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1、塑料添加剂塑料添加剂q添加剂的分类添加剂的分类v特性添加剂:特性添加剂: 增塑剂增塑剂、偶联剂偶联剂、着色剂着色剂、阻燃剂阻燃剂、抗静电抗静电剂剂、成核剂成核剂、冲击改性剂、填充剂、增强剂、冲击改性剂、填充剂、增强剂、防雾剂、防雾剂、v稳定剂:稳定剂: 光稳定剂光稳定剂、抗氧剂抗氧剂、抗微生物剂、抗微生物剂v加工添加剂:加工添加剂: 润滑剂润滑剂、脱模剂、发泡剂、脱模剂、发泡剂塑塑 料料敏感波长敏感波长,nm塑塑 料料敏感波长敏感波长,nmPE300聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯280PP310POM300320PVC310PC295PS318PMMA290315聚酯聚酯325硝酸纤维素硝酸纤维素3
2、10氯乙烯氯乙烯-醋酸乙醋酸乙烯共聚物烯共聚物322364醋酸丁酸纤维醋酸丁酸纤维素素295298各种塑料最易造成破坏的敏感波长各种塑料最易造成破坏的敏感波长 光稳定剂的选用原则光稳定剂的选用原则v 能够有效消除或削弱紫外光对聚合物的破坏作用,能够有效消除或削弱紫外光对聚合物的破坏作用,而对聚合物的其它性能没有影响而对聚合物的其它性能没有影响v 稳定剂本身具有优良的光稳定性,不被光能破坏稳定剂本身具有优良的光稳定性,不被光能破坏v 与聚合物有良好的相容性,不挥发和水迁移,不被与聚合物有良好的相容性,不挥发和水迁移,不被水和溶剂抽出水和溶剂抽出v 对可见光的吸收低,不着色或变色对可见光的吸收低,
3、不着色或变色v 热稳定性和化学稳定性好,加工时稳定,不影响聚热稳定性和化学稳定性好,加工时稳定,不影响聚合物的加工性能合物的加工性能q 增塑剂增塑剂v 作用:削弱作用:削弱聚合物分子间的作用力聚合物分子间的作用力,从而降低熔融,从而降低熔融温度,减小熔体粘度,增加流动性,改善聚合物的温度,减小熔体粘度,增加流动性,改善聚合物的加工性能和柔韧性加工性能和柔韧性。v 分类:分类: 1、邻苯二甲酸酯类(占总量的、邻苯二甲酸酯类(占总量的7080%) 2、脂肪族、脂肪族/芳香族单羧酸酯类芳香族单羧酸酯类 3、脂肪族二羧酸酯类、脂肪族二羧酸酯类 4、磷酸酯类、磷酸酯类 5、聚酯或聚合物型增塑剂、聚酯或聚
4、合物型增塑剂 6、特殊增塑剂、特殊增塑剂 7、增量剂、增量剂q 作用机理:作用机理:v 热塑性塑料的线型分子链之间存在着相互作用力(范得华力和热塑性塑料的线型分子链之间存在着相互作用力(范得华力和氢键)。分子极性越大,作用力越强。氢键)。分子极性越大,作用力越强。v 增塑剂的作用就是削弱聚合物分子间的作用力。一般认为增塑增塑剂的作用就是削弱聚合物分子间的作用力。一般认为增塑剂插入到大分子之间,削弱分子间的作用力可能有三种方式:剂插入到大分子之间,削弱分子间的作用力可能有三种方式: 隔离作用隔离作用增大大分子的距离,削弱作用力。主要用来解释增大大分子的距离,削弱作用力。主要用来解释非极性增塑剂增
5、塑非极性聚合物。非极性增塑剂增塑非极性聚合物。 屏蔽作用屏蔽作用增塑剂的非极性部分遮蔽聚合物的极性基,使相增塑剂的非极性部分遮蔽聚合物的极性基,使相邻聚合物分子的极性基不发生作用。邻聚合物分子的极性基不发生作用。 偶合作用偶合作用增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基团偶合,增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基团偶合,破坏原来聚合物分子间的极性联结,从而削弱其作用力。破坏原来聚合物分子间的极性联结,从而削弱其作用力。 增塑剂的选用原则增塑剂的选用原则v 与树脂有良好的相容性与树脂有良好的相容性v 增塑效率高,增塑速度快增塑效率高,增塑速度快v 耐久性(挥发性低、迁移性小、耐抽出性高)耐久性(挥发
6、性低、迁移性小、耐抽出性高)v 环境稳定性好(耐光、耐热、耐菌、耐化学药品和环境稳定性好(耐光、耐热、耐菌、耐化学药品和阻燃性好)阻燃性好)v 无毒、无污染、无气味无毒、无污染、无气味v 电绝缘性好电绝缘性好v 价格低廉价格低廉q 润滑剂润滑剂v在塑料的成型加工中,存在两种有害摩擦,即在塑料的成型加工中,存在两种有害摩擦,即熔融时聚合物熔融时聚合物分子之间的内摩擦分子之间的内摩擦和和聚合物与加工机械表面的外摩擦聚合物与加工机械表面的外摩擦。引起。引起熔体流动性降低,制件熔体流动性降低,制件表面粗糙表面粗糙,形成,形成流纹流纹。v润滑剂是提高润滑性、减小有害摩擦、降低界面黏附为目的润滑剂是提高润
7、滑性、减小有害摩擦、降低界面黏附为目的的助剂。脱模剂、防粘连剂、爽滑剂均属润滑剂范畴。的助剂。脱模剂、防粘连剂、爽滑剂均属润滑剂范畴。v润滑剂的作用机理,可分为润滑剂的作用机理,可分为外部润滑机理外部润滑机理和和内部润滑机理内部润滑机理(与增塑剂的作用相似)。(与增塑剂的作用相似)。v常用润滑剂主要有以下几类:脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、常用润滑剂主要有以下几类:脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物、其它(包括高级醇、复合润金属皂、烃类、有机硅化合物、其它(包括高级醇、复合润滑剂等)。滑剂等)。 润滑剂的选用原则润滑剂的选用原则v 润滑效能高而持久润滑效能高而持久v 与树脂的
8、相容性大小适中,内部和外部润滑作用平衡,不喷与树脂的相容性大小适中,内部和外部润滑作用平衡,不喷霜,不易造成结垢霜,不易造成结垢v 表面张力小,粘度小,在界面处扩展性好,易形成界面层表面张力小,粘度小,在界面处扩展性好,易形成界面层v 不降低聚合物的力学强度、不降低聚合物的力学强度、HDT、耐侯性、透明性和电性能,、耐侯性、透明性和电性能,不影响塑料的二次加工性能如印刷性、粘合性、电镀和焊接不影响塑料的二次加工性能如印刷性、粘合性、电镀和焊接性能性能v 本身的耐热性和化学稳定性优良,在高温加工中不分解、不本身的耐热性和化学稳定性优良,在高温加工中不分解、不挥发,不与树脂或其它助剂发生有害反应挥
9、发,不与树脂或其它助剂发生有害反应v 不腐蚀设备,不污染制品,无毒不腐蚀设备,不污染制品,无毒q 着色剂着色剂v 加入塑料中改变其固有颜色的物质为着色剂。加入塑料中改变其固有颜色的物质为着色剂。v 分为分为染料染料和和颜料颜料两类,主要是溶解性不同。两类,主要是溶解性不同。v 染料应用于纺织纤维印染,着色性强,色泽鲜艳,染料应用于纺织纤维印染,着色性强,色泽鲜艳,但耐热、耐光和耐溶剂性差,易形成但耐热、耐光和耐溶剂性差,易形成串色串色和和污染污染,一般不能应用于塑料着色中。一般不能应用于塑料着色中。v 颜料是不溶性的,为颜料是不溶性的,为塑料的主要着色剂塑料的主要着色剂。按形状分。按形状分为粉
10、末状着色剂、颗粒着色剂、润湿性着色剂、液为粉末状着色剂、颗粒着色剂、润湿性着色剂、液体着色剂、色母粒。体着色剂、色母粒。 着色剂的选用原则着色剂的选用原则v 色彩美艳,着色力大色彩美艳,着色力大v 分散性好,能够均匀地分散于塑料中而不凝集分散性好,能够均匀地分散于塑料中而不凝集v 耐热性好,在高温成型时不变色,不分解,且能长期耐热耐热性好,在高温成型时不变色,不分解,且能长期耐热v 光稳定性好,长期受日光照晒不褪色光稳定性好,长期受日光照晒不褪色v 耐溶剂性和化学稳定性好,与溶剂或含有增塑剂的制品接触耐溶剂性和化学稳定性好,与溶剂或含有增塑剂的制品接触而不会发生溶出而迁移、串色。并能耐酸碱,与
11、其它助剂不而不会发生溶出而迁移、串色。并能耐酸碱,与其它助剂不发生有害的化学反应发生有害的化学反应v 对塑料的加工性和使用性能无影响对塑料的加工性和使用性能无影响v 无毒,无臭无毒,无臭v 价格低廉价格低廉q 偶联剂偶联剂v在改性塑料领域,无机填料是最便宜、性能特异和来源在改性塑料领域,无机填料是最便宜、性能特异和来源广泛的增强剂和填充剂。但无机物与有机聚合物的结构广泛的增强剂和填充剂。但无机物与有机聚合物的结构极不相同,必须利用极不相同,必须利用偶联剂将无机物与有机物紧密结合偶联剂将无机物与有机物紧密结合。v偶联剂为偶联剂为两性结构两性结构的物质,其分子中部分基团与无机物的物质,其分子中部分
12、基团与无机物表面形成强固的表面形成强固的化学键合化学键合;另一部分可亲和有机物,可;另一部分可亲和有机物,可与有机与有机分子反应或物理缠绕分子反应或物理缠绕。v按化学结构可分为:硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机络按化学结构可分为:硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机络合物几类。合物几类。q 抗静电剂抗静电剂v大多数塑料都具有优良的绝缘性和耐水性,但容易大多数塑料都具有优良的绝缘性和耐水性,但容易静电静电聚集聚集,加之吸水率低,静电不易消除,易吸附灰尘,影,加之吸水率低,静电不易消除,易吸附灰尘,影响透明和表面,某些场合会引起精密元件静电击穿。响透明和表面,某些场合会引起精密元件静电击穿。v一般一般体积电阻
13、率体积电阻率101214 cm的塑料都有抗静电的必要。的塑料都有抗静电的必要。v抗静电剂就是为了降低塑料的表面电阻率和体积电阻率,抗静电剂就是为了降低塑料的表面电阻率和体积电阻率,防止静电积聚而防止静电积聚而添加添加于塑料中或于塑料中或涂敷涂敷于制品表面的物质。于制品表面的物质。v实际上,抗静电剂大多数为实际上,抗静电剂大多数为表面活性剂表面活性剂,可分为:阳离,可分为:阳离子型、阴离子型、两性离子型、非离子型子型、阴离子型、两性离子型、非离子型 抗静电剂的作用机理抗静电剂的作用机理 抗静电剂消除静电的方式主要表现为:抗静电剂消除静电的方式主要表现为:v 其亲水基增加制品表面的吸湿性,形成一个
14、单分子其亲水基增加制品表面的吸湿性,形成一个单分子的导电膜的导电膜v 离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性加导电性v 介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙之间的介介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙之间的介电性电性v 增加制品表面的平滑性,降低其摩擦系数增加制品表面的平滑性,降低其摩擦系数 抗静电剂的选用原则抗静电剂的选用原则v 抗静电效能大而持久抗静电效能大而持久v 耐热性好,在成型加工的高温下或反复进行热加工时不分解耐热性好,在成型加工的高温下或反复进行热加工时不分解v 与塑料的相容性适中,既有一定相容性又有一定不相容性,与塑料的
15、相容性适中,既有一定相容性又有一定不相容性,不喷霜析出,同时又能及时渗出形成防电分子层不喷霜析出,同时又能及时渗出形成防电分子层v 不影响塑料的加工性能和制品性能不影响塑料的加工性能和制品性能v 与其它助剂的相容性好,无对抗效应与其它助剂的相容性好,无对抗效应v 无毒,无臭,对皮肤无刺激无毒,无臭,对皮肤无刺激v 价格低廉价格低廉q 成核剂成核剂v满足以下条件的聚合物熔体可以结晶:满足以下条件的聚合物熔体可以结晶:1、聚合物的分子结构可以使、聚合物的分子结构可以使晶体有序排列晶体有序排列2、结晶温度必须低于熔点,但不能太接近玻璃化温度,以便使分、结晶温度必须低于熔点,但不能太接近玻璃化温度,以
16、便使分子链具有必要的子链具有必要的运动性运动性3、晶核晶核必须可以引发结晶,并由此可形成微晶,球晶必须可以引发结晶,并由此可形成微晶,球晶4、结晶速度结晶速度必须足够快必须足够快v加入成核剂的目的就是为了让熔体形成加入成核剂的目的就是为了让熔体形成更多的晶核更多的晶核,使球晶,使球晶变小,既变小,既加快了结晶速度加快了结晶速度,又使,又使球晶结构更精细球晶结构更精细,达到更好,达到更好的透明度和表观。的透明度和表观。 成核剂的选用原则成核剂的选用原则v 成核剂应溶于聚合物成核剂应溶于聚合物v 熔点应高于相应聚合物熔点应高于相应聚合物v 应能够以细微的方式(应能够以细微的方式(110 m)均匀分
17、散于聚合物中)均匀分散于聚合物中成核剂的分类成核剂的分类v 1、无机添加剂:滑石粉、二氧化硅、高岭土(钠米级)、无机添加剂:滑石粉、二氧化硅、高岭土(钠米级)v 2、有机化合物:一元或多元羧酸盐、某些颜料、有机化合物:一元或多元羧酸盐、某些颜料v 3、聚合物:乙烯、聚合物:乙烯/丙烯酸酯共聚物丙烯酸酯共聚物q 在有关工业卫生、环境及接触食品的制品在有关工业卫生、环境及接触食品的制品中塑料添加剂的使用现状中塑料添加剂的使用现状 任何情况下必须首先考虑添加剂对人体的危害,下任何情况下必须首先考虑添加剂对人体的危害,下列情形需要重视:列情形需要重视:1、生产(原料、杂质及副产品)、生产(原料、杂质及
18、副产品)2、添加剂的加入和含有稳定剂塑料的加工过程、添加剂的加入和含有稳定剂塑料的加工过程3、成品的使用,用过物品的处理(废物存放场由于焚、成品的使用,用过物品的处理(废物存放场由于焚烧或环境影响使添加剂结构的改变)烧或环境影响使添加剂结构的改变)q 工业卫生工业卫生v主要是在改性加工过程中,必须对塑料添加剂对人体的毒性主要是在改性加工过程中,必须对塑料添加剂对人体的毒性进行评估,作好防范。一旦添加剂加入塑料中以后,直接毒进行评估,作好防范。一旦添加剂加入塑料中以后,直接毒性危害将很小。性危害将很小。q 日用品中的添加剂日用品中的添加剂v塑料添加剂总可能有少量迁移到产品表面或进入周围环境中,塑料添加剂总可能有少量迁移到产品表面或进入周围环境中,并直接或间接进入人体。特别在食品包装材料、儿童玩具、并直接或间接进入人体。特别在食品包装材料、儿童玩具、药物包装、纺织品。药物包装、纺织品。q 在食品包装材料中使用添加剂在食品包装材料中使用添加剂1、保证包装材料的组分无害、保证包装材料的组分无害2、应尽量减少任何一种不可避免的非食品成分进入到食品中。、应尽量减少任何一种不可避免的非食品成分进入到食品中。广州金发科技股份有限公司广州金发科技股份有限公司7/10/2022