通用的镉-钡(锌)、耐硫化污染的钡-锌、无毒的钙-锌以及有机锡复合物等类型,多为液态。 抗氧剂即抗氧化剂。在室温和较高的温度下,大多数聚合物都会发生速度不等的自动氧化反应,它引起塑料发黄、降解和强度下降,凡能抑制或延缓此反应的物质均可称为抗氧剂。1918年开始用酚类抑制橡胶的氧化。30年代烷基酚类、对苯二胺类等现代抗氧剂的最初品种陆续问世。抗氧剂在塑料中虽用量较少(0.1%~1.0%),但却是聚烯烃、苯乙烯类树脂、聚氯乙烯、聚酰胺、聚缩醛等大吨位塑料的重要助剂。在橡胶工业中,抗氧剂仍习惯称为防老剂。 塑料用抗氧剂主要是酚类主抗氧剂和硫代二丙酸酯、亚磷酸酯等辅助抗氧剂。主抗氧剂又称链终止剂,其功能是捕获氧化降解中产生的活泼自由基,从而中断链式降解反应,其代表性品种是2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)和四[3-(3′,5′-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。辅助抗氧剂又称过氧化物分解剂,其作用是将氧化降解的中间产物

解析常用塑料助剂的分类

本文摘自再生资源回收-变宝网(https://www.sodocs.net/doc/7c7253774.html,) 解析常用塑助剂的分类 塑料助剂可以从广义和狭义两个方面解释。广义的塑料助剂是指在塑料制品加工成型过程中,所有添加在树脂基体中,可用于降低制品成本、改善或赋予制品某项使用性能,或者是改善塑料制品的加工性,都可称为塑料助剂。包括有机、无机、小分子和大分子。狭义的塑料助剂又称为塑料添加剂,特指可以改善塑料加工性能或者是改善或赋予制品某项性能的化工原料。如润滑剂、抗氧剂和阻燃剂等。在这里主要给大家介绍广义上的塑料助剂。 二、常用塑料助剂分类 目前,塑料常用助剂大致分为以上三大类。狭义上的助剂其实就是指上图中的加工助剂和功能助剂,并不包括填料。接下来,变宝网小编就给大家详细的介绍每一类助剂。 1、加工类助剂 塑料加工类助剂,根究用途可以分为三类: ①润滑剂:润滑剂的作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力,从而降低熔体的流动阻力,降低熔体粘度,提高熔体的流动性,避免熔体与设备的粘附,提高制品表面的光洁度等。 润滑剂按作用可分为内润滑剂和外润滑剂。实质也就是我们通常说的增塑剂和脱模剂。只是在不同树脂中叫法不一样,如增塑剂通常是在pvc树脂加工中应用较多,实质也是其内润滑的作用。内、外润滑剂的区分主要依其与树脂的相容性大小。内润滑剂与树脂亲和力大,其作用是降低大分子间的作用力;外润滑剂与树脂的亲和力小,其作用是降低树脂与加工机械之间的摩擦。

常用的润滑剂有饱和烃类(固体石蜡、液体石蜡、微晶石蜡和低分子量聚乙烯等)、金属皂类(硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁等)、脂肪族酰胺(EBS、油酸酰胺等)、脂肪酸类(硬脂酸、羟基硬脂酸)、脂肪酸酯类(PETS、单硬脂酸甘油酯、多硬脂酸甘油酯等)及脂肪醇类(硬脂醇、季戊四醇等)。 ②热稳定剂:塑料在加工成型过程中,会因加热、摩擦或剪切等产生热量,或因塑料制品在使用过程中受热而发生性能变坏。为了防止塑料受热发生降解老化,需要添加一种使塑料在受热时不会引起分解和变化的物质,这种物质就叫做热稳定剂。主要用于PVC 树脂的加工。 纯PVC树脂对热极为敏感,当加热温度达到90℃以上时,就会发生轻微的热分解;当温度达到120℃后,即发生明显的热分解,使PVC树脂颜色逐渐加深。PVC的热降解机理十分复杂,但PVC的热分解反应的实质是由于脱HCl反应引起的一系列反应,最后导致大分子断裂。 常用热稳定剂品种:铅盐类热稳定剂(三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅、碱式碳酸铅等);金属皂类热稳定剂(硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁等);有机锡类热稳定剂(含硫有机锡类、有机锡羧酸盐等);稀土热稳定剂。 ③发泡剂:所谓发泡剂就是使对象物质成孔的物质,它可分为化学发泡剂和物理发泡剂和表面活性剂三大类。化学发泡剂是那些经加热分解后能释放出二CO2和N2等气体,并在聚合物组成中形成细孔的化合物;物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化,即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的;发泡剂均具有较高的表面活性,能有效降低液体的表面张力,并在液膜表面双电子层排列而包围空气,形成气泡,再由单个气泡组成泡沫。 2、功能性助剂

常用塑料助剂英文缩写

常用塑料助剂英文缩写 英文简称中文全称作用AC 偶氮二甲酰胺发泡剂ACR 丙烯酸酯加工助剂兼抗冲改性剂BaSt 硬脂酸钡热稳定剂BBP邻苯二甲酸丁苄酯增塑剂BPBG丁基邻苯二甲酰基甘醇酸丁酯增塑剂 BR丁二烯橡胶 BS硬脂酸正丁酯增塑剂CaCO3碳酸钙填充剂CaSt硬脂酸钙热稳定剂CdSt硬脂酸镉热稳定剂CPCB双季戊四醇己二酯增塑剂CR氯丁橡胶 DAP邻苯二甲酸二戊酯增塑剂DBP邻苯二甲酸二丁酯增塑剂DBS癸二酸二丁酯增塑剂DBTL月桂酸二丁基锡稳定剂DCP邻苯二甲酸二仲辛酯增塑剂DCP过氧化二异丙苯交联剂DEP邻苯二甲酸二乙酯增塑剂DHP邻苯二甲酸二庚酯增塑剂DIBA己二酸二异丁酯增塑剂DIBS癸二酸二异丁酯增塑剂DIDP邻苯二甲酸二异癸酯增塑剂DIHP邻苯二甲酸二酯增塑剂DINP邻苯二甲酸二异壬酯增塑剂DIOA己二酸二异辛酯增塑剂DIOP邻苯二甲酸二异辛酯增塑剂DIOS癸二酸二异辛酯增塑剂DIOZ壬二酸二异辛酯增塑剂DLTP硫代二丙酸二月桂酯辅助抗氧剂DMEP邻苯二甲酸二甲氧基乙酯增塑剂DMP邻苯二甲酸二甲酯增塑剂DNOP邻苯二甲酸二正辛酯增塑剂DNP邻苯二甲酸2,3-二甲基己酯增塑剂DNP苯基对苯二胺抗氧剂DOA己二酸二辛酯增塑剂DOP邻苯二甲酸二辛酯增塑剂DOS癸二酸二辛酯增塑剂DOTP对苯二甲酸二辛酯增塑剂DOZ壬二酸二辛酯增塑剂DPOP磷酸二苯异辛酯增塑剂

DSTP硫代二丙烯二硬脂基酯辅助抗氧剂DTBP二叔丁基过氧化物交联剂DTDP邻苯二甲酸二(十三)酯增塑剂 ED3环氧脂肪氧酸辛酯增塑剂兼稳定剂ELO环氧亚麻籽油增塑剂EPDM乙烯-丙烯-二烯类三元共聚物 (三元乙丙胶)抗冲改性剂EPM 二元乙丙胶 EPR 乙丙橡胶 ESO 环氧大豆油增塑剂兼稳定剂HSt 硬脂酸润滑剂 IIR 丁基橡胶 K胶苯乙烯-丁二烯共聚物抗冲改性剂M-50 烷基磺酸苯酯增塑剂MPCS 五氯硬脂酸甲酯增塑剂NBR 丁睛橡胶抗冲改性剂NR 天然橡胶 ODP 磷酸二苯-辛酯增塑剂PbSt 硬脂酸铅热稳定剂PCL 氯化石蜡增塑剂兼阻燃剂PCP 五氯苯酚防霉剂PDOP 亚磷酸苯二异辛酯螯合剂SBR 丁苯橡胶 Sb2O3 三氧化二锑阻燃剂SBS 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 三元嵌段共聚物抗冲改性剂SiO2 二氧化硅(白碳黑)填充剂兼增强剂T-50 烷基磺酸苯酯辅助增塑剂TBP 磷酸三丁酯增塑剂TCEP 磷酸三(乙-氯乙)酯增塑剂TCP 磷酸三甲苯酯增塑剂TEP 磷酸三乙酯增塑剂TiO2 二氧化钛(钛白粉)着色剂兼光稳定剂TNP 亚磷酸三(壬基苯基)酯抗氧剂TOP 磷酸三辛酯增塑剂TOTM 偏苯三酸三辛酯增塑剂TPP 磷酸三苯酯增塑剂TPR 热塑性橡胶 TVS8813,8831 有机锡稳定剂热稳定剂TXP 磷酸三(二甲苯)酯增塑剂UV-9,531,327 抗紫外线剂光稳定剂WAX 石蜡润滑剂ZnO 氧化锌光稳定剂ZnSt 硬脂酸锌热稳定剂

塑料加工知识题库 带答案

1.塑料: 是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的。(几乎等同于塑胶) 2.热塑性塑料:指加热后会熔化,可流动至模具冷却后成型,再加热后又会熔化的塑料. 3.热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料,如酚醛塑料、环氧塑料等.(不可回收利用) 4.加工方式(一次加工): 膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种。膜压塑料多为物性的加工性能与一般固性塑料相类似的塑料;层压塑料是指浸有树脂的纤维织物,经叠合、热压而结合成为整体的材料;注射、挤出和吹塑多为物性和加工性能与一般热塑性塑料相类似的塑料;浇铸塑料是指能在无压或稍加压力的情况下,倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。 5.成型方式:压塑(模压成型)、挤塑(挤出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)、压延,发泡成型等 6.塑料助剂又叫塑料添加剂,是聚合物(合成树脂)进行成型加工时为改善其加工性能或为改善树脂本身性能所不足而必须添加的一些化合物。包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂(见颜料)、填充剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂等。其中着色剂、增白剂和填充剂不是塑料专用化学品,而是泛用的配合材料。

7.母料:增强塑料内被纤维或其他增强材料分散于其中的树脂组分或基料。复合材料中的连续相,称母料或基料。由载体树脂、填料和各种助剂组成的。分为1.填充母料;2.色母料;3.阻燃母料;4.聚烯烃稳定化母料;5.功能性母料;6.其他专用母料8.吹膜机工作原理:将干燥的聚乙烯粒子加入下料斗中,靠粒子本身的重量从料斗进入螺杆,当粒料与螺纹斜棱接触后,旋转的斜棱面对塑料产生与斜棱面相垂直的推力,将塑料粒子向前推移,推移过程中,由于塑料与螺杆、塑料与机筒之间的摩擦以及粒子间的碰撞磨擦,同时还由于料筒外部加热而逐步溶化。熔融的塑料经机头过滤去杂质从模头模口出来,经风环冷却、吹胀经人字板,牵引辊,卷取将成品薄膜卷成筒。 9.滚塑又称旋转成型、旋转浇铸成型。一种热塑性塑料中空成型方法。即先将粉状或糊状物料注入模内,通过对模具的加热和纵横向的滚动旋转,使物料借自身重力作用和离心力作用均匀地布满模具内腔并且熔融,待冷却后脱模而得中空制品。 10.中空成型原理:利用聚合物推迟高弹形变的松驰时间的温度依赖性,在聚合物玻璃化温度以上的Tf附近,使聚合物半成品(管,中空异型材等)快速变形,然后保持形变,在较短时间内冷却到玻璃化温度或结晶温度以下,使成型物的形变被冻结下来,这就是中空成型的粘弹性原理。 11.挤出吹塑挤出吹塑的工艺流程包括:①管坯的形成:由挤出机挤出,并垂挂在安装于机头正下方的预先分开的型腔中;②当下垂的型

塑料改性常用助剂

助剂 偶联剂 定义:在塑料配混中,改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂。又称表面改性剂。它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度,改善填充剂的分散度以提高加工性能,进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。其用量一般为填充剂用量的0.5~2%。偶联剂一般由两部分组成:一部分是亲无机基团,可与无机填充剂或增强材料作用;另一部分是亲有机基团,可与合成树脂作用。 主要牌号及生产厂家 国内主要牌号 生产厂家 硅烷偶联剂 南京曙光KH550 南京翔飞KH550 杭州化工KH-550 杭州化工KH-560 杭州沸点KH-792 北京化工大学r-c 湖北武大有机硅新材料,偶联剂 WD-50 山西偶联剂 华傲塑业 填料处理剂 南京金来旺塑胶,GF02X 图1. KH550结构式 图2. KH-792结构式

相容剂 主要牌号及生产厂家 国内主要牌号生产厂家 PP-g-MAH 上海泽明NG2002 上海日之升9801 上海日之升CMG9805(POE-g-MAH) 宁波能之光 美国杜邦353D 接枝PP 1001,以色列(上海壮景化工厦门沃伯格化工,PP相容剂/GMC9801 LLDPE-g-MAH 上海泽明NG1201 乙烯共聚物LOTADER4700,广州合诚化学 EPDM-g-MAH 上海泽明NG8003 POE-g-MAH 上海泽明NG7002 宁波能之光,N-408 增韧剂Fusabond/N493D,美国杜邦 SAN 韩国锦湖,310TR 韩国锦湖,320 MBS 韩国LG,EM500 韩国LG/EM-500A 韩国LG/SIM-100 台塑M-51 罗门哈斯,2602 罗门哈斯2608 菲利普斯,K胶/KR03 三菱丽阳, C-223A 日本中渊,M521 SMA 上海石化院M14 上海石化院M25 苏州高正MA含量>18% 上海石化院,218 上海华雯电子新材料有限公司,SMA-800 硅油AK-1000 有机硅油,德国威凯(宁波市江北今化)201#有机硅油,佛山市矽美有机硅材料有限公司东莞市泰昌石油化工贸易有限公司,500S PC、PA相容剂 美国科聚亚,X-240 PA增韧相容剂/HS2-012(B),广州市合诚化学 ABS类相容剂日本宇部,UMG-S601N

塑料助剂_百度文库.

邻苯二甲酸酯类增塑剂的分析方法研究进展 陈海婷 魏丹毅 郭智勇 (宁波大学材料科学与化学工程学院 , 宁波 , 315211 摘要介绍了近 5年来不同种类的基体中所含邻苯二甲酸酯类增塑剂的分析检测方法的研究情 况 , 总结了聚氯乙烯、食品、大气、水、土壤、化妆品中邻苯二甲酸酯的前处理方法和分析检测技术 , 并展望了分析方法的研究趋势。 关键词 增塑剂 邻苯二甲酸酯 分析 前处理 综述 Progress in the Analysis of Phthalic Acid Esters Chen Hai-ting Wei Dan-yi Guo Zhi-yong (Faculty of Materials Science and Chemical Engineering, Ningbo University, Ningbo, 315211

Abstract:The progress in the analysis of phthalic acid esters (PAEs in various matrices in recent 5years is reviewed. The pre-treatment and detection methods for PAEs in PVC, foods, air, water, soil and cos-metics have been summarized, and the development trends of the analysis are put forward. Keywords:plasticizers; phthalic acid esters; analysis; pre-treatment; review 收稿日期 :2007-10-24 浙江省新苗人材计划项目 (2007G2070042 浙江省大型科学仪器设备协作共用平台科研计划项目 (项目编号 :2007F70009 随着塑料制品使用范围的不断扩大 , 增塑剂已成为环境中几乎无所不在的物质 , 在所有环境类样品中几乎都能检测到其存在。近年的研究结果已表明 :邻苯二甲酸酯类 (PAEs 和己二酸酯类 (AEs 具有致畸作用和胚胎毒性 , 影响体内分泌 , 导致癌细胞增殖 ; 可干扰人体激素的分泌 , 在体内长期积累可导致畸形、癌变和致突变 [1,2] 。因此 , 增塑剂的分析检测方法已成为近几年的 研究热点之一 , 其中尤以 PAEs 为研究对象居多 , 本文拟就近 5年来不同种类基体中 PAEs 的分析检测方法作一回顾和评述。 1增塑剂的分析测定方法简介 对增塑剂检测的研究主要集中于两个方面 , 即 :样品前处理和检测方法。文献介绍过的样品前 处理方法主要有 :液 -液萃取、柱层析、固相萃取 (SPE 、固相微萃取(SPME 、微波溶出法以及超临界流体萃取等。由于具有萃取效率高、消耗溶剂

第六章 塑料助剂

第六章塑料助剂 概述、增塑剂、阻燃剂、习题 概述 塑料工业: 塑料生产(树脂,半制品的生产) 塑料制品生产(成型加工业) 塑料的主要组分是高分子树脂,在整个组分中起着胶粘的作用,树脂不仅决定了塑料的热力学性质(热塑性或热固性),还决定了塑料的主要性能,如物理性能,机械性能、化学性能和电性能等,塑料中的树脂含量为40~100%。 如聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸(有机玻璃)、聚氯乙烯等主要以树脂为主 .加入少量的助剂加工而成. 塑料助剂是精细化学品的一个类别,它包括多种能赋予塑料及其加工产品以特殊性能的化学品,在塑料工业中起着重要作用,可使塑料产品改进性能、提高质量、扩大用途. 塑料助剂主要有;增塑剂、着色剂、阻燃剂、润滑剂、发泡剂、填充剂等 . 当前,发展塑料助剂的一个显著特征是不断地开发高效、低毒新品种,用于取代那些不适应各种卫生、劳动保护等法规的老品种,同时用优质高效品种取代剂量大,功效差的老品种。 增塑剂 一、增塑剂的定义 增塑剂是一种可与塑料或合成树脂兼容的化学品,它能使塑料变软,并降低脆性——即增塑,还可简化塑料的加工过程。 二、增塑剂的塑化作用机理即具有增塑作用的基本原理 增塑剂具有增塑作用的基本原理在于它本身的极性基因,这些基因有与高分子化合物链相互作用的能力,其结果是促使高分子链间的吸引力减弱,增加高分子链的移动性,降低高分子链的结晶性,即增加了树脂的塑性。 以邻苯二甲酸酯类塑化PVC树脂为例说明: PVC分子链的各链节是极性的,因此分子链会相互吸收而紧密结合在一起,当PVC受热时,其分子链的热运功会加强,因而分子链间的作用削弱,间隔增大,此时若将增塑剂分子插入PVC分子链的间隔中,PVC分子链的极性部分和增塑剂分子的极性部分就会相互作用,所形成的PVC—增塑剂体系即使在冷却时,增塑剂分子也仍然留在原来的位置上,从而妨碍了PVC分子链间的相互接近,使PVC分子链的微小热运动变得容易,PVC就成为柔软的塑料了 如用DOP增塑剂塑化PVC,当升高温度时DOP的偶极相互作用,并使DOP的分子插入PVC链中间,DOP 与PVC分子链就很好地结合在一起,由于DOP分子的非极性部分亚甲基链不极化,它夹在PVC分子链之间,显著地削弱了PVC分子间的相互吸引力,PVC树脂在变形时链的移动就容易了。 因此,增塑剂分子内部必须包含着能与极性聚合物如PVC,硝酸纤维素、聚醋酸乙稀、ABS等相互作用的极性部分(如酯型结构)和不与聚合物作用的非极性部分(如亚甲基链)。 三、选用增塑剂的要求 1、相容性(可混用性):在树脂成型过程中,树脂与增塑剂的相容性是基本条件。正常情况下,每100份树脂与150份主增塑剂相混容。树脂与增塑剂的相容性与增塑剂的极性、分子构型和分子的大小有关。一般地说,增塑剂的分子结构与树脂结构类似时,两者的相容性较好。 2、挥发性低;液体增塑剂的挥发性与其沸点、蒸气压等有关,通常增塑剂的沸点都在300~400℃范围内,成型温度下的蒸气压较低,可减少损失,又可避免制成制品后在分子间的迁移,影响机械性能 . 3、非燃性:由于塑料成型过程中的温度较高,因此增塑剂应是非燃性或难燃的,有时可借助于添加阻燃剂来提高这一性能。 4、低温柔韧性,一些塑料制品常在低温环境中使用,为了提高其低温下的柔韧性,增塑剂的耐寒性效应往往是主要的,通常多为已二酸,壬二酸的丁酯等。有时也借助于添加助增塑剂增强协同效应。

塑料助剂的选择与应用高分子材料用添加剂(PolymerAdditives)属于

塑料助剂的选择与应用 高分子材料用添加剂(Polymer Additives)属于精细化工的范畴。按照分子量大小和玻璃化温度的大小高分子材料可分为纤维、塑料、橡胶,相应的就有纤维用助剂、塑料用助剂、橡胶用助剂等。这三类助剂没有严格的区分,可以相互使用,在品种上也有相互交叉,但在选择上只有一条,即“适用”,要适应制品材料、适应加工工艺、适应使用环境等。 一、塑料助剂的类别 塑料助剂是一类可保证高聚物树脂通过加工工艺或赋予塑料制品以特定功能的添加剂。其分类方式多种多样,不同的分类依据相应有不同的分类结果。 1、根据定义:加工助剂、功能性助剂 凡在塑料制品生产过程中,可保障树脂抵御热、氧、剪切等因素破坏,或改善树脂的加工性的助剂统称为加工助剂,如:抗氧剂、热稳定剂、润滑剂等。可赋予塑料某一特定功能或使用性的助剂称为功能助剂,如:抗静电剂、防老化助剂、阻燃剂、爽滑剂、抗菌剂等。某些助剂在两类助剂中均有作用,这样存在着类别上的重复,比如成核剂即可有助于缩短成型周期、有利于脱模,还可提供刚性、透明性和挺性等外部功能特征,兼具两种助剂的作用。同样的还有抗氧剂、爽滑剂等。 2、反应型、添加型 反应型助剂多使用于带官能团的树脂结构中,如环氧树脂、聚酯、

聚酰胺、不饱和树脂等,其本身结构也是带有反应性官能团结构的单体。如阻燃剂中的四溴双酚A、DOPO及其衍生物等。利用自身结构体现功能性,在加工过程中没有出现化学反应的为添加型助剂。 3、树脂品种对应的助剂:根据使用的树脂不同,而使用的助剂相应品种也不尽相同,主要有聚烯烃类助剂、PVC助剂、聚酯用助剂、尼龙用助剂。比如PVC用热稳定剂、PVC用增塑剂、尼龙专用光稳定剂、聚酯耐水解剂等。针对不同的树脂,所用的助剂体系也不相同。PVC用流滴剂体系和PE用流滴剂体系和EV A用流滴剂体系之间由于这两种树脂极性的不同就有很大的区别。而易水解的树脂响应比聚烯烃等非水解树脂要用到耐水解剂。半结晶性树脂对成核剂的响应性比非结晶性树脂的响应性要高,等等。因此,树脂的分子结构及其所体现的结构特征、性能特征等均决定了所用助剂的不同。 4、按结构特点注明的助剂:结构决定性能,不同种类的助剂其应用主要决定于其结构。按照结构可以明确助剂的使用方向。比如润滑剂的酰胺结构、受阻胺光稳定剂的甲基哌啶结构、阻燃剂的溴系、磷系结构、非离子型表面活性剂的酯、胺结构、增塑剂的邻苯二甲酸酯结构、成核剂的环状磷酸酯盐和甲基取代苯亚甲基山梨醇结构等等。 5、助剂体系的构成:单一助剂体现的功能比较单一,不同种类助剂的混合或者同一类助剂的混合可以更好的体现高分子材料的工艺性或功能性。比如耐老化助剂体系由光稳定剂、抗氧剂和协效剂组合而成,流滴剂则由同一类但不同结构的助剂组合而成,成核剂需要

浅谈塑料助剂——增塑剂的特点与性质

浅谈塑料助剂——增塑剂的特点与性质 王荷萍 (太原市塑料研究所,山西太原,030024) 摘要:介绍了增塑剂的分类,阐述了其增塑机理,分析了增塑剂的性质。 关键词:塑料助剂;增塑剂;聚氯乙烯 中图分类号:TQ414文献标识码:A 增塑剂是一种能降低塑料的熔融温度或熔体黏度,从而改善其成型性能,使最终产品变得柔软而添加的物质,也是一种添加到高分子聚合物中增加材料塑性,使之易加工,赋予制品柔软性的功能性化工产品,同时还是迄今为止产量和消费量最大的助剂种类。 增塑剂的种类繁多,目前商品化的有500多种,其中以邻苯二甲酸酯类增塑剂的生产和消费最大(尤其是邻苯二甲酸二辛酯D0P、邻苯二甲酸二丁酯(DBP))为69%,其次是脂肪族类占8%、环氧类占7%、苯三酸酯类占4%,其他占2%。预计未来几年我国对增塑剂的总需求量将以年均2.5%的速率增长,到2009年将达到610万t。 增塑剂是一种低分子化合物或聚合物,通常为高沸点的难挥发性液体或低熔点固体,而且绝大多数为酯类有机化合物。不同的塑料使用不同的增塑剂,例如硝酸纤维素使用樟脑作增塑剂;醋酸纤维素则使用苯二甲酸的甲酯和乙酯作增塑剂。工业上使用增塑剂最多的塑料是聚氯乙烯,所耗用的增塑剂占总产量的80%以上。 1.增塑剂的分类 增塑剂的分类方法很多,常见的有以下几种分类方法。 1.1按化学结构 按化学结构,增塑剂可分为邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、石油磺酸苯酯、磷酸酯、聚酯、环氧化合物、含氯化合物等类型。而这种分类法对增塑剂生产有一定的意义。 1.2按使用情况以及与树脂的相容性 按使用情况以及与树脂的相容性,增塑剂可分为主增塑剂、次增塑剂(副增塑剂)、辅助增塑剂和充增塑剂(增量剂)等。主增塑剂与树脂有足够的相容性,在一定的范围内完全相容。通常主增塑剂与树脂的比例可达1∶1,而不产生析出,故可单独使用。次增塑剂对树脂聚合物的亲和力较差,相容性也差,不能单独使用,只能与主增塑剂共用,使用比例最多为1∶3,使用的目的主要是代替部分主增塑剂。由于增量剂几乎不溶于树脂,不能单独使用,所以只能混入主次增塑剂中使用,加入的目的在于降低成本。 1.3按增塑剂的使用和加工性能 按增塑剂的使用和加工性能,增塑剂可分为通用型增塑剂、耐寒增塑剂、耐热增塑剂、耐燃增塑剂和无毒增塑剂等。 1.4按增塑剂分子大小的不同按增塑剂分子大小的不同,增塑剂可分为单体型增塑剂和聚合型增塑剂,两者的分子大小不同,其黏度也不同:前者分子量在300~600以下,黏度为3×10-2Pa·s 左右,后者分子量为1000~8000,黏度高达几万Pa·s。 2.增塑机理 由于增塑剂分子插入到树脂聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子间的引力,使聚合物分子链的活动性增加,降低聚合物的结晶度,从而增加聚合物的可塑性、柔顺性和耐寒性,使塑料的玻璃化温度、软化温度或黏流温度降低,黏度减小,流动性增加,大大改善了塑料的成型性能。下面以邻苯二甲酸二辛酯

塑料助剂生产现状

塑料助剂生产现状 引言: 塑料助剂是塑料工业重要的辅助原料,一般按其使用功能分为增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、发泡剂、加工及抗冲击改性剂、偶联剂等。我国塑料助剂工业经过40余年的发展,形成了完善的生产、销售和研究开发体系。尤其是近十多年来,我国塑料助剂产业伴随着石油化工行业的快速发展而逐步壮大,基本上形成了完善的生产、销售和研究开发体系。面对国内良好快速成长的市场,国外主要生产商的不断兼并重组提升竞争能力,国内塑料助剂生产能力快速增长,全球范围内环保要求日趋严格,国内新型高效品种开发与生产能力薄弱等特点,我国塑料助剂工业未来在生产技术、品种、产量、质量的提高及产品结构等方面将呈现新的发展趋势。 一,主要塑料助剂的生产发展 1增塑剂 增塑剂是塑料加工中生产能力最大和消费量最大的一类塑料助剂。增塑剂是一类增加聚合物树脂的塑性,赋予制品柔软性的助剂。增塑剂主要用于PVC软制品,同时在纤维素等极性塑料中亦有广泛的应用。增塑剂所涉及的化合物类别大致包括邻苯二甲酸酯、脂肪二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、环氧酯、烷基磺酸苯酯、磷酸酯和氯化石蜡等,尤以邻苯二甲酸酯类最为重要。 2005年我国增塑剂生产能力约为1250 kt/a,10 kt级装置近20套;从2000年到2005年年产量从375kt增长到880kt,年均增长率到达了18.6%。 我国增塑剂与发达国家相比存在很大差距。一是规模不经济,布局分散,缺乏市场竞争力。二是产品结构不尽合理,尤其是磷酸酯类、环氧酯类、二元酸酯类、聚酯类增塑剂在国外已大量使用,而我国刚刚刚起步,是各类产品内在品质差,原材料消耗高、污染严重。 2阻燃剂 塑料制品多数具有易燃性,这对其制品的应用安全带来了诸多隐患。准确地讲,阻燃剂称作难燃剂更为恰当,因为“难燃”包含着阻燃和抑烟两层含义,较阻燃剂的概念更为广泛。阻燃剂依其使用方式可以分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂通常以添加的方式配合到基础树脂中,它们与树脂之间仅仅是简单的物理混合;反应型阻燃剂一般为分子内包含阻燃元素和反应性基团的单体,如卤代酸酐、卤代双酚和含磷多元醇等,由于具有反应性,可以化学键合到树脂的分子链上,成为塑料树脂的一部分,多数反应型阻燃剂结构还是合成添加型阻燃剂的单体。按照化学组成的不同,阻燃剂还可分为无机阻燃剂和有机阻燃

常用塑料添加剂

几种常用的塑料添加剂 塑料添加剂按其特定功能可分为七大类:①改善加工性能的添加剂,如热稳定剂、润滑剂等。②改善机械加工性能的添加剂,如增塑剂、增韧剂等。③改善表面性能的添加剂,如抗静电剂、偶联剂等。④改善光学性能的添加剂,如着色剂等。⑤改善老化性能的添加剂,如抗氧剂、光稳定剂等。⑥降低塑料成本的添加剂,如增量剂、填充剂等。⑦赋于其他特定效果的添加剂,如发泡剂、阻燃剂、防霉剂等。添加剂是指分散在塑料分子结构中,不会严重的影响塑料的分子结构,而能改善其性质或降低成本的化学物质。添加剂的加入,能促使塑料改进基材的加工性、物理性、化学性等功能和增加基材的物理、化学特性。 添加剂主要有以下几种分类: 1、抗氧化剂(Antioxidant)塑料中的不饱和双键受氧原子、热与光的侵袭而引起断裂产生自由基,由此引起连锁反应,使分子链断裂或形成链交联,而导致塑料成品的强度降低或变脆。抗氧化剂的功能就在于延缓塑料因氧化而分解,延长塑料产品的寿命。塑料工业所用的抗氧化剂依功能可区分为:(1)氧化连锁反应抑制剂:如烷基酚(Alkyl phenol)、丁基化基甲苯(Butylated hydroxytoluene简称BHT)、芳香胺类(Aromatic amines)、苯基–B-耐胺(Phenyl –B-Naphthylamine)、烷对锟(Alkyl Quinone)、烯基双酚(Alkylene bisphenol)、烷基酚硫醚(Alkyl phenolthioether)、水杨酸苯指(Phenyl salicylate)等。(2)过氧化物分解剂:如刘醇急硫醚系、硫丙酸酯(Thio propionate ester)、有机亚磷酸化合物(Organic phosphites)、二硫磺酸盐系等。(3)重金属不活性化剂:如酰胺化物、联氨化物、芳香族胺系化合物等。 2、抗静电剂(Antistatic agent)抗静电剂的主要功能是赋予塑料产生导电性,以使其避免因摩擦而造成静电的积存。常用的抗静电剂有四级铵盐(Quaternary ammonium salt)、乙氧化胺类、脂肪酸酯类与磺化腊类(Sulfonated wax)等。 3、发泡剂(Blowing agent)塑料用发泡剂主要有三类:①氮气、二氧化碳、及空气,直接压入塑料熔胶中使发泡;②挥发性液体如丁烷、戊烷、石油醚、二氟二氯甲烷等,在升温后即挥发膨胀,而使塑料体发泡,常见的聚苯乙烯泡绵即属于这类型;③分解性化学发泡剂,这类发泡剂一般为固体粉末,它们在加热时即分解放出气体(通常为氮或二氧化碳),而使塑料产生细胞状结构,并减轻重量。该类发泡剂多为有机的偶氮化合物,如偶氮双甲酰胺(Azodicarbonamide)、偶氮双异丁晴(Azobisisobutyro-nitrile简称AIBN)。发泡的塑料主要有:ABS、PS、PVC、PU、EVA、PE、PP等。 4、阻燃剂(Flame retardant)当添加难燃剂的塑料暴露于火焰时,能自行抑制火焰的蔓延,防止烟雾的形成,当火焰去掉时燃烧便会停止。塑料使用的难燃剂原理大致可分三种:(1)反应型(Reactive type)的难燃剂可与氧反应形成惰性气体,笼罩在燃烧物四周,降低燃烧物氧气含量,以达到终止燃烧的目的。凡是燃烧时能产生CO、CO2、NH3及卤素化合物,如PVC、PU泡绵、聚酯或环氧树酯等均选用本法。(2)非反应型(Non-Reactive type)的难燃剂是含有卤素、磷、氮或硼的化合物,当发生燃烧时,就能分解出一种惰性物,

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