高分子材料加工助剂与配方技术实训
实训任务书
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目录
（一）LDPE/HDPE共混物泡沫塑料的配方设计研究 (1)
一、研究综述 (1)
二、设计的目的及意义 (5)
三、设计容 (6)
3.1.PE发泡塑料助剂的选用与配方设计 (6)
3.11.基体 (6)
3.12.助剂的选用 (6)
3.2不同比例LDPE/HDPE共混物泡沫塑料设计制备方案 (7)
3.21基体与助剂的混炼 (7)
3.22.制品的模压成型 (7)
3.23.二次发泡 (7)
3.24.制备步骤流程图 (8)
3.3不同比例LDPE/HDPE共混物泡沫塑料性能测试 (8)
3.31.密度测试 (8)
3.32.泡孔结构 (9)
3.33.拉伸实验 (9)
3.34.冲击强度实验 (9)
四、预测结论分析[11] (11)
参考文献 (11)
（二）聚丙烯塑料的阻燃改性配方设计 (13)
前言 (13)
一、实验部分 (14)
1.1 实验材料与设备 (14)
1.1.1 实验材料 (14)
1.1.2 实验设备 (14)
1.2 实验流程图 (14)
1.3 配方设计及计量 (15)
1.4 性能测试 (15)
二、结果与分析 (15)
三、结论 (16)
参考文献 (16)
实训体会及建议 (17)
实训评定表.................................................................................................... 错误!未定义书签。
（一）LDPE/HDPE共混物泡沫塑料的配方设计研究
一、研究综述
摘要：本设计对不同比例LDPE/HDPE共混物泡沫塑料的配方设计、实验操作和性能测试进行了研究，并通过查资料对PE泡沫塑料的情况进行了解。本设计以LDPE/HDPE为变量，添加固定量的EVA、AC发泡剂、DCP交联剂、氧化锌、硬脂酸锌进行模压发泡，并对其密度强度等进行测量，以获取最佳性能的
LDPE/HDPE比例。
关键词：发泡塑料LDPE/HDPE配方研究性能测试
前言：本设计所做的论题是PE发泡塑料的配制，探讨不同比例LDPE/HDPE 共混物泡沫塑料性能的影响。PE泡沫塑料是泡沫塑料中应用较广的一种也是最早成功制得的泡沫塑料之一。早在1941年美国杜邦公司就用氮气发泡制得了PE 泡沫塑料，经过十几年的发展，PE泡沫塑料已发展成熟，在品种及应用方面实现了多样化，开发出各种各样的产品[1]。随着理论研究的不断深入以及发泡技术的进步，PE泡沫塑料在产量和质量方面有了显著提高，应用领域得到不断扩展。阻燃PE泡沫塑料﹑可降解PE泡沫塑料、共混交联等改性PE泡沫塑料及PE泡沫塑料回收再利用是当前PE泡沫塑料的研究方向和发展[2]。
本文作者为做此次论题而收集并查阅了大量文献，主要是最近来有关PE发泡塑料的研究论文、期刊、书籍和发明专利等，如期刊类《高分子材料科学与工程》，书籍类《塑料助剂》等。通过对相应文献的综合分析和归纳整理，现就对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的评述。
PE发泡塑料是聚乙烯发泡塑料，即英文的缩写为EPE，即定义为以PE为基础而部具有无数微孔性气体的塑料制品,因此它既有聚乙烯的化学性能和泡沫塑料的一般物理性能。PE发泡塑料有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。PE发泡塑料容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反应[3]。PE发泡材料具有优异的物理性能，比如：具有质量轻、密度小，能防止空气对流、不易传热、能吸音，具有隔热保温、防震包装、隔音等。它安全无毒,强韧,挠曲性好,有优异的电绝缘性,耐候性和耐化学品性,主要应用于建筑、化工管道、设备等领域的隔热保温。泡孔尺寸减小时热导率有减小的趋势,可以减少热量损失。PE泡沫塑料的成型方法：挤出、注射、模
压、浇铸、压延。本实验采用单一变量法设计研究了影响PE材料模压发泡质量的因素。
1.1泡沫塑料的分类
1.1.1、按软硬程度分（即机械强度分）
软质泡沫塑料:在23℃和RH50%条件下，弹性模量小于70MPa,富有柔韧性、压缩硬度很小、应力解除后能恢复原状，残余变形较小。硬质泡沫塑料:弹性模量高于700MPa,无柔韧性，压缩硬度大，应力达到一定值方产生变形，解除应力后不能恢复原状。半硬质泡沫塑料:弹性模量在70～700MPa之间，性质介于两者之间。PE泡沫塑料一般属于软质泡沫塑料[4]。
1.1.2、按密度分
密度大于0.4g/cm3，低发泡；密度等于0.1～0.4g/cm3, 中发泡；密度为
0.1g/cm3以下，高发泡。PE发泡塑料一般属于高发泡塑料[5]。
1.1.3、按气孔结构不同分
开孔泡沫塑料——孔与孔是相通的，具有良好的吸音性能和缓冲性能；闭孔泡沫塑料——每一孔是独立的，具有较低的导热性能和较小的吸水性。PE发泡塑料一般为开孔泡沫塑料[6]。
1.2泡沫塑料的发泡方法
泡沫塑料发泡方法：物理发泡是指利用物理原理发泡的。化学发泡是利用化学发泡剂加热后分解放出的气体而发泡或用原料相互反应放出的气体而发泡。机械发泡是利用机械的搅拌作用，混入空气而发泡等[7]。
1.2.1、物理发泡法
物理发泡法一般最常用有惰性气体发泡法和低沸点的液体发泡法，还有些少用的溶出发泡法，交联发泡法（组合泡沫塑料），烧结发泡法。
惰性气体发泡法：利用氮气、二氧化碳等无色无臭、化学活性较弱，很难与其它元素化合的惰性气体，在较高压力下，使其溶于熔融状态聚合物或糊状复合物中，而后在减压下使溶解气体释放出而发泡[8]。
低沸点的液体发泡法：低沸点液体在高压下，压入熔态聚合物中，或掺入聚合物颗粒中，而后再减压或加热，使其在聚合物中汽化和发泡。
物理发泡法的优点：操作中毒性小；发泡剂的原料成本低；没有发泡剂留下的残渣，而对泡沫塑料性能无严重影响。物理发泡法的缺点：某些过程所用设备投资较大。
发泡过程中产生的气泡很容易穿破泡孔壁而逃逸熔体外，难以保持，导致发泡失败。为了改善聚烯烃类塑料的发泡缺陷，常采用共混改性，本实验用EVA共混提高熔体粘度，利于PE的发泡。
3）泡沫的稳定：泡沫物是热力学不稳定体，它不会持续很长时间，所以必须保证泡沫稳定。稳定泡沫的方法：一是利用表面活性剂，以降低其表面力，有利于形成细泡，减少气体的扩散作用，使泡孔稳定；二是提高塑料熔体的黏度，防止泡壁进一步减薄来稳定泡沫。在发泡过程中，通过对物料的冷却或塑料的交联作用，都能提高塑料的熔体黏度[10]。
二、设计的目的及意义
本实训的目的是通过单因素变量法研究不同比例LDPE/HDPE发泡塑料的性能，确定弹性较好、密度较小、泡孔小而密集且均匀、冲击强度和冲击强度较大的泡沫塑料及LDPE/HDPE的最佳比例。由于LDPE多支链，玻璃化温度和熔融温度较低，当LDPE加入量越多，发泡率越高，泡沫塑料越柔软。HDPE支链较少，玻璃化温度较高，能使泡沫塑料的强度和韧性得以加强。通过两者共混，能加宽体系的熔融温度围，在熔融发泡时，体系的粘度就会有不同程度的提高；而当熔融物料冷却时，又可以延缓结晶，这种特性可使发泡过程更容易进行，对于PE泡沫塑料的制取很有价值。控制不同密度PE的共混比例，就能够获得多种性能的泡沫塑料。据研究，LDPE/HDPE共混发泡塑料中，韧性、强度、模量等都存在一个极值。
三、设计容
3.1.PE发泡塑料助剂的选用与配方设计
3.11.基体
LDPE:低密度聚乙烯,熔点115~125℃。
HDPE:高密度聚乙烯,熔点132~135℃。
LDPE和HDPE结构相似，有很好的相容性。
3.12.助剂的选用
AC发泡剂：偶氮二苯甲酰胺，分解温度围为170~210℃，分解生成N2，理论发气量为193ml/g，是常用的有机发泡剂中最高的，多数作为塑料发泡剂。
DCP交联剂：过氧化二异丙苯，分解温度120一125℃常和氧化锌并用，提高PE熔体粘度，有利于PE的发泡。
EVA: 乙烯-----醋酸乙烯共聚物能与PE有较好的相容性，提高PE泡沫塑料性能和利于PE熔体的发泡，随着醋酸乙烯含量的增加，弹性增加，本设计采用含有醋酸乙烯40%的EVA。
ZnO:发泡助剂降低AC发泡剂的分解温度，也起到成核剂作用。
硬脂酸锌：发泡助剂降低AC发泡剂的分解温度，与ZnO和AC发泡剂有良好的协同作用。
3.13.配方设计
本设计采用的技术方案是：将基体和助剂先共混，再模压发泡，最后再进行二次发泡成型。
所用的基体和助剂配方如下：
基体（LDPE+HDPE)：100份
EVA:30份
AC发泡剂：10份
DCP交联剂：1.3份
ZnO:2.5份
硬脂酸锌：1.5份
3.2不同比例LDPE/HDPE共混物泡沫塑料设计制备方案
本设计的不同比例LDPE/HDPE共混物泡沫塑料配置方案包括如下步骤：（以配方1为例）
3.21基体与助剂的混炼
a.称取100gLDPE树脂、0g的HDPE树脂、30gEVA置于高速混合机中，使之混合均匀。
b.称取10gAC发泡剂、2.5g硬脂酸锌、1.5gZnO，置于烧杯中搅拌均匀。另
称取1.3gDCP交联剂备用。
c.将LDPE、HDPE和EVA混合物置于开炼机中混炼4~7min,温度控制在
110~120℃左右。PE树脂混炼成片之后，加入AC发泡剂、ZnO、硬脂酸锌混合物，此时温度降至70~90℃，再混炼10min,待塑化均匀色泽一致后，再加入DCP交联剂。在同一温度下混炼5min，制成片状。
3.22.制品的模压成型
a.按要求将混炼好的片状制品趁热切成所需要尺寸的片料。
b .将片料装入模具中，此时对模具加热至160℃，加压至0.6MPa,模压时间为12~15min。
3.23.二次发泡
将完成交联发泡的模具冷却到65℃左右，开模取出泡沫块，立即送入120~175℃的烘箱中，进行二次发泡，发泡10min，取出泡沫。取出来的泡沫为具有闭孔结构，孔泡细微均匀、力学强度优良的PE的泡沫塑料制品。
二次发泡得到高发泡倍率的泡沫制品，性能更加优良。（若直接将泡沫块从模具取出，不经过二次发泡，形成的泡孔不均匀且较小，发泡率不高，性能较差。
4.配方2-7的操作同配方1类似。
3.2
4.制备步骤流程图
3.3不同比例LDPE/HDPE 共混物泡沫塑料性能测试
本设计是不同比例LDPE/HDPE 共混物泡沫塑料。本节将不同比例
LDPE/HDPE 共混物泡沫塑料进行性能测试，分析其性能效果。
3.31.密度测试
密度是泡沫塑料的一个重要性质，依据密度的大小泡沫塑料可分为：密度大
于0.4g/cm 3，低发泡；密度等于0.1～0.4g/cm, 中发泡；密度为0.1g/cm 以下，
高发泡。PE 发泡塑料一般属于高发泡塑料。
将泡沫塑料切割成长方体，用游标卡尺测量其长宽高，体积=长×宽×高；在
用天平称量其重量。密度=重量/体积。
表1.不同比例配方LDPE/HDPE共混物泡沫塑料的密度
3.32.泡孔结构
泡沫的孔径和均匀度是泡沫塑料的另一个重要指标，它直接衡量泡沫塑料的好坏。测量泡孔结构的均匀性，常用光学显微镜或扫描电镜等来观察比较，品质优良的泡沫塑料的泡孔细微均匀，通过显微观察可辨别出泡沫塑料是闭孔结构还是开孔结构。
3.33.拉伸实验
通过拉伸实验课测量出泡沫塑料的拉伸强度、拉伸模量（软硬）、断裂伸长率，这些性能都是泡沫塑料的重要指标。根据拉伸模量：在温度23℃和相对湿度50%时，弹性模量大于700MPa为硬质泡沫塑料，介于70--700MPa为半硬质泡沫塑料，小于70MPa为软质泡沫塑料。
将泡沫塑料按国家标准切割成标准样条置于万能拉伸机中进行拉伸。
表2.不同比例配方LDPE/HDPE共混物泡沫塑料的拉伸强度、拉伸模量、断
3.3
4.冲击强度实验
冲击强度是泡沫塑料的重要指标。测量方法将泡沫塑料按国家标准切割成标准样条置于悬臂梁或简支梁冲击测试。
四、预测结论分析[11]
LDPE/HDPE共混发泡塑料中，韧性、强度、模量等都存在一个极值。
（1）当LDPE/HDPE=75/25左右时，密度最小。由于成型特点，产品属于高发泡塑料。
（2）当LDPE/HDPE=90/10左右时拉伸模量、拉伸强度、断裂伸长率存在最大值，且泡孔最均匀。
（3）综上，当LDPE/HDPE=90/10左右时，能获得最佳综合性能。
参考文献
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（二）聚丙烯塑料的阻燃改性配方设计
前言
聚丙烯(PP)是三大通用塑料之一，具有生产成本低、综合力学性能好、无毒、质轻、耐腐蚀、电气性能好、易加工、易回收等诸多优点，被广泛地应用于化工、化纤、建筑、轻工、包装等领域。赋予聚丙烯材料阻燃性能是十分重要和必要的，这也是目前有关聚丙烯阻燃研究十分活跃的重要原因之一。
传统的聚丙烯阻燃改性方法[1]是添加含卤阻燃剂(如，十溴联苯醚、六溴环十二烷、八溴醚等)，但添加含卤阻燃剂制成的阻燃PP，在燃烧发挥效能的同时，会释放出污染环境、危害人体健康的烟和腐蚀性气体，这些腐蚀性气体对建筑物及设备的破坏甚至超过火灾本身，更严重的是某些溴系阻燃剂燃烧或热裂时，会形成有毒的致癌物多溴代二苯并二噁烷及多溴代二苯并呋喃。因此，现在有不少阻燃剂用户对卤系阻燃剂持审慎甚至不欢迎的态度，并积极致力于无卤阻燃剂的开发，特别是在电子电器行业，无卤阻燃改性PP成为近年来研究和开发的热点。
无卤阻燃剂有金属氢氧化物、磷系阻燃剂、有机硅系阻燃剂等。金属氢氧化物具有无毒、无腐蚀、不产生有毒气体等优点，因而被称为绿色环保型阻燃剂，但其添加量通常在50%以上才能达到较好的阻燃效果，而高填充量将严重影响材料的物理机械性能;磷系阻燃剂主要用于含氧高聚物，磷系阻燃剂中的红磷由于颜色较重，不适合应用于对颜色要求较高的产品中，所以，有较大的局限性;有机硅系阻燃剂由于价格太高也未得到广泛使用。所以开发新的无卤阻燃体系成为阻燃领域的一大课题。
随着高聚物材料阻燃化处理技术的不断发展，对阻燃剂综合性能的要求也越来越高，既要达到规定的阻燃级别，还要有良好的物理力学性能、耐腐蚀性、低烟性、无毒性及热稳定性等。聚丙烯阻燃剂材料的发展方向大致概括为:阻燃效率高，可赋予聚烯烃良好的难燃性;与聚烯烃的相容性好，可较好地分散在聚烯烃中形成均相体系;在聚烯烃的加工温度下不分解;不降低聚烯烃的力学性能、电性能、耐候性等;耐久性好，能长期保留在聚烯烃制品中发挥阻燃作用;安全环保，无毒、无臭、无污染，在阻燃过程中不产生有毒气体。总之，聚丙烯阻燃剂材料正向高效、低烟、低毒、低成本的方向发展，特别是无卤、低烟、低毒的膨胀型阻燃剂、有机硅系阻燃剂以及纳米阻燃剂的开发与应用将成为聚丙烯阻燃剂最活跃的研究领域。
(1)、阻燃剂的加入方式
原料化学改性、表面处理和物理混合是阻燃剂的三种主要加入方法。在材料表面进行接枝阻燃基团或者键合是化学改性的两种手段。物理混合使用广泛，阻燃处理聚丙烯和木材重点使用物理混合的方法。物理混合阻燃剂的方法适合用于阻燃处理木纤维-聚丙烯复合材料。水溶性阻燃剂适用于木纤维，常用喷涂或者浸渍的方法[2]。
(2)、木纤维．聚丙烯复合材料阻燃剂的选择
木材阻燃剂一般用无机可溶盐类化合物。磷酸盐、硫酸盐类化合物是最早被使用的，滞后磷-氮-硼、磷-氮、磷-卤等拥有协效作用的无机或有机阻燃剂体系、树脂型阻燃剂得到发展。此外室用阻燃剂常用脒基脲磷酸盐。木材的阻燃剂体系最适合采用磷-氮系阻燃体系。聚丙烯最常采用的阻燃体系是卤．锑系阻燃剂。合适木纤维、聚丙烯复合材料的阻燃剂还没可借鉴的经验，需要进行大量的试验摸索。
(3)、材料阻燃效果常用评价方法
材料的阻燃效果与燃烧性能评价方法有比较多种，氧指数法，水平垂直燃烧法是比较传统的方法[3]。水平垂直燃烧法和氧指数测定法是最为方便、常使用的方法。锥形量热仪法是实验室对材料燃烧性能测试较为理想的。评价塑料燃烧性能的试验方法经常用水平燃烧试验与垂直燃烧试验法。
一、实验部分
1.1 实验材料与设备
1.1.1 实验材料
PVC，S-1000，工业级，齐鲁石化股份；聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、CPE，工业级，北仑美塑新材料科技；磷酸三苯酯、三氧化二锑、DOP、三盐基硫酸铅、硬脂酸锌等，皆为CP。
1.1.2 实验设备
GH-10高速混合机，塑料机械厂；BL-6176-B型单螺杆挤出机，宝轮精密检测仪器；SA600/150塑料注射成型机，海天塑料集团；液晶式塑料摆锤试验机，美特斯工业系统；WDW-2E微机控制电子式万能实验机，中国试金集团；DZF-6051型真空干燥箱，慧泰仪器制造；DY202K型电子天平，民侨精密科学仪器。
1.2 实验流程图
图1 实验流程
1.3 配方设计及计量
表1-聚丙烯阻燃改性配方设计
试验号PP PVC预混料PP-g-MAH ACR 三氧化二锑磷酸三苯
酯
1 100份0份0 0 0 0
2 100份20份10 10 10 0
3 100份20份10 10 15 0
4 100份20份10 10 10 5
按照实验的配方设计表，PP称量150g为准，其余质量按照配方来计算及称量。
1.4 性能测试
聚丙烯阻燃改性材料的冲击强度按照GB/T1043—92标准，采用液晶式塑料摆锤试验机测试缺口试样的简支梁冲击强度；拉伸强度采用WDW-2E微机控制电子式万能实验机，按照GB/T1040-92标准测试断裂拉伸强度，拉伸速度为5mm/min；极限氧指数(LOI)测试：按GB/T 2406-1993方法测试。
二、结果与分析
表2-聚丙烯阻燃改性配方表及性能
试验
号PP PVC预
混料
PP-g
-MAH ACR
三氧化
二锑
磷酸三
苯酯
冲击强度
/(KJ/m2)
氧指数
/%
1 100份0份0 0 0 0 5.83
2 18.1
2 100份20份10 10 10 0 4.634 20.7
3 100份20份10 10 15 0 4.266 21.5
4 100份20份10 10 10
5 4.891 21.3
从表中可见：中可知：ACR作为一种PVC常用加工助剂，可以改善塑料的加
工性，但是降低了复合材料的冲击强度；三氧化二锑作为常用的无机阻燃剂，其本身与塑料基体相容性差，界面粘结性不好，因此制备的共混复合材料力学性能往往会有一定程度的下降；加入后与PVC发挥协同阻燃作用[4-5]，从而改善复合材料的阻燃性。磷酸三苯酯（TPP）是广泛使用的含磷阻燃剂，在高分子材料的阻燃改性中表现出较好的阻燃性[6]。
三、结论
（1）经过这次试验，让我认识到聚丙烯塑料的阻燃改性是一项比较复杂、技术性很强的塑料配制、加工过程。配方中涉及到的助剂种类很多,同时各种助剂又相互影响、相互制约,因而配方比较复杂。在实施过程中既要注意材料性能，也要关注材料生产效率，材料的毒性问题以及材料生产成本等，这就要求助剂的选择及用量等要恰当，这样才能生产出高质量、低成本的阻燃聚丙烯材料。（2）不同的助剂对塑料的力学性能和阻燃性具有很大响，ACR降低复合材料的力学强度，PP-g-MAH能改善PP力学性能，三氧化二锑能提高PP的阻燃性，磷酸三苯酯（TPP）进一步提高材料阻燃性。
参考文献
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2019年高分子材料抗老化助剂企业发展战略和经营计划 2019年3月
目录 一、行业发展现状和发展趋势 (3) 3 1、行业竞争格局 .................................................................................................... 4 2、行业发展阶段 .................................................................................................... 3、公司所处行业地位 ............................................................................................ 5 二、公司发展战略 (6) 三、2019年主要经营计划 (6) 7 1、稳步推进各项目建设 ........................................................................................ 2、加强研发，实现创新驱动 (7) 3、提升营销水平，拓展市场份额 (7) 4、进一步完善人力资源管理体系 (7) 5、通过实施信息化，提升公司精细化管理水平 (8) 8 6、持续提升EHS管理水平 .................................................................................... 四、面临的风险 (8) 1、原材料采购成本波动的风险 (8) 9 2、环保和安全生产的风险 .................................................................................... 3、宏观环境因素变动的风险 (10) 4、公司快速扩张的管理风险 (10)
高分子材料助剂论文
大学答题纸 （2014—2015学年第一学期） 课号：课程名称：高分子材料助剂 抗氧剂综述 摘要：简单介绍聚合物氧化机理，详细介绍抗氧剂的作用机理、分类、性能及其发展趋势。关键词：抗氧剂；氧化；机理；性能；发展 The Review of Antioxidant Abstract ： Introduce oxidation mechanism of polymer simply.Introduce the role of mecha nism,classification, performance and trends of antioxidant in detail. Key word：antioxidant；oxidation ；mechanism；performance；development 引言 大多数工业有机材料无论是天然的还是合成的都易发生氧化反应。如塑料、纤维、橡胶、粘合剂、燃料油、润滑油以及食品和饲料等都具有与氧反应的性质。与氧反应后物质就会失去原有的属性。高分子材料如果老化。其表面会变粘、变色、脆化和龟裂，物性和机械性能同时也会发生改变，致使高分子材料失去使用价值。燃料油氧化会产生沉淀，堵塞机器阀门或油管，致使发动机不能正常工作，酸性的氧化产物又会加快机器腐蚀速度，并使燃料油提前点火。人们为了设法抑制、阻止或延迟上述反应的发生，寻找出了一种间接的方法加入一些能延缓被保护物质氧化老化的化合物，即可达到保护原物质的目的，这类化合物即抗氧剂。抗氧剂是一种纯化合物或是几种纯化合物的混合物。它可以捕获活性游离基生成非活性的游离基，从而使链锁反应终止或者能够分解氧化过程中产生的聚合物氢过氧化物生成稳定的非活性产物，从而中断链锁反应。 1 聚合物氧化机理 许多聚合物在隔绝氧的情况下，即使加热到较高温度也是比较稳定的。但在大气中，由于氧的存在，即使在较低的温度下，也会发生降解。 1.1 高分子自动氧化反应机理 塑料类高分子在聚合过程中，由于钦或铬系及其它主催化剂、助催化剂、添加剂等金属离子的残留、反应过程中金属杂质带入等等，在氧气环境下，受温度、光线等外部因素的影响，诱发并导致了高活性自由基的产生，在氧气环境下，迅速氧化成高活性的ROO·自由基，并以此为主要物种存在。ROO·和碳链R一H反应的结果是又生成新的碳链自由基(R·)，于是构成了一轮循环，结果是新的自由基不断生成，即构成链增长阶段。 链增长阶段产生的高活性的自由基(ROO·) 和过氧化物(ROOH)，经过一系列链转移反应，
高分子加工助剂
1．什么是助剂？为什么要在高分子加工过程中添加助剂（助剂的作用）? 答：1*广义：某种材料和产品在生产、加工过程或使用过程中所需添加的各种辅助物质，用以改善生产工艺和提高产品性能。 狭义：指为改善某些材料的加工性能和最终性能而分散在材料中，对材料结构无明显影响的少量化学物质。 2*在合成材料加工的过程中，助剂是不可缺少的物质条件，它不仅在加工过程中改善工艺性能、影响加工条件、加速反应过程、提高加工效率，还可以改进产品性能、扩大应用范围，延长使用寿命，降低成本，提高产品价值。 2．为什么助剂时与聚合物之间要有良好的相容性？ 答：助剂必须长期稳定均匀地存在于聚合物中才能发挥应有的作用，因此要求助剂与聚合物间有良好的相容性。如果相容性不好，助剂就容易析出（固体助剂析出称为“喷霜”，液体助剂析出称为“渗出”或“出汗”），析出后不仅失去作用，而且影响到制品的外观和手感。 3．助剂的损失主要通过哪三个途径？ 答：助剂的损失主要是通过挥发、抽出和迁移三条途径。 （挥发性大小取决于助剂本身的结构； 抽出性与助剂在不同介质中的溶解度直接相关； 迁移性大小与助剂在不同聚合物中的溶解度有关。 因此选择助剂应结合产品来进行选择。） 4．解释什么是助剂的协同效应、相抗作用。 答：一种合成材料中常常要同时使用多种助剂，这些助剂间会产生一定的影响。如果相互增效，则起协同作用；如果彼此削弱原有的效能，则起相抗作用。 助剂配方研究的目的之一就是充分发挥助剂之间的协同作用，得到最佳的效果。 5．说明增塑剂的增塑机理。 答：在加热的情况下，分子链的热运动就变得激烈，削弱了分子链的作用力，分子链间的间隔也有增加，增塑剂分子就有可能钻到聚合物分子链间隔中，形成“聚
聚合物材料及助剂 (2)
《聚合物树脂及助剂》课程 复习题 22.酚醛树脂如何合成，甲、乙、丙阶酚醛树脂的区别，酚醛塑料的基本组成。 答：凡是酚类与醛类化合物经缩聚反应而得到的树脂统称为酚醛树脂。 23．塑料分类的常用方法有哪些，各自包含哪些种类。 答：按塑料组分的数目，分为单一组分塑料和多组分塑料按塑料受热后形态性能表现，分为热塑性塑料和热固性塑料 按塑料的适用范围与用途，可分为通用塑料和工程塑料 24．脂肪族聚酰胺的分子结构与特点，P型、MP型及其分类。 答：脂肪族聚酰胺分子链由亚甲基与酰胺组成。所有脂肪族聚
酰胺分子链都是线型结构，分子链骨架由-C-N-链组成，具有良 好的柔顺性，因此都是典型的热塑性聚合物。分子链上有规律 地交替排列着较强的极性酰胺键，分子链规整，具有较强的结 晶能力。极性酰胺键可以使分子链形成氢键。 P型：尼龙3，4，6，7，8，9，11，12等 mp型: 尼龙66、69、610、1010、1212等 p型聚酰胺：由ω-氨基酸自缩聚或由内酰胺开环聚合制得（如尼龙6） mp型：由二元胺与二元羧酸缩得所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺（如尼龙6,6） 24. 比较聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯之间柔韧性差别，并解释机理。答：柔韧性从小到大 ps pp pe 侧基团越大，空间位阻越大，柔韧性越差 25.下例配方中每个成分的作用。 PVC（SG-4）100；(树脂) 三碱式硫酸铅 3；稳定剂 二碱式亚磷酸铅 1；稳定剂 金属皂类 1.5；热稳定剂 ACR 5；改性剂 硬脂酸 0.8；润滑剂 石蜡 0.6；润滑剂
CPE 5；改性剂 环氧大豆油 2；热稳定剂 DOP 5；增塑剂 轻质CaCO3 4。 26.聚碳酸酯突出的特点是。 答：突出的特点是具有优异的抗冲击性和尺寸稳定性，抗蠕变性好，使PC尺寸稳定性非常好。 27.计算环氧值为0.4的双酚A环氧树脂，用乙二胺固化，求每100g 树脂所需胺的量。 28.聚酰胺P型及mP型的结构组成与含义。（再自己看看参考23题）答：按照单体类型不同，脂肪族聚酰胺又分为p型和mp型。 对P型PA，凡单体中含有奇数个碳原子，分子链上的酰胺基可以100%形成氢键，偶数则只有50%可以形成氢键。 对mp型PA，两种单体上都含有偶数碳原子，100%形成氢键，反之（即只有一种或没有偶数碳原子）50%形成氢键。
高分子助剂答案
一、增塑剂 1、什么是增塑剂? 主增塑剂与辅增塑剂有什么本质区别? 内增塑剂与外增塑剂的本质区别。 答：定义：对热和化学试剂稳定的有机化合物。并能在一定范围内与聚合物相容，沸点较高，不易挥发的液体或低熔点的固体，使聚合物的可塑性、柔韧性增加的物质。 主增塑剂可以和树脂充分相容，能单独使用; 辅增塑剂不能和树脂充分相容，只能进入树脂的无定形区，无法进入结晶区，必须与主增塑剂配合使用 内增塑剂是作为第二单体与聚合物共聚，是聚合物分子的一部分，不易跑出；外增塑剂是另外添加到聚合物中的，很容易跑出 2、增塑剂的三种主要增塑机理，各有什么优缺点。 答：润滑理论：增塑剂在高分子材料中的作用就像油在两个移动的物体间起到的润滑剂作用一样，能促进在加工时高分子的大分子链之间的相互移动。小分子的增塑剂在加入之后，小分子包围大分子链，小分子容易运动，带动了大分子相对运动，减少大分子内部的抗形变，克服了大分子之间直接的相互滑动磨擦和范德华力所产生的粘附力。这一理论能解释增塑剂的加入使聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型加工，以及聚合物性质不会明显改变的原因。 凝胶理论：聚合物的增塑过程是使组成聚合的大分子力图分开，而大分子之间的吸引力又尽量使其聚集在一起的过程。这种“时集时开”形成一种动态平衡。在一定温度和浓度下，聚合物大分子间的“时开时集”造成分子间存在若干物理“连接点”，增塑剂的作用就是有选择地在这些“连接点”处使聚合物溶剂化，拆散或隔断物理“连接点”，并把使大分子链聚集在一起的作用力中心遮蔽起来，导致大分子间的分开。这一理论更适用于增塑剂用量较大的极性聚合物增塑。 自由体积理论：增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。而所有聚合物在玻璃化转变温度时的自由体积是一定的，因此聚合物的粘度和玻璃化转变温度下降，塑性加大。显然，增塑效果与加入增塑剂的体积成正比。但它不能解释许多聚合物在增塑剂量低时所发生的反增塑现象等 3 、DOP及其基本特性 答：邻苯二甲酸二辛酯(DOP)：与绝大多数工业上使用的合成树脂和橡胶均有良好的相容性。具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性较好，耐水抽出，电气性能高，耐热性和耐候性良好。 4、从结构的角度上分，增塑剂可分为哪几类，各有什么特点？ 答：邻苯二甲酸酯类：R1,R2是C1-C13的烷基、环烷基和苯基等，R1,R2可以相同，也可以不同。这类增塑剂是目前应用最广泛的一类主增塑剂，它具有色浅、低毒、多品种、电性能、挥发生小、耐低温等特点，具有较全面的性能，其生产量约占增塑剂总量的80%左右。 脂肪族二元酸酯类：n一般为2-11，R1,R2是C4-C11的烷基，R1,R2可以相同，也可以不同。在这类增塑剂中常用长链二元酸与短链二元醇，或短链二元酸与长链一元醇进行酯化，使总碳原子数在18-26之间，以保证增塑剂与树脂间有良好的相容性和低温挥发性。主要是己二酸酯、壬二酸酯等，如己二酸二（2-乙基）己酯(DOA)。 磷酸酯：R1，R2，R3是烷基卤代烷基或芳基，可以相同，也可以不同。磷酸酯是发展较早的一类增塑剂，它们与高分子基体的相容性一般都较好，可作为主增塑剂使用。另外，它除了增塑以外，还具为阻燃的作用，是一种具有多功能的主增塑剂。（TPP 磷酸三苯酯）环氧化物：含有三元环氧基的化合物，主要用于PVC的增塑，它不仅对PVC有增塑作
高分子加工助剂名词解释
1助剂是某些材料和产品在生产或加工过程中所需要添加的各种辅助化学品用以改善生产工艺和提高产品性能,树脂和生胶加工成塑料和橡胶制品这一过程中所需要的各种辅助化学品。 2喷聚:固体助剂的析出；发汗:液体助剂的析出。 3焦烧现象：是指橡胶胶料在加工过程中产生的早期硫化的现象。 4促进剂的后效应：在硫化温度以下,不会引起早期硫化达到硫化温度时则硫化活性大的这种性质。 5色母粒:是一种把超常量的颜料或染料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体。 6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。 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。 内增塑剂：在聚合物的聚合过程中引入能降低了聚合物分子链的结晶度增加了塑料的塑性第二单体物质。主增塑剂：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的增塑剂。 辅助增塑剂：分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域的增塑剂,此增塑剂又叫非溶剂型增塑剂。 7相容性：增塑剂与树脂相互混合时的溶解能力,是增塑剂最基本要求之一。 8聚能密度(CED)：单位体积溶剂的蒸发能。9溶解度参数：单位体积溶剂的蒸发能的平方根所得值。1浊点(Tc)：聚合物与增塑剂的稀均相溶液,在冷却下变成浑浊时的温度。 2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。 3聚合物的氧化是指随着时间的增加聚合物的性能降低,又称为自动氧化。分为诱导期、强烈氧化期。 4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。 主抗氧剂：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。辅助抗氧剂：助抗氧剂的作用是可分解聚合物氧化所产生的过氧化物。 5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。 6稳定剂：是防止或延缓聚合物在加工、贮藏和使用过程中老化变质的化学药品。 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。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自由基捕获剂：是一类具有空间位阻效应的哌啶衍生物类光稳定剂,简称为受阻胺类光稳定剂(HALS)。 8光氧老化或光老化：分子材料长期暴露在日光或短期置于强荧光下,由于吸收了紫外线能量,引起了自动氧化反应,导致了聚合物的降解,使得制品变色、发脆、性能下降,以致无法再用。 9阻燃剂：能够增加材料耐燃性的物质叫阻燃剂。0燃烧速度：指试样单位时间内燃烧的长度。1协同效应：指两种或两种以上的助剂配合使用时,其总效应大于单独使用时各个效应的总和。 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,从而提高阻燃效能,称为协同作用体系。 2燃烧速度：是指试样单位时间内燃烧的长度。燃烧速度是用水平燃烧法和垂直燃烧法等来测得。 3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。 4外摩擦：高分子材料在成型加工时,聚合物熔体与加工设备表面间的摩擦。内摩擦：高分子材料在成型加工时,熔融聚合物分子间存在的摩擦。5润滑剂：为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。6脱模剂：对加工模具和被加工材料完全保持化学惰性的物质称为脱模剂。 7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。 发泡助剂：发泡过程中,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。物理发泡剂:依靠在发泡过程中本身物理状态变化来达到发泡目地的一类化合物；化学发泡剂:在一定温度下会热分解而产生一种或多种气体,使聚合物发泡。 8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。外用抗静电剂：采用涂布、喷雾、浸渍等方法使它附在塑料、纤维表面,耐久性较差,所以又叫做暂时性抗静电剂。内用型抗静电剂(或混炼型抗静电剂)：在树脂加工过程中(或在单体聚合过程中)添加到树脂组成中的抗静电剂,因其有较好的耐久性,又称为永久性抗静电剂。9偶联剂：是能改善填料与高分子材料之间界面特性的一类物质。 0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。 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。 1遮盖力：指着色剂阻止光线穿透着色制品的能力。2增透剂：能改善结晶聚合物透明性的助剂。3迁移性：指着色剂向介质渗色或向接触的物质迁移的现象。一般地说,有机酸的无机盐(色淀性颜料)迁移性比较小；分子量较高者比较低者迁移性小。4防霉剂:(生物抑制剂)有抑制霉菌生长和杀灭霉菌的功能。5荧光增白剂：能增加塑料制品的白度、亮度使色彩更加鲜艳夺目的物质。 6防雾剂：又称流滴剂,是防止透明材料雾害的一类添加剂。 7老化：高分子材料在成型、贮存、使用过程中发生结构变化,逐渐地失去使用价值的现象。
高分子材料加工助剂与配方技术实训
实训任务书
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目录 （一）LDPE/HDPE共混物泡沫塑料的配方设计研究 (1) 一、研究综述 (1) 二、设计的目的及意义 (5) 三、设计容 (6) 3.1.PE发泡塑料助剂的选用与配方设计 (6) 3.11.基体 (6) 3.12.助剂的选用 (6) 3.2不同比例LDPE/HDPE共混物泡沫塑料设计制备方案 (7) 3.21基体与助剂的混炼 (7) 3.22.制品的模压成型 (7) 3.23.二次发泡 (7) 3.24.制备步骤流程图 (8) 3.3不同比例LDPE/HDPE共混物泡沫塑料性能测试 (8) 3.31.密度测试 (8) 3.32.泡孔结构 (9) 3.33.拉伸实验 (9) 3.34.冲击强度实验 (9) 四、预测结论分析[11] (11) 参考文献 (11) （二）聚丙烯塑料的阻燃改性配方设计 (13) 前言 (13) 一、实验部分 (14) 1.1 实验材料与设备 (14) 1.1.1 实验材料 (14) 1.1.2 实验设备 (14) 1.2 实验流程图 (14) 1.3 配方设计及计量 (15) 1.4 性能测试 (15) 二、结果与分析 (15) 三、结论 (16) 参考文献 (16) 实训体会及建议 (17) 实训评定表................................................................. 错误!未定义书签。
（一）LDPE/HDPE共混物泡沫塑料的配方设计研究 一、研究综述 摘要：本设计对不同比例LDPE/HDPE共混物泡沫塑料的配方设计、实验操作和性能测试进行了研究，并通过查资料对PE泡沫塑料的情况进行了解。本设计以LDPE/HDPE为变量，添加固定量的EVA、AC发泡剂、DCP交联剂、氧化锌、硬脂酸锌进行模压发泡，并对其密度强度等进行测量，以获取最佳性能的 LDPE/HDPE比例。 关键词：发泡塑料LDPE/HDPE配方研究性能测试 前言：本设计所做的论题是PE发泡塑料的配制，探讨不同比例LDPE/HDPE 共混物泡沫塑料性能的影响。PE泡沫塑料是泡沫塑料中应用较广的一种也是最早成功制得的泡沫塑料之一。早在1941年美国杜邦公司就用氮气发泡制得了PE 泡沫塑料，经过十几年的发展，PE泡沫塑料已发展成熟，在品种及应用方面实现了多样化，开发出各种各样的产品[1]。随着理论研究的不断深入以及发泡技术的进步，PE泡沫塑料在产量和质量方面有了显著提高，应用领域得到不断扩展。阻燃PE泡沫塑料﹑可降解PE泡沫塑料、共混交联等改性PE泡沫塑料及PE泡沫塑料回收再利用是当前PE泡沫塑料的研究方向和发展[2]。 本文作者为做此次论题而收集并查阅了大量文献，主要是最近来有关PE发泡塑料的研究论文、期刊、书籍和发明专利等，如期刊类《高分子材料科学与工程》，书籍类《塑料助剂》等。通过对相应文献的综合分析和归纳整理，现就对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的评述。 PE发泡塑料是聚乙烯发泡塑料，即英文的缩写为EPE，即定义为以PE为基础而部具有无数微孔性气体的塑料制品,因此它既有聚乙烯的化学性能和泡沫塑料的一般物理性能。PE发泡塑料有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。PE发泡塑料容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反应[3]。PE发泡材料具有优异的物理性能，比如：具有质量轻、密度小，能防止空气对流、不易传热、能吸音，具有隔热保温、防震包装、隔音等。它安全无毒,强韧,挠曲性好,有优异的电绝缘性,耐候性和耐化学品性,主要应用于建筑、化工管道、设备等领域的隔热保温。泡孔尺寸减小时热导率有减小的趋势,可以减少热量损失。PE泡沫塑料的成型方法：挤出、注射、
精细化工习题 合成材料助剂
精细化工习题（第三章） 一、填空与选择题： 1. 材料助剂中的合成助剂是用于生产树脂过程，如引发剂、终止剂、乳化剂等；加工助剂 是用于树脂加工过程，如：增塑剂、稳定剂、交联剂等 2.材料加工助剂的耐久性：指助剂在应用过程中的损失程度。损失的途径主要是挥发、被萃取、迁移；分子质量大，挥发性低，耐久性好； 3.制品用途对助剂的制约：指助剂的加入应当不影响制品的最终用途，包括外观、颜色、气味、毒性，以及电性能、热性能、耐候性、污染性。 4.助剂之间的协同作用是一种助剂的存在可使另一种助剂作用增强；抗结作用是一种助剂削弱了另一种助剂的原有效能。 5.引起老化的因素主要是（1）内在因素：材料分子结构、助剂性质；（2）外在因素主要是光、热、氧、应力、微生物。 6.聚合物发生降解和交联反应，破坏高分子材料原有的结构，引起老化。主链断裂降解将使材料的力学性能变坏；交联反应将生成无控制的网状结构，使材料脆化、变硬、强度降低。 7.聚合物吸收光能，分子吸收光能从基态跃迁至激发态。大部分激发态分子通过物理过程的消散（如，发射荧光和磷光；转变激发能为震动热能），回到基态。少部分激发态分子发生光化学反应过程将能量转移给另一个分子，发生光化学反应导致聚合物老化。 8.光屏蔽剂的作用就像在聚合物和光辐射之间设置了一道屏障，吸收紫外光，使光不能直接辐射到聚合物的内部，令聚合物内部不受紫外线的危害，从而有效地抑制光氧化降解。碳黑与硫类抗氧化剂有协同作用；碳黑与胺类抗氧化剂有相抗作用。 9．光稳定剂中的猝灭剂的作用机理是通过分子间作用迅速有效地消除（转移）激发能。 10.光稳定剂中自由基捕获剂的作用机理：通过捕获自由基，分解过氧化物，传递激发态能量等途径使高聚物稳定。这类化合物的结构特征是具有空间位阻效应的受阻胺。 11.增塑剂的作用是通过增塑剂分子克服聚合物内部各种对抗塑化的因素，插入到大分子链之间，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子链的运动，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。 12.若是极性聚合物，需选用带极性基团的增塑剂，让其极性基团与聚合物的极性基团作用，代替聚合物极性分子间作用，使增塑剂与聚合物分子间的作用力增大，从而削弱大分子
高分子材料 作业一
1.高分子材料中添加助剂的目的是什么？ 答：助剂是一些材料和产品在生产或者加工过程中所添加的各种辅助化学品，用以改善生产工艺和提高产品性能。助剂也被称为添加剂或者配合剂；其分为合成用助剂和加工用助剂合成用助剂包括阻聚剂（可以防止聚合作用的进行，在聚合过程中产生诱导期即聚合速度为零的一段时间，诱导期的长短与阻聚剂含量成正比，阻聚剂消耗完后，诱导期结束，即按无阻聚剂存在时的正常速度进行）、引发剂（引发单体聚合的助剂）、分子量调节剂（即在聚合体系中添加少量链转移常数大的物质。由于链转移能力特别强，只需少量加入便可明显降低分子量，而且还可通过调节其用量来控制分子量）、终止剂（在聚合反应中能终止反应继续进行的物质。这些物质能与引发自由基及增长自由基反应，使它们失去活性从而终止链的生长）、乳化剂（当它分散在分散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。）和分散剂（使用润湿分散剂减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜料分散体，改性颜料粒子表面性质，调整颜料粒子的运动性。）等。 加工助剂：a:对热塑性塑料有抗氧剂（链终止型抗氧剂和预防型抗氧剂防止高分子材料的老化）、润滑剂（改善材料加工成型时的流动性和脱模性）、热稳定剂（防止材料因受热引发自动反应致聚合物降解）、光稳定剂（能屏障或抑制光氧化还原或光老化过程而加入的一些物质）、阻燃剂（赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂）、发泡剂（能产生大量泡沫，而且泡沫具有优异性能，能满足各种产品发泡的技术要求）、着色剂（使物质健美用着色剂 显现设计需要颜色的物质）、增塑剂（使聚合物体系的塑性增加）。 b:对橡胶材料其硫化体系有硫化剂（使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性剂强度增加的物质）、硫化促进剂（能促进硫化作用的物质。可缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能）、防焦剂（提高胶料操作安全性，增加胶料或胶浆的贮存寿命。当调整硫化体系难以达到需要的操作安全时，加入防焦剂往往可以很简便地满足对胶料焦烧性能的要求）；防老剂（防止高分子材料老化的助剂）等。总之，高分子材料中加入助剂后都是为了对其某些特定性能的改善和促进。 2.试述增塑剂（极性与非极性）的作用机理。 答：增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链间的应力,结果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度，从而使聚合物的塑性增加，也就是对抗塑化作用的主要因素聚合物分子链间的应力和聚合物的分子链的结晶度，而他们则取决于聚合物的化学结构和物理结构。当把增塑剂加入到聚合物中，增塑剂分子相互之间、增塑剂与聚合物分子相互之间的相互作用力是很重要。除非所有这些相互作用(增塑剂与增塑剂之间、增塑剂与聚合物之间、聚和物与聚合物之间)都是同样大小时，才可能没有增塑作用和反增塑作用。1.范德华力范德华力是物质的聚集态中分子与分子间存在着的一种较弱的引力。范德华力包括色散力、诱导力和取向力。范德华力的作用范围只有几个埃。(1) 色散力色散力存在于所有极性或非极性分子之间，是由于微小的瞬时偶极的相互作用使挨近的偶极处于异极相邻状态而产生的一种引力。但是只有在非极性体系中，如苯、聚乙烯或聚苯乙烯中，色散力才占较主要的成分。(2)诱导力当一个具有固定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使，诱导偶极和固有偶极之间的引力叫做诱导力。芳香族化合物因为π电子能高度极化所以影响特别强，如低分子量的酯与聚苯乙烯之间或苯与聚醋酸乙烯之间主要是诱导力。(3)取向力当极性分子相互靠近时，由于固有偶极的取向而引起分子间的一种作用力叫做取向力。如酯类增塑剂与 PVC 或与硝酸纤维素的相
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。
高分子材料助剂
高分子材料助剂 高分子助剂是专用于高分子工业为使聚合物配料能顺利加工及获得所需应用性能而添加到高分子基材——树脂中的化学品。它与树脂、装备一起构成了高分子制品的三大要素。助剂的功能包括改善成型加工性能使材料顺利加工；提高产量；赋予制品特定功能；改善制品的应用性能如弥补通用树脂的性能缺陷或降低成本。其中高分子助剂在制品的成型加工中用量微不足道，但其对制品的加工和应用性能的改善和提高却举足轻重。可以认为，助剂的选择和应用时决定制品成败的关键。 高分子材料助剂可以分为工艺性助剂和功能性助剂。 1、工艺性助剂 工艺性助剂用于高分子的加工过程中，改善高分子的加工性能，使之能够顺利通过成型过程并起到降低能耗、缩短成型周期并提高产量和生产效率等作用，常常包括润滑剂、脱模剂、加工改性剂、分散剂等。 1.1 润滑剂与脱模剂润滑剂与脱模剂是配合在高分子树脂中，旨在降低树脂粒子、树脂熔体与加工设备之间以及树脂熔体内分子之间摩擦，改善其成型时流动性和脱模性的助剂，它又可以分为外润滑剂和内润滑剂。主要产品有烃类（石蜡、聚乙烯蜡）、脂肪酸酯类、脂肪酸皂类等。 1.2 加工改性剂主要用于在高分子制品加工过程中旨在改善塑化性能、提高树脂粘弹性和促进树脂熔融流动的助剂。例如丙烯酸酯共聚物和含氟聚合物加工助剂-PPA等 1.3 分散剂主要用于促进各类助剂在高分子树脂中均匀分散的助剂，多用于母料、着色制品和高填充制品。主要产品有烃类（石蜡、聚乙烯蜡）、脂肪酸酯类、脂肪酸皂类等 2. 功能性助剂 功能性助剂可以赋予材料特殊功能同时改善性能。 2.1 稳定化助剂 稳定化助剂能抑制或者延缓聚合物在贮存、运输、加工和应用中的老化降解，延长制品使用寿命的助剂，其中又包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂和防酶剂等。抗氧剂用以抑制或者延缓聚合物树脂热氧化降解为主要功能的助剂，分为主抗氧剂、辅助抗氧剂、重金属离子钝化剂、碳自由基捕获剂；光稳定剂又称之为紫外线稳定剂，是用来抑制聚合物树脂的光氧降解，降低紫外线对高分子破坏的助剂，如紫外线光屏蔽剂、紫外线吸收剂、紫外线猝灭剂、自由基捕获剂。热稳定剂是用于抑制或延缓高分子树脂在加工或使用过程中受热而降解的助剂。早期主要针对PVC树脂、近年来多关注生物降解聚酯；包括主稳定剂（铅盐类、金属皂类、有机锡类等）、辅助稳定剂（环氧化合物类、亚磷酸酯类、多元醇类等）、复合热稳定剂；防酶剂又称之为微生物抑制剂，是一类抑制霉菌等微生物生长，防止聚合物树脂被微生物侵蚀而降解的助剂。 2.2 物理机械性能改性剂 可以改善或者提高高分子制品物理力学性能的助剂。力学性能包括拉伸、冲击、弯曲、剪切、硬度、热变形温度等。 2.2.1 填充增强剂是提高制品物理力学性能和降低配合成本的重要途径，填充剂包括碳酸钙、滑石粉、陶土、云母、二氧化硅、粉煤灰、硅酸盐等矿物；增强剂包括玻璃纤维、碳纤维、晶须等。 2.2.2 偶联剂又称之为表面处理剂，是一种通过化学（或）物理作用将两种性质差别较大，不易结合起来的有机高分子-无机填料牢固结合起来的助剂。如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、稀土类偶联剂。 2.2.3 抗冲剂用于改性某些热塑性高分子冲击性能的助剂，冲击性能低是某些热塑性聚合物的缺点，如PVC、PP、PS、PLA、PET等的缺口和无缺口冲击强度都很低，尤其是低温冲击
高分子材料加工助剂
《高分子材料加工助剂》习题解答 一、助剂按其作用分可分为哪几类？ 答：1.稳定化助剂：这类助剂的功用是防止或延缓聚合物在贮存、加工和使用过程中的老化变质，所以也可以称为“防老剂”或“稳定剂”。由于引起老化的因素很多，有氧、光热、微生物、高能辐射和机械疲劳等，老化机理各不相同，所以稳定化助剂的类别也很多。其中有些助剂兼具几种作用，但没有一种“万能”的稳定剂，为了达到良好的防老化效果，各类稳定化助剂常常是配合使用的。 常用的稳定化助剂有抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防腐剂等。 2.改善机械性能的助剂：这类助剂的功能是改善聚合物材料的某些机械性能，如抗张强度、硬度、刚性、变形性、冲击强度等，具有这种作用的助剂包括聚合物的硫化（交联)体系所用的各类助剂、补强剂、填充剂、偶联剂、抗冲击剂等， 3.改善加工性能的助剂：这类助剂包括润滑剂、脱模剂、塑解剂、软化剂等， 4.柔软化和轻质化的助剂： (1）增塑剂：绝大部分用于聚氯乙烯，是产量和消耗量最大的一类助剂。 (2)发泡剂：发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂两大类，其中以化学应用最广。主要用于泡沫塑料、合成木材、海绵橡胶制品的制造。 5.改进表面性和外观的助剂：这类助剂包括润滑剂、抗静电剂、防雾滴剂等。 6.难燃化的助剂：随在塑料在建筑、航空、汽车、电器等方面应用的迅速扩大,对难燃塑料的需求急剧增长。“难燃”包含不燃和阻燃两个概念，目前使用的难燃化助剂主要是指阻燃剂。近年来又发现许多聚合物燃烧时能产生大量使人窒息性的烟雾，因而作为阻燃剂的一个分支，又发展为新的助剂一烟雾抑制剂。 二、如何选用助剂？综合考虑哪些因素？ 答:1.助剂与聚合物的配伍性 助剂应与聚合物匹配，这是选用助剂时首先要考虑的问题，助剂与聚合物的配伍性，包括它们之间的相容性以及在稳定性方面的相互影响。一般地说,助剂必须长期、稳定、均匀地存在于制品中，才能发挥其应有的效能，所以通常要求所选择的助剂与聚合物要有良好的相容性。如果
高分子加工工艺
1.塑料管材的“四节”特点节能、节水、节地、节材 2.PVC软管、硬管的挤出工艺区别软管的挤出生产线不设定径装置，而是靠通入压缩空气维持一定形状，起到定径效果。 3.我国管材定型一般采用外径还是内径定型，具体有几种形式我国塑料管材尺寸规定为外径公差，故多采用外径定型法。具体形式：内压定径法、真空定径法、顶出法。 4.请分别解释挤出PVC板材时三辊压光机的作用，冷却输送辊的形式以及作用三辊压光机的作用：起冷却定型作用，不起延展成型作用；冷却输送辊的形式：排管冷却器； 作用：①支持没有完全冷却的板材防止变形；②充分冷却板材 5.挤出板材时机头温度一般如何控制？①机头温度沿板材幅宽分多段控制，使中间低两边高，以保证机头两边的物料容易流动；②机头温度比机身温度高5-10℃.（机头较宽，物料要在较宽机头范围内均匀分布，必须提高料温，才能保证熔料的流动性。） 6.请问注射螺杆与挤出螺杆有哪些不同？注射螺杆的独特之处：①旋转运动加轴向水平运动； ②长径比小，压缩比小；③加料段较长；④螺杆头部多为尖头，一般有止逆环。 7.请简单介绍反应注射成型工艺（RIM）由单体或低聚物以液态形式计量，瞬间混合的同时注入模腔，在模腔中迅速反应，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的聚合物。SRIM：将玻璃纤维毡、网等预成型体，预先铺放在预热的模具中，使用RIM注射机进行注射成型 8.PP周转箱一般有什么用途？可采用什么材料成型？并请给出采用注射成型时的工艺流程图。用途：周转和贮存食品，饮料。可采用PP/HDPE材料成型 成型前的准备→合模→注射（充模）→保压→冷却固化→开模→顶出制品→后处理 9.采用压延成型法加工软制PVC薄膜时，请给出完整工艺流程。 配料→捏合→塑炼（开炼机、密炼机、挤出机）→供料→金属探测→压延→引离→轧花→冷却→β射线测厚→卷曲切割 1.什么是蜡状层？请分析其产生原因？该如何消除？蜡状层：采用不适当的稳定剂使压延机辊筒表面蒙上的一层薄膜蜡状物质，致使薄膜表面不光，生产中发生黏辊的现象或在更换产品时发生困难。原因：所用的稳定剂与树脂相容性较差，而且其分子极性基团的正电性较高，以致压延时被挤出而包围在辊筒表面，形成蜡状层。消除：①选用正电性低的适当的稳定剂 ②掺入含水氧化铝等吸收金属皂类更强的填料③加入酸性润滑剂 2.PVC人造革主要生产方法。压延法成型PVC人造革的两种方法生产方法：压延、涂覆、层合。压延分为：直接贴合--直接利用压延机将物料贴合引入布基，分布层合--压延成薄膜，复合设备将薄膜与布基分次贴合。 3.压延成型时，采用60m/min的辊速，但仍然采用40m/min时的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温上升，流动性增加，出现脱辊或破裂现象，制品质量下降 压延成型时，采用40/min的辊速，但仍然采用60/min的辊温，料温会如何？制品质量情况？料温过低，难以正常包辊，制品表面毛糙，不透明，有气泡甚至出现孔洞 4.PE挤出吹塑桶的成型工艺流程：物料→熔融塑化→挤出型坯→吹胀→制品冷却→脱模→后处理→制品 5.挤出吹塑时，如果吹气速度过快会出现什么情况？（1）进气处产生局部真空造成型坯内陷，完全吹胀后形成横隔模片（2）型坯从口模处被气流拉断以及无法吹胀 6.缠绕成型的概念，湿法缠绕成型工艺流程图将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强塑料制品。用于制造各种回转体。 分为干法（预浸带）和湿法（有胶槽）缠绕成型。 湿法工艺流程图：纱架→胶槽浸胶→张力控制（张力辊）→芯模缠绕→固化→脱模 干法与湿法区别：干法--采用预浸胶处理的预浸纱带在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕
高分子材料助剂—抗氧剂
高分子材料助剂 学年论文 题目The Review of Antioxidant)
抗氧剂综述 汪朝武（20061000814）034061-21指导老师：马睿 （中国地质大学（武汉）430074） 摘要：简单介绍聚合物氧化机理，详细介绍抗氧剂的作用机理、分类、性能及其发展趋势。关键词：抗氧剂；氧化；机理；性能；发展 The Review of Antioxidant Chaowu Wang(20061000814)034061-21Instructs teacher：Chunjie Yan (China University of Geosciences(Wuhan)430074) Abstract：Introduce oxidation mechanism of polymer simply.Introduce the role of mechanism,classification,performance and trends of antioxidant in detail. Key word：antioxidant；oxidation；mechanism；performance；development 引言 大多数工业有机材料无论是天然的还是合成的都易发生氧化反应。如塑料、纤维、橡胶、粘合剂、燃料油、润滑油以及食品和饲料等都具有与氧反应的性质。与氧反应后物质就会失去原有的属性。高分子材料如果老化。其表面会变粘、变色、脆化和龟裂，物性和机械性能同时也会发生改变，致使高分子材料失去使用价值。燃料油氧化会产生沉淀，堵塞机器阀门或油管，致使发动机不能正常工作，酸性的氧化产物又会加快机器腐蚀速度，并使燃料油提前点火[1]。 人们为了设法抑制、阻止或延迟上述反应的发生，寻找出了一种间接的方法加入一些能延缓被保护物质氧化老化的化合物，即可达到保护原物质的目的，这类化合物即抗氧剂。抗氧剂是一种纯化合物或是几种纯化合物的混合物。它可以捕获活性游离基生成非活性的游离基，从而使链锁反应终止或者能够分解氧化过程中产生的聚合物氢过氧化物生成稳定的非活性产物，从而中断链锁反应[2]。 1聚合物氧化机理[3] 许多聚合物在隔绝氧的情况下，即使加热到较高温度也是比较稳定的。但在大气中，由于氧的存在，即使在较低的温度下，也会发生降解。 1.1高分子自动氧化反应机理 塑料类高分子在聚合过程中，由于钦或铬系及其它主催化剂、助催化剂、添加剂等金属离子的残留、反应过程中金属杂质带入等等，在氧气环境下，受温度、光线等外部因素的影响，诱发并导致了高活性自由基的产生，在氧气 环境下，迅速氧化成高活性的ROO·自由基，并 以此为主要物种存在。ROO·和碳链R一H反应的 结果是又生成新的碳链自由基(R·)，于是构成了 一轮循环，结果是新的自由基不断生成，即构成 链增长阶段。 链增长阶段产生的高活性的自由基(ROO·) 和过氧化物(ROOH)，经过一系列链转移反应，
高分子材料加工助剂简答复习题及答案
高分子材料加工助剂简答复习题及答案 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
1.如何选用助剂？综合考虑哪些因素？ 考虑注意以下几点: 1助剂与树脂之间的相容性； 2助剂的耐久性，助剂的损失主要来自挥发、抽出和迁移； 3助剂对加工条件的适应性、制品用途对助剂的制约、助剂配合中的协同作用和相抗作用。 2.助剂按其作用分可分为哪几类？举例说明 稳定化助剂，常用的稳定化剂有抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防腐剂等； 改善力学性能的助剂，包括聚合物的硫化（交联）体系所用的各类助剂、补强剂、填充剂、偶联剂、抗冲击剂等； 改善加工性能的助剂，包括润滑剂、脱模剂、塑解剂、软化剂等； 柔软化和轻质化的助剂，包括增塑剂和发泡剂； 改善表面性能和外观的助剂，包括润滑剂、抗静电剂、防雾滴剂等； 难燃化助剂，主要是指阻燃剂，分支是烟雾抑制剂。 3.聚氯乙烯加工时为什么要添加热稳定剂，所用热稳定及有哪些品种，大约用量 是多少？ 因为聚氯乙烯是极性高分子，分子链间的吸引力强，需要加热到160℃以上才能塑化成型，但聚氯乙烯在120-130℃就会分解，产生氯化氢，加工温度高于分解温度，所以需要使用热稳定剂。种类包括铅盐、金属皂类、有机锡、液体复合稳定剂，大约用量是3-6份。 4.影响高分子材料热降解的因素有哪些，如何影响？ 答：一、分子链的结构影响，PVC脱HCl后形成双键，使聚合物热稳定性下降，并且颜色会越来越深；二、氧的影响，加速PVC脱HCl；三、HCl的影响，HCl对降解有催化加速的作用；四、临界尺寸的影响，当达到临界尺寸时可以认为HCl的自动催化作用开始消失；五、增塑剂的作用，PVC脱HCl的速度对特定浓度的每一种增塑剂都有一个最小降解速度值。 5.塑料与纤维制品如何防止静电危害? 答：一方面减轻或防止摩擦以减少静电的产生外，另一方面是使已产生的静电尽快泄露掉，从而防止静电的大量积累。泄露静电的方法包括通过电路的直接传导、提高环境的相对湿度和采用抗静电剂。 6.热稳定剂的性能主要受哪些因素影响,如何与其它助剂配合？ 答：一、结合脱出的HCl，终止其自动催化作用；二、置换分子中活泼的氯原子，抑制脱氯化氢反应；三、能与聚烯结构进行双键加成反应，清除或减少制品的变色和颜色加深；四、防止聚烯结构的氧化。 7.特殊食品药品包装材料用增塑剂有何限制？