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1、塑料添加剂塑料添加剂q分类分类q选用原则选用原则q分类说明分类说明 (抗氧剂、光稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、偶联剂、抗静电剂、成核剂)着色剂、偶联剂、抗静电剂、成核剂)q现状现状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q添加剂的选用原则添加剂的选用
2、原则:v添加剂与树脂的相容性添加剂与树脂的相容性v添加剂的耐久性添加剂的耐久性v添加剂对加工条件及制品用途的适应性添加剂对加工条件及制品用途的适应性v添加剂配合中的协同作用和对抗作用添加剂配合中的协同作用和对抗作用q抗氧剂抗氧剂v所所有有高高分分子子材材料料都都可可以以和和氧氧发发生生反反应应,主主要要由由热热和和光光(主要是(主要是紫外光紫外光)两个因素引起。)两个因素引起。v氧氧化化的的典典型型表表现现就就是是老老化化现现象象:1、影影响响表表面面;2、机械性能的降低机械性能的降低。v抗抗氧氧剂剂是是一一种种可可阻阻碍碍氧氧化化进进而而阻阻碍碍聚聚合合物物老老化化的的化学助剂。化学助剂。v
3、抗抗氧氧剂剂的的作作用用机机理理:1、主主抗抗氧氧剂剂干干预预氧氧化化反反应应过过程程中中链链的的增增长长阶阶段段;2、辅辅助助抗抗氧氧剂剂可可破破坏坏导导致致链链引发反应及链分支反应的氢过氧化物基团引发反应及链分支反应的氢过氧化物基团。抗氧剂按照化学结构分为:抗氧剂按照化学结构分为:v酚类:单酚、双酚、多酚、对苯二酚、硫代双酚酚类:单酚、双酚、多酚、对苯二酚、硫代双酚v胺类:萘胺、二苯胺、双苯二胺、喹啉衍生物胺类:萘胺、二苯胺、双苯二胺、喹啉衍生物v亚磷酸酯类、硫酯类、其它类型亚磷酸酯类、硫酯类、其它类型v其其中中酚酚类类和和胺胺类类占占总总量量的的90%以以上上。一一般般来来说说,胺胺类类
4、比比酚酚类类的的防防护护效效能能要要高高,但但多多数数胺胺类类氧氧化化剂剂受受光光热热作作用用后后容容易易发发生生变变色色,不不宜宜用用在在浅浅色色、艳艳色和透明制品中。色和透明制品中。抗氧剂的选用原则抗氧剂的选用原则v抗氧效能高抗氧效能高v无毒,不刺激皮肤无毒,不刺激皮肤v耐热性好,在加工温度下稳定耐热性好,在加工温度下稳定v挥挥发发性性和和迁迁移移性性小小,耐耐(水水、油油、溶溶剂剂等等)抽抽出出性性高高,防防护护性性能能持久持久v与树脂相容性好,不喷霜与树脂相容性好,不喷霜v污染性与着色性小污染性与着色性小v与其它添加剂无化学反应与其它添加剂无化学反应v不影响塑料的加工性能和其它性能不影
5、响塑料的加工性能和其它性能v价格低廉价格低廉q光稳定剂光稳定剂v光光稳稳定定剂剂是是一一种种能能够够干干预预光光诱诱导导降降解解物物理理化化学学过过程程的的化合物。化合物。v光稳定剂的作用机理:光稳定剂的作用机理:1、第一道防线第一道防线:光屏蔽剂(碳黑、:光屏蔽剂(碳黑、TiO2、ZnO 等等)2、第二道防线第二道防线:紫外线吸收剂(水杨酸酯类、二苯甲:紫外线吸收剂(水杨酸酯类、二苯甲 酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类)酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类)3、第三道防线第三道防线:猝灭剂(金属络合物):猝灭剂(金属络合物)4、第四道防线第四道防线:自由基捕获剂(受阻胺或受阻哌啶):
6、自由基捕获剂(受阻胺或受阻哌啶)二苯甲酮类二苯甲酮类苯并三唑类苯并三唑类塑塑 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310氯乙烯氯乙烯-醋酸乙醋酸乙烯共聚物烯共聚物322364醋醋酸酸丁丁酸酸纤纤维维素素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能能够够有有效效消消除除或或削削弱弱紫紫外外光光对对聚聚合合物物的的破破坏坏作作用用,而对聚合物的其它性能没有
7、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与与聚聚合合物物有有良良好好的的相相容容性性,不不挥挥发发和和水水迁迁移移,不不被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,不着色或变色v热热稳稳定定性性和和化化学学稳稳定定性性好好,加加工工时时稳稳定定,不不影影响响聚聚合物的加工性能合物的加工性能q增塑剂增塑剂v作作用用:削削弱弱聚聚合合物物分分子子间间的的作作用用力力,从从而而降降低低熔熔融融温温度度,减减小小熔熔体体粘粘度度,增增加加流流动动性性,改改善善聚聚合合物物的的加工性能和柔韧
8、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
9、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
10、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(挥发性低、迁移性小、耐抽出性高)v环环境境稳稳定定性性好好(耐耐光光、耐耐热热、耐耐菌菌、耐耐化化学学药药品品和和阻燃性好)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在在塑塑料料的的成成型型加加工工中中,存存在在两两种种有有害害摩摩擦擦,即即熔熔融融时时聚聚合合物物分分子子之之间间的的内内摩摩擦擦和和聚聚
11、合合物物与与加加工工机机械械表表面面的的外外摩摩擦擦。引引起起熔熔体体流动性降低,制件流动性降低,制件表面粗糙表面粗糙,形成,形成流纹流纹。v润润滑滑剂剂是是提提高高润润滑滑性性、减减小小有有害害摩摩擦擦、降降低低界界面面黏黏附附为为目目的的的的助剂。脱模剂、防粘连剂、爽滑剂均属润滑剂范畴。助剂。脱模剂、防粘连剂、爽滑剂均属润滑剂范畴。v润润滑滑剂剂的的作作用用机机理理,可可分分为为外外部部润润滑滑机机理理和和内内部部润润滑滑机机理理(与与增塑剂的作用相似)。增塑剂的作用相似)。v常常用用润润滑滑剂剂主主要要有有以以下下几几类类:脂脂肪肪酸酸及及其其酯酯类类、脂脂肪肪酸酸酰酰胺胺、金金属属皂皂
12、、烃烃类类、有有机机硅硅化化合合物物、其其它它(包包括括高高级级醇醇、复复合合润润滑滑剂等)。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与与树树脂脂的的相相容容性性大大小小适适中中,内内部部和和外外部部润润滑滑作作用用平平衡衡,不不喷喷霜,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不不降降低低聚聚合合物物的的力力学学强强度度、HDT、耐耐侯侯性性、透透明明性性和和电电性性能能,不不影影响响塑塑料料的的二二次次加加工工性性能能如如印印刷刷性性、粘粘合合性性、电电镀镀和和焊焊
13、接接性能性能v本本身身的的耐耐热热性性和和化化学学稳稳定定性性优优良良,在在高高温温加加工工中中不不分分解解、不不挥发,不与树脂或其它助剂发生有害反应挥发,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染染料料应应用用于于纺纺织织纤纤维维印印染染,着着色色性性强强,色色泽泽鲜鲜艳艳,但但耐耐热热、耐耐光光和和耐耐溶溶剂剂性性差差,易易形形成成串串色色和和污污染染,一般不能应用于塑
14、料着色中。一般不能应用于塑料着色中。v颜颜料料是是不不溶溶性性的的,为为塑塑料料的的主主要要着着色色剂剂。按按形形状状分分为为粉粉末末状状着着色色剂剂、颗颗粒粒着着色色剂剂、润润湿湿性性着着色色剂剂、液液体着色剂、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耐耐溶溶剂剂性性和和化化学学稳稳定定性
15、性好好,与与溶溶剂剂或或含含有有增增塑塑剂剂的的制制品品接接触触而而不不会会发发生生溶溶出出而而迁迁移移、串串色色。并并能能耐耐酸酸碱碱,与与其其它它助助剂剂不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在在改改性性塑塑料料领领域域,无无机机填填料料是是最最便便宜宜、性性能能特特异异和和来来源源广广泛泛的的增增强强剂剂和和填填充充剂剂。但但无无机机物物与与有有机机聚聚合合物物的的结结构构极不相同,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。
16、v偶偶联联剂剂为为两两性性结结构构的的物物质质,其其分分子子中中部部分分基基团团与与无无机机物物表表面面形形成成强强固固的的化化学学键键合合;另另一一部部分分可可亲亲和和有有机机物物,可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按按化化学学结结构构可可分分为为:硅硅烷烷类类、钛钛酸酸酯酯类类、锆锆类类和和有有机机络络合物几类。合物几类。q抗静电剂抗静电剂v大大多多数数塑塑料料都都具具有有优优良良的的绝绝缘缘性性和和耐耐水水性性,但但容容易易静静电电聚聚集集,加加之之吸吸水水率率低低,静静电电不不易易消消除除,易易吸吸附附灰灰尘尘,影影响透明和表面,某些场合会引起精密元件静电击穿。响
17、透明和表面,某些场合会引起精密元件静电击穿。v一般一般体积电阻率体积电阻率101214 cm的的塑料都有抗静电的必要。塑料都有抗静电的必要。v抗抗静静电电剂剂就就是是为为了了降降低低塑塑料料的的表表面面电电阻阻率率和和体体积积电电阻阻率率,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实实际际上上,抗抗静静电电剂剂大大多多数数为为表表面面活活性性剂剂,可可分分为为:阳阳离离子型、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
18、主要表现为:v其其亲亲水水基基增增加加制制品品表表面面的的吸吸湿湿性性,形形成成一一个个单单分分子子的导电膜的导电膜v离离子子型型抗抗静静电电剂剂增增加加制制品品表表面面的的离离子子浓浓度度,从从而而增增加导电性加导电性v介介电电常常数数大大的的抗抗静静电电剂剂可可增增加加摩摩擦擦体体间间隙隙之之间间的的介介电性电性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与与塑塑料料的的相相容容
19、性性适适中中,既既有有一一定定相相容容性性又又有有一一定定不不相相容容性性,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、结结晶晶温温度度必必须须低低于于熔熔点点,但但不不能能太太接接近近玻玻璃璃化化温温
20、度度,以以便便使使分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加加入入成成核核剂剂的的目目的的就就是是为为了了让让熔熔体体形形成成更更多多的的晶晶核核,使使球球晶晶变变小小,既既加加快快了了结结晶晶速速度度,又又使使球球晶晶结结构构更更精精细细,达达到到更更好好的的透透明度和表观。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
21、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v1、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)v2、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v3、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在在有有关关工工业业卫卫生生、环环境境及及接接触触食食品品的的制制品品中塑料添加剂的使用现状中塑料添加剂的使用现状 任任何何情情况况下下必必须须首首先先考考虑虑添添加加剂剂对对人人体体的的危危害害,下下列情形需要重视:列情形需要重视:1、生产(原料、杂质及副产品)、生产(原料、杂质及副产品)2、添
22、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、成成品品的的使使用用,用用过过物物品品的的处处理理(废废物物存存放放场场由由于于焚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主主要要是是在在改改性性加加工工过过程程中中,必必须须对对塑塑料料添添加加剂剂对对人人体体的的毒毒性性进进行行评评估估,作作好好防防范范。一一旦旦添添加加剂剂加加入入塑塑料料中中以以后后,直直接接毒毒性性危危害将很小。害将很小。q日用品中的添加剂日用品中的添加剂v塑塑料料添添加加剂剂总总可可能能有有少少量量迁迁移移到到产产品品表表面面或或进进入入周周围围环环境境中中,并并直直接接或或间间接接进进入入人人体体。特特别别在在食食品品包包装装材材料料、儿儿童童玩玩具具、药药物包装、纺织品。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。谢谢各位谢谢各位!广州金发科技股份有限公司广州金发科技股份有限公司2/1/2023