1、第2章 高分子加工用助剂,一般把104以上分子量的分子称为高分子。 在组成上，大多数高分子是许多结构单元以共价键连结形成的。因此，将能够用重复单元表示的高分子称为聚合物，仅用一种重复单元就能表示的聚合物称为规则聚合物，不能仅用一种重复单元表示的聚合物称为无规则聚合物。,2.1 概论,高分子根据来源可分为天然高分子和合成高分子，天然高分子包括蛋白质、纤维素、淀粉、天然椽胶等，合成高分子包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。合成高分子是以单体为原料，在适当条件下人工合成的高分子。 按材料分类，高分子可分为处于高弹态的橡胶、处于取向态并在取向方向上具有较高强度的纤维、处于玻璃态与半晶态的塑料、以
2、及涂料，黏合剂等。,2.1 概论,高分子的成型加工是将高分子转变成实用材料或制品的一种工程技术。 这些高分子在加工使用过程中本身存在着各种缺陷，如有的耐热性差，有的加工性能差等，只有通过向其中添加一系列其他物质来改善其缺陷，才能达到实用、耐久、增强等目的。,2.1 概论,助剂的定义 这类广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料等工业产品的生产和加工过程，旨在改善其加工行为或赋予制品某些特定功能的辅助化学品称为助剂。 助剂是精细化工行业中的一大类产品，它能赋予制品以特殊性能，延长其使用寿命，扩大其应用范围，能改善加工效率等。因此，助剂广泛应用于化学工业，特别是有机合成，塑料、纤维、橡胶等合成材料的制
3、造加工中。,2.1 概论,助剂的类别 高分子助剂可以分为“合成用助剂”和“加工用助剂”两大体系。 合成用助剂是指由单体制备合成树脂、合成橡胶等聚合物的过程所涉及的各种辅助化学品，如乳化剂、分散剂、引发剂、分子量调节剂、终止剂和阻聚剂等。 加工用助剂是指那些为改善某些材料的加工性能和最终产品的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。,2.2 塑料加工用助剂,塑料是指在热及压力的作用下能进行塑化成型，制成一定形状且能满足某些用途的一类高分子材料。塑料成型加工的目的在于根据各种塑料固有的性能，利用一切可以施行的方法，使其成为满足不同领域应用要求，具有需要尺寸和形状的制品。,2.2 塑
4、料加工用助剂,塑料的主要成份是改性天然树脂和合成树脂，但一般都不是单纯的树脂，或多或少含有各种助剂。助剂加入后可以改善塑料的成型工艺性能，改善塑料制品的使用性能、降低成本等。用作塑料成型加工的合成树脂主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、酚醛树脂等，其中聚氯乙烯加工过程中所需添加的助剂种类较多。,2.2 塑料加工用助剂,在选择助剂时，必须考虑以下五个因素，才能达到预期效果。1、与树脂的配伍性 所加助剂必须能长期、稳定、均匀地存在于树脂中，才能发挥其应有的功能。有机助剂要求与塑料具有良好的相容性，否则助剂易析出（即喷霜或渗出）；无机助剂则要求细小、分散性好。2、耐久性 助剂
5、的损失主要通过挥发、抽出和迁移三个途径。挥发性大小取决于助剂本身的性能，抽出和迁移性则与助剂和聚合物之间的相互溶解度有关。3、对加工条件的适应性 主要是耐热性，使之在加工过程中不分解、不易挥发和升华，还要考虑助剂对成型设备和模具的腐蚀性。4、制品用途对助剂的制约 选用助剂必须考虑制品的外观、气味、污染性、耐久性、电性能、热性能、耐侯性、毒性、经济性等各种因素。5、协同效应 要尽量选用助剂之间具有协同作用的物质，应避免拮抗作用，以充分发挥助剂在塑料中的作用。,2.2 塑料加工用助剂,2.2.1 增塑剂 2.2.2 稳定剂 2.2.3 阻燃剂 2.2.4 润滑剂 2.2.5 抗静电剂 2.2.6
6、着色剂 2.2.7 发泡剂,2.2.1 增塑剂,凡添加到聚合物体系中能使聚合物玻璃化温度降低，塑性增加，使之易于加工的物质均可称为增塑剂。 它们通常是高沸点、较难挥发的液体或低熔点的固体，一般不与聚合物发生化学反应。 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，降低聚合物分子链的结晶性，亦即增加聚合物塑性。表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，伸长率、曲挠性和柔韧性提高。,2.2.1 增塑剂,增塑机理 增塑剂对聚合物的增塑机理有不同的理论解释，主要有润滑理论、凝胶理论、溶剂化理论和极性理论等，它们从不同角度对塑化现象进行了解释，但都存在一定
7、的局限性。 也有按增塑剂与聚合物之间的极性关系对增塑机理加以解释的，即非极性增塑剂加入到非极性聚合物中增塑时，增塑剂主要起隔离作用；极性增塑剂加入到极性聚合物中增塑时，增塑剂分子的极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用；非极性增塑剂加到极性聚合物中增塑时，增塑剂起遮蔽作用。这三种作用的目的都是为降低聚合物分子间的作用力，提高聚合物的可塑性。,2.2.1 增塑剂,分类： 增塑剂有多种分类方法，常用的分类方法是按增塑剂与聚合物相容性的优劣划分为主增塑剂、辅助增塑剂和增量剂。 主增塑剂与聚合物相容性好，不仅能进人聚合物分子链的无定型区，而且能插入分子链的结晶区，不会造成渗出、喷霜等现象，可单独使用。
8、 辅助增塑剂与聚合物相容性较差，分子只能进入聚合物分子的无定型区，而不能插入结晶区，只能与主增塑剂配合使用。 增量剂是一些与聚合物相容性更差，价格低廉的辅助增塑剂，如氯化石蜡等。,2.2.1 增塑剂,并非每种塑料都要加增塑剂，如聚乙烯、聚丙烯这两大类通用塑料，不加增塑剂也能制造出薄膜。可是有些树脂如不加一定量的增塑剂就不能制得软质制品，如聚氯乙烯、纤维素塑料、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、有机玻璃等。目前，大约有8090%的增塑剂消耗于聚氯乙烯的软制品。聚氯乙烯软制品平均使用45份左右的增塑剂（注：在塑料、橡胶加工中，助剂用量一般以“份”表示，即对应于100重量份生胶、树脂所添加的助剂重量份数。“
9、份”和国外常用的英文缩写“phr”相对应）。,2.2.1 增塑剂,增塑剂的主要品种1、邻苯二甲酸酯类 这是增塑剂中产量和用量最大的一类，约占增塑剂总量的80左右，生产的品种约有30个，大量应用的有十多个，主要品种有邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二庚酯(DHP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)等。这类增塑剂是通用型增塑剂，用作主增塑剂。它品种多，产量高，并且有色泽浅、毒性低、电性能好、挥发性小、气味少、耐低温性等特点。目前国产增塑剂仍以被欧盟禁（限）用的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为主，约占总产量的
10、75%。 下面介绍两个主要品种的生产方法。,2.2.1 增塑剂,增塑剂的主要品种2、脂肪酸酯类 脂肪酸酯类增塑剂多用作低温增塑剂，这是因为它的低温性能很好，但与聚氯乙烯的相容性较差，故只能用作耐寒的辅助增塑剂，与邻苯二甲酸酯类并用。大量使用的有己二酸二辛酯(DOA)、壬二酸二辛酯(DOZ)、癸二酸二丁酯(DBS)及癸二酸二辛酯(DOS)等。,2.2.1 增塑剂,增塑剂的主要品种3、磷酸酯类 磷酸酯与聚氯乙烯等树脂有良好的相容性，特别是阻燃性能好，但有毒。它们既是增塑剂，又是阻燃剂。芳香族磷酸酯的低温性能较差，而脂肪族磷酸酯的低温性能较好，但热稳定性较差，耐抽出性不如芳香族磷酸酯。其主要品种有磷
11、酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、磷酸三辛酯(TOP)、磷酸二苯一辛酯(DPOP)等。,2.2.1 增塑剂,增塑剂的主要品种4、柠檬酸酯类 柠檬酸化学名称为2-羟基-1,2,3-丙烷三羧酸，与适当碳原子的醇进行酯化，使产品的相对分子质量控制在400700之间，可作为PVC增塑剂。它对聚氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物均有良好的相容性。其中柠檬酸三乙酯(TEC)、柠檬酸三丁酯(TBC)和柠檬酸乙酰化产品已被美国FDA批准用作无毒增塑剂，用于食品包装、医疗器具、儿童玩具以及个人卫生用品等方面。,2.2.1 增塑剂,增塑剂的主要品种 5、环氧酯类 环
12、氧增塑剂是近年应用很广的助剂，它既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯化氢，又能与聚氯乙烯树脂相容，所以它既是增塑剂又是稳定剂。大部分环氧酯类增塑剂具有热稳定效果。环氧化油通常具有良好的耐抽出性、抗迁移性及低温性能，主要用于耐候性高的聚合物制品的辅助增塑剂。主要品种有：环氧大豆油、环氧脂肪酸丁酯、环氧脂肪酸辛酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯(EPS)。,2.2.1 增塑剂,增塑剂的主要品种6、聚酯类 聚酯增塑剂一般塑化效率都较低，黏度大，加工性和低温性都不好，但挥发性低、迁移性小，耐油和耐肥皂水抽出，因此是很好的耐久性增塑剂。通常需要同邻苯二甲酸酯类主增塑剂并用。多用于汽车、电线电缆、电冰箱等长期使
13、用的制品中。聚酯增塑剂主要是二元酸和二元醇的聚合物，分子量一般在10006000之间。,2.2.1 增塑剂,增塑剂的主要品种7、偏苯三酸酯类偏苯三酸酯类是一类性能十分优良的增塑剂，兼有单体型增塑剂和聚合型增塑剂两者的优点。挥发性低、迁移性小、耐抽出和耐久性类似于聚酯增塑剂，而相容性、加工性和低温性又类似于邻苯二甲酸酯类。主要品种有：偏苯三酸辛酯(TOTM)、偏苯三酸三（正辛正癸酯）（NODTM）。,2.2.1 增塑剂,增塑剂的主要品种8、含氯增塑剂 氯化石蜡是目前广泛使用的含氯增塑剂，价格低，电性能优良，具有难燃性，但相容性较差，仅用作辅助增塑剂。,2.2.2 稳定剂,塑料在成型加工、贮存和使
14、用过程中，因各种因素导致其结构变化、性能变坏。逐渐失去使用价值的现象统称塑料老化。 引起老化的外在因素是光、氧、热、电场、辐射、应力等物理因素，溶剂或化学介质侵蚀等化学因素，霉菌、虫咬等生物因素等；内在因素是分子结构和所加添加剂的作用等影响。其中以光、氧、热三者影响最甚，而抑制或延缓其影响的最主要方式是添加光、氧、热稳定剂。,2.2.2 稳定剂,1、抗氧剂高聚物的氧化是一种游离基连锁反应。抗氧剂可以捕获活性自由基，生成非活性自由基，从而使连锁反应终止。它还能分解氧化过程中产生的聚合物氢过氧化物，生成非自由基产物，从而中断连锁反应。总之，抗氧剂的作用在于延缓高分子材料的氧化过程，保证它们能够顺利
15、进行加工并延长其使用寿命。抗氧剂广泛用于橡胶、聚烯烃塑料和纤维等高分子材料其中橡胶工业中抗氧剂通称为防老剂。,2.2.2 稳定剂,1、抗氧剂 抗氧剂按照作用机理分为自由基抑制型和过氧化物分解型两类。 自由基抑制剂又称为主抗氧剂，包括胺类和酚类两大系列。胺类抗氧剂几乎都是芳香族仲胺的衍生物，主要有二芳基仲胺、对苯二胺、醛胺等。它们大多具有较好的抗氧性能，一般用于橡胶工业。酚类抗氧剂主要是受阻酚类，抗氧效果较前者差，但无污染，主要用于塑料及浅色橡胶制品。 过氧化物分解剂又称为辅助抗氧剂，主要是硫代二丙酸酯等硫代酯和亚磷酸酯两大类。它们主要用于聚烯烃中，与酚类抗氧剂并用，以产生协同作用。 抗氧剂还包
16、括铜抑制剂和抗臭氧剂。铜抑制剂能抑制重金属对聚合物氧化的催化作用，多数是肼的衍生物、肟类和醛胺的缩合物。抗臭氧剂主要用于二烯类橡胶。,2.2.2 稳定剂,2、热稳定剂塑料在成型加工中因热、摩擦、剪切等物理作用和使用过程中因热、光、氧等外界条件作用而发生降解，从而使制品性能变坏甚至失去使用价值，为抑制这种作用须添加热稳定剂。聚氯乙烯(PVC)及其共聚物加热到100以上即发生脱氯化氢反应，在成型加工温度(170以上)降解反应加速。因而PVC必须加入热稳定剂以抑制上述作用，这些热稳定剂都能捕捉氯化氢。,2.2.2 稳定剂,2.2.2 稳定剂,2、热稳定剂 热稳定剂主要有金属皂类、铅盐类、有机锡类及复
17、合稳定剂等。在选择一种热稳定剂时，首先要对其各种性能进行评价试验，在此基础上进行分析比较，以求选出一种较为满意的物质。由于影响热稳定性的因素很多，各种稳定剂的效果差异很大，往往需要若干种配合使用才能达到满意的效果。评价热稳定剂的性能主要是耐热性、耐候性和加工性，但对不同制品、不同使用目的，还应考虑透明性、相容性、机械强度、电绝缘性、耐硫化性、毒性和对其他助剂的影响。,2.2.2 稳定剂,3、光稳定剂长期暴露在室外的塑料受日光、温度变化、大气组成（臭氧、硫及其他化学介质）、水分等影响，材料外观和物理机械性能发生变化，即产生天候老化。由于紫外线的波长短，能量高，塑料吸收紫外线后易形成电子激发或破坏
18、化学键，引起自由基链式反应，因此是天候老化的主要原因。又由于大气中有氧，常伴随光氧化反应而发生断链和交联，形成含氧官能团，从而导致塑料性能变化，即发生光氧老化。凡能够抑制这一过程的物质称为光稳定剂。光稳定剂对于防止或抑制光氧老化、延长塑料的使用寿命，效果十分显著，而用量极少，通常仅需0.010.5%。,2.2.2 稳定剂,3、光稳定剂 在塑料中添加的光稳定剂应具备以下条件： 能强烈吸收290400nm波长范围的紫外线，或能有效地淬灭激发态分子的能量，或具有足够的捕获自由基的能力； 与塑料及其添加剂有良好的相容性； 具有良好的光稳定性； 化学稳定性好； 热稳定性良好； 不污染制品； 无毒或低毒；
19、 耐抽出、耐水解性能优良，价格低廉。,2.2.2 稳定剂,3、光稳定剂 光稳定剂品种繁多，按其作用机理大致可分光屏蔽剂、紫外线吸收剂、淬灭剂和自由基捕获剂，其中以紫外吸收剂最重要。 紫外线吸收剂是能强烈地选择性吸收高能量的紫外光；进行能量转换，以热能形式或无害的低能辐射将能量释放或消耗的物质。 光屏蔽剂一般是指能够反射和吸收紫外线的物质。加入光屏蔽剂使塑料屏蔽紫外线光波、减少紫外线的透射作用，从而使其内部不受紫外光的危害。炭黑、氧化锌，一些无机颜料、有机颜料常作为光屏蔽剂。,2.2.3 阻燃剂,阻燃剂是在五十年代后期才广泛应用的，主要用于塑料制品。由于大多数塑料是可以燃烧的，要将其应用在汽车、
20、飞机、船舶、建筑、电器等方面，迫切需要解决其燃烧性问题。能够增加塑料等高分子材料制品耐燃性的物质就叫做阻燃剂。含有阻燃剂的塑料大多数是自熄性的，也可以是不燃性的。自熄性或不燃性的塑料近年发展很快，因此对阻燃剂的需要量也急剧增长。,2.2.3 阻燃剂,从阻燃剂作用机理看，阻燃剂至少具有下列一种作用：在燃烧反应的热作用下，被加入的阻燃剂能进行吸热的热分解反应，例如水合氢氧化铝，使温度上升减慢，延缓被阻燃物的热分解速度，如卤锑系统阻燃剂；阻燃剂受热分解后，释放出能阻断连续反应的阻断剂，以减缓气相反应速度；能进一步促使被阻燃物质表面热分解过程中产生碳化层和泡沫带，从而使被阻燃物表面温度降低，使气体热分
21、解产物的形成速度降低而难于持续燃烧，如磷氮系统的阻燃剂。,2.2.3 阻燃剂,具有实用价值的阻燃剂必须具备下列条件： 不降低高分子材料的物理性质，如耐热性、机械强度、电气性能； 分解温度不应太高，但在加工温度下又不能分解； 耐久性和耐候性好； 阻燃效率高； 阻燃剂本身无毒，其热分解产物亦无毒，无刺激性； 价廉。,2.2.3 阻燃剂,阻燃剂主要是含磷、卤素、硼、锑、钛、氮的有机物和无机物。 通常按使用方法，将阻燃剂分为反应型和添加型两大类。 反应型阻燃剂在高分子合成时作为一个组分参与反应，主要用于热固性塑料。 添加型阻燃剂是在塑料加工时加入，一般用于热塑性塑料。 目前消耗阻燃剂最多的塑料品种是硬
22、质和软质聚氨酯泡沫塑料、软质聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯和聚烯烃。,2.2.3 阻燃剂,1、无机阻燃剂 特点：毒性低，多数无机阻燃剂是无毒的；不产生腐蚀性气体；多数无机阻燃剂完全不发烟；热稳定性好；价廉，来源丰富。 (1) 三氧化二锑 (2) 氢氧化铝(3) 氢氧化镁(4) 硼酸锌 (5) 聚磷酸铵(APP),2.2.3 阻燃剂,2、有机磷系阻燃剂磷系阻燃剂的阻燃作用在于阻碍向火焰供给燃料，降低聚合物裂解速度和催化聚合物的交联反应，这样就促使聚合物的碳化，增加燃烧残余物的量。当磷系阻燃剂与一定的氮化合物共同使用时，阻燃效力比两种阻燃剂单独使用时效力之和还大，这就是所谓磷氮协同效应。(1) 磷酸酯类
23、(2) 磷酸三（-氯乙基）酯(TUEP)(3) 磷酸三（1,3-二氯丙基）酯,2.2.3 阻燃剂,3、卤素阻燃剂卤系阻燃剂特别是溴化合物在阻燃剂中占有重要地位。卤系阻燃剂的制备方法通常是溴或氯与烯烃的加成，卤化氢与烯烃加成；溴或氯与烃类取代而成；由卤代双烯进行Diels-Alder加成。卤系阻燃剂通常与其他阻燃剂配合使用，既可降低费用，又能更好地发挥阻燃作用。实践证明，含有锑、磷的化合物与卤系阻燃剂配合使用能发挥更好的协同效应。,2.2.4 润滑剂,润滑剂是为了改善塑料，特别是热塑性塑料，在加工成型时的流动性和脱模性而添加的一种配合剂。润滑剂的主要作用是在加工过程中降低塑料材料与加工机械之间和
24、塑料材料内部分子之间的相互摩擦，从而改善塑料的加工性并提高制品的性能。前者称为外部润滑作用，后者称为内部润滑作用。,2.2.4 润滑剂,对外部润滑作用来说，应该要求润滑剂与聚合物相容性低。在加工过程中，润滑剂容易从聚合物内部向表面渗出，黏附在加工设备的接触面上，形成一层很薄的“润滑剂分子层”。这样，就可以减少聚合物与设备之间的摩擦力，从而防止已经达到粘流态的熔融聚合物粘结在设备表面上，以使加工过程中的物料具有良好的离辊性和脱膜性，并且保证制品的光洁度。 对内部润滑作用来说，则应该要求润滑剂对聚合物有一定的相容性这样，润滑剂就可以留在聚合物分子链之间，从而可以减少聚合物分子的内摩擦，并降低聚合物
25、的熔融流动粘度，即增加物料的流动性，同时可以防止因剧烈的内摩擦而导致物料过热。 以上两种润滑作用往往同时存在，一个优良的润滑剂既具有内部润滑性同时也具有外部润滑性，同时它还应有以下性能：分散性良好、与聚合物有适当的相容性、热稳定性良好具有高温润滑性、不损害最终产品的物理性质、无毒、不引起颜色漂移。,2.2.4 润滑剂,润滑剂的种类很多，分类的方法也有多种。按照其化学成分和结构可分为无机和有机润滑剂。最常用的主要是有机润滑剂，按化学结构可分为以下几种； 1、碳氢化合物 2、高级脂肪酸 3、脂肪酸皂类 4、酯类 5、酰胺类 6、硅油类,2.2.5 抗静电剂,抗静电剂是添加在树脂中或涂附在塑料制品和
26、合成纤维表面以防止高分子材料的静电危害的一类化学助剂。 根据赫尔姆霍茨(Helmholtz)接触电位学说，在两种不同物质的接触面处，表面能位的差别导致产生接触电位差，使一方带有正电，另一方带负电。 塑料等高分子材料在摩擦的接触面处容易积累大量正电或负电，如果不能及时将这些静电荷泄露，就会造成各种静电危害。,2.2.5 抗静电剂,抗静电剂是能够消除或防止静电危害的化合物，其作用在于将塑料中积累的静电荷迅速中和或泄露。因此作为抗静电剂应使用离子导电性大或电子导电性大的化合物。现在广泛使用的抗静电剂都是离子导电性化合物。 在抗静电剂的分子结构中都由两个不同的部分组成，一个是亲油部分，另一个是亲水部分
27、。现在所用的抗静电剂主要是界面活性剂，通过调整亲水基和亲油基的比例就可制得油溶性或水溶性抗静电剂。根据亲水基电离时的带电符号，可将抗静电剂分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型几个类别。现在使用的抗静电剂多数是水溶性的，但有的品种溶解于水后能发生离解，有的则不发生离解。为了充分发挥抗静电剂的活性，其用量应在胶束形成临界浓度之上。,2.2.5 抗静电剂,选择抗静电剂应考虑的因素有很多，最重要的是其与塑料的相容性。相容性太大时、抗静电剂向塑料表面的迁移过慢，难以形成抗静电层。对此，要达到所要求的效果则必须增大添加量，这样往往会使塑料性能发生变化。反之如果抗静电剂的相容性太差时，其向塑料的迁移
28、过快，又会对制品外观、印刷性和粘合性等性能产生不良的影响。影响相容性的因素有塑料的极性、分子结构、分子量、结晶性、塑料和抗静电剂的溶解度参数等。抗静电剂在成型加工时的热稳定性好坏也是其选择条件之一。另外还要考虑抗静电剂的毒性的大小及价格的高低等。,2.2.6 着色剂,广义而言，凡能改变塑料颜色的物质均可称为着色剂，工业上所指的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。塑料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，如金属、珠光、荧光、磷光颜料和斑纹色料等。,2.2.6 着色剂,对着色剂的要求：着色力大，着色力是指着色剂及其本身的色彩对塑料制品颜色影响的
29、能力。遮盖力高，指阻止光线穿透制品的能力，即透明程度。分散性好，要求着色剂能以微小粒子均匀分散在树脂中。耐热性好，着色剂必须能承受成型加工和使用过程中热量的考验，高温不使其变色或升华。耐候性好，着色剂在塑料制品使用过程中，要对环境天候的影响有一定的抵御能力。 耐迁移性高，耐迁移性包括耐油、水、有机溶剂的抽出，不致渗色，不致对相邻物体污染，即要求接触迁移尽量小，不致表面喷出、洇色。 化学稳定性好，即着色剂的耐酸碱性、耐氧化还原性、耐硫化物污染性高，其与抗氧剂等其他助剂的反应活性低。 毒性低，特别是食物包装材料、玩具、厨房用具等所采用的着色剂都要求无毒或低毒。,2.2.6 着色剂,着色剂主要分为无
30、机颜料和有机颜料两大类。无机颜料：通常是金属的氧化物、硫化物、硫酸盐、铬酸盐、钼酸盐等盐类以及炭黑。无机颜料的共同特点是：有较好的耐热性、耐光性以及无迁移性、遮盖力较强。其缺点是透明性、色泽鲜明性和着色力较差。有机颜料：一般特点是色相鲜明，透明性好，着色力强，分散性能良好，耐迁移性也较好，耐热、耐光性则较差，但随着新型高级有机颜料的开发，它们的耐热、耐光性得到了突破性进展，因此塑料着色中有机颜料的应用也越来越广泛，并有进一步扩大应用的趋势，现将几类性能较好的塑料着色用的有机颜料作一介绍。,2.2.6 着色剂,1、酞菁类颜料(蓝绿 ) 2、偶氮颜料(红、橙、黄几种颜色 )3、喹吖啶酮系颜料(橙、
31、红、紫色 )4、其他塑料着色用的有机颜料,2.2.7 发泡剂,现在，无论是日用品还是工业用品都大量使用各式各样的泡沫制品，使用这些泡沫制品可达到隔热、轻量化、增加弹力、隔音、节省资源等目的。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，它们可以是固体、液体或气体。在发泡过程中根据气孔产生的方式不同，发泡剂又可以分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。 物理发泡剂在发泡过程中依靠本身物理状态的变化产生气孔；化学发泡剂在发泡过程中，因发生化学变化而分解产生一种或多种气体使聚合物发泡。 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。,2.2.7 发泡剂,理想的
32、发泡剂应具备以下条件： (1)释放气体的时间短，其速度可以调节； (2)分解温度可以调节； (3)粒小而均匀，易分散； (4)发气量大而稳定； (5)分解时的放热少； (6)不污染树脂，无残存臭味； (7)贮存性好； (8)对硫化和交联无影响； (9)无毒无害。 完全满足上述各项条件的发泡剂是没有的，现有的发泡剂总是存在着这洋或那样的不足，应加以改善。有机发泡剂比无机发泡剂容易使用，粒径小，泡孔细密，而且分解温度一定，发气量大。,2.2.7 发泡剂,下面介绍几种主要发泡剂 1、N，N-二亚硝基五次甲基四胺 (DPT)2、发泡剂ADC,2.3 橡胶加工用助剂,生胶本身虽然具有一定的强韧性，单用生
33、胶生产制品，不但加工困难，而且产品的性能也不能满足使用的要求。因此，生胶必须经过炼胶并加入助剂，然后经过硫化制成硫化胶，才具有使用价值。 所谓橡胶助剂就是在橡胶加工时，加入胶料且能改善橡胶加工性能，提高橡胶制品质量，降低成本的各种化学品的总称，它涉及内容广泛，是橡胶加工业中不可缺少的重要部分。我国橡胶助剂总产量约为20万吨，占世界助剂总产量的17%左右，消费量在2003年超过美国，成为世界上最大的橡胶助剂市场。,2.3 橡胶加工用助剂,2.3.1 硫化剂 2.3.2 促进剂 2.3.3 增黏剂 2.3.4 防老剂 2.3.5 防焦剂,2.3.1 硫化剂,为了制得经久耐用的橡胶制品，一般是向生胶
34、中添加交联剂，然后进行成型加工和交联。塑性橡胶（线性结构）转变为弹性橡胶（体型结构）的交联过程通称为硫化。凡能使橡胶起交联作用的物质均可称为硫化剂（或交联剂）。 除了某些热塑性橡胶不需硫化外，天然胶与各种合成胶都需配以硫化剂进行硫化，硫化后得到的硫化胶才能满足橡胶制品的使用要求。,2.3.1 硫化剂,硫化过程主要是利用橡胶中的双键进行交联反应，其中橡胶烃脱氢生成的橡胶自由基可直接相互结合而交联，也可通过硫磺或其他非硫化合物发生交联。因此，交联形式主要有碳原子直接交联型、硫磺交联型和非硫硫化剂交联型三类。主要硫化剂有下列几种。 1、元素硫硫化剂 2、硫给予体 3、过氧化物硫化剂 4、醌的衍生物
35、5、多官能胺类化合物 6、树脂硫化剂,2.3.2 促进剂,在橡胶硫化中，凡能加快橡胶与硫化剂反应速率的物质，统称为硫化促进剂。 促进剂在橡胶硫化中起着非常重要的作用，加入少量促进剂，可以大大加快橡胶与硫化剂之间的反应，提高硫化速度、降低硫化温度、缩短硫化时间、减少硫化剂用量，改进硫化胶的物理机械性能，如提高抗张强度、定伸强度、耐磨耗性和硬度等，提高硫化胶的耐老化性能，能防止喷霜，扩大硫化胶的使用范围，可制造透明及各种颜色的橡胶制品。因此，促进剂已是橡胶工业必不可少的原料之一。,2.3.2 促进剂,促进剂可分为无机物和有机物两大类。无机促进剂自发现以来已有百余年，但因其效率低、硫化胶性能差，除了
36、在个别情况下少量使用外，目前已为有机促进剂所取代，无机促进剂中的氧化锌、氧化镁、氧化钙、碱式碳酸盐等现多用作有机促进剂的活性剂。由于有机促进剂的效能高、硫化特性好，硫化胶物理机械性能与老化性能优良，使这类促进剂得到迅速发展。目前商品化的有百余种，常用的不过五、六十种。按促进效力大小可将促进剂分为：超促进剂、中超促进剂、中速促进利、弱促进剂四种。由于橡胶类型不同，同一促进剂对不同橡胶硫化的促进作用亦不相同。,2.3.2 促进剂,选用促进剂时应对不同的胶料选择合适类型的促进剂，需考虑的因素有：橡胶类型：不同橡胶采用不同的硫化体系，其中包括促进剂类型的选择与匹配；焦烧性能：促进剂对胶料的焦烧时间起决
37、定性影响，因此选择时必须保证胶料在普通加工（混炼、压延、压出）中不致过早硫化；硫化胶性能：选择促进剂时，除了保证胶料的加工性之外，更要注意满足产品使用性能的要求，可以通过调整硫化体系来提高硫化胶的物理机械性能和耐老化性能；硫化速度；硫化胶耐硫化还原性：这在原制品中特别重要，因橡胶的导热性差，受热部位应选用耐返原性较好的促进剂，以免胶料在硫化过程中出现还原现象。除上述因素外，还应考虑到促进剂在胶料中的分散性、污染性、着色性、毒性以及其他配合剂的影响等问题。,2.3.2 促进剂,常用有机促进剂有： 1、二硫代氨基甲酸盐类 2、黄原酸类 3、秋兰姆类 4、噻唑类 5、次磺酰胺类 6、醛胺类 7、胍类
38、,2.3.3 增黏剂,添加于橡胶、塑料或胶黏剂中，对被粘物体具有湿润能力，通过表面扩散或内部扩散，能够在一定的温度、压力、时间下产生高黏合性的物质称增黏剂。 丁苯胶、氯丁胶、丁基胶等合成胶的自黏性比天然胶差，给加工造成困难，致使制品的性能低劣。为改善胶料的自黏性，在合成胶胶料中使用松香、古马隆树脂、酚醛树脂等树脂状物，于是这些物质被称为增黏剂。,2.3.3 增黏剂,现在增黏剂不仅是合成胶加工中不可缺少的助剂，而且在其他领域内应用也日趋广泛。其主要应用可归纳为如下几个方面：(1)改善合成橡胶胶料的自黏性，提高其加工性能；(2)提高橡胶胶黏剂的内聚力和对特种表面的黏接性，增加其耐热性及胶接保持时间
39、；(3)增加胶黏带用胶黏剂、热熔胶黏剂、印刷油墨等各种胶黏剂的黏附力。一般增黏剂多为热塑性树脂状物，分子量约为200-1500，玻璃转化点和软化点均较低，软化点范围在5-150之间，常温下呈半液体或固态，故在单独存在时或配入适当溶剂后具有流动性。目前可作为增黏剂使用的树脂品种很多，其中产量最大的是天然树脂及其衍生物。,2.3.3 增黏剂,作为有效的橡胶增黏剂应具备以下几个条件：(1)与橡胶基质的相容性大；(2)增黏剂本身具有很强的黏着性；(3)增黏效果持久且随时间的变化小；(4)不减低硫化速度及硫化胶的物理化学性能。 橡胶用增黏剂的主要品种有： 1、松香类树脂 2、烷基酚醛树脂 3、古马隆-茚
40、树脂 4、萜烯树脂 5、石油树脂,2.3.4 防老剂,无论是生胶还是硫化后的橡胶制品都具有不饱和双键，因此易受氧或臭氧的攻击而发生劣化变质，为防止这种劣化变质需配合各种防护助剂。一般把能防止氧化降解的助剂称为防老剂，能防止臭氧降解的助剂称为抗臭氧剂，有时也将两者统称为防老剂。,2.3.4 防老剂,防老剂的作用在于将生成的橡胶烃自由基R和过氧自由基ROO转变成不参与连锁反应的形式，或使氢过氧化物ROOH分解成稳定的醇型化合物，从而防止老化反应。对防老剂的性能要求是： (1)防老效果高； (2)尽可能无着色性和污染性； (3)对硫化无影响（不焦烧、不影响硫化胶物性）； (4)挥发性小，不喷霜，不渗
41、移； (5)分散性好，固体粉末不飞扬，使用时易于计量； (6)无毒、无臭； (7)价廉易得； (8)用作合成橡胶的稳定剂时，对橡胶和乳液的分散性好，无水解性。,2.3.4 防老剂,防老剂主要有胺类、酚类等，胺类防老剂又有胺和羰基化合物的缩合体及芳香族仲胺两类；酚类防老剂又有苯酚衍生物、双酚链烷衍生物、双酚硫醚衍生物及对苯二酚衍生物等。主要品种如下： 1、胺和羰基化合物的缩合体2、芳香族仲胺类 3、酚类防老剂4、其它防老剂,2.3.5 防焦剂,将生胶加工成为橡胶制品必须经过塑炼、混炼、压出、成型、硫化等多种加工过程。在硫化体系助剂配合到胶料之后的加工过程中，有时加工温度接近硫化温度，常常会发生“
42、提前硫化”，这一现象也称“焦烧”。 一般来说，防焦剂是指那些能防止胶料在操作期间产生早期硫化(即焦烧)，同时又不影响促进剂在硫化温度下正常发挥作用的物质。使用防焦剂的目的是为了提高胶料的操作安全性，增加胶料、胶浆的贮存期。,2.3.5 防焦剂,控制焦烧有很多措施，但最简单的办法就是在胶料中加入防焦剂。理想的防焦剂应具有以下特性；(1)加入防焦剂能使胶料的焦烧时间延长，这样可提高胶料在高温下的加工安全性；(2)加入防焦剂不应延长总的硫化时间；(3)对硫化胶物理性能不应有不良影响；(4)不应有交联作用：(5)易分散、不喷霜、不污染、不变色、不产生气孔等。 常用防焦剂大多数为有机化合物，按其化学结构
43、可分为酸类、酸酐类、硝基和亚硝基胺类的有机化合物等。 防焦机理有两种方式：一是把硫化体系中活化的硫磺自由基或硫化体系本身惰性化，二是将它们暂时转化为其他稳定的形式，硫化时再恢复功能。,2.4 纤维加工用助剂,纤维加工助剂是随着纺织及印染工业的发展而进步的，特别是20世纪70年代以后随着我国石油化工的发展，开始生产以涤棉混纺为主的各种混纺织物、中长纤维织物和合纤长丝织物等类纺织品，前处理、印染加工及后整理工艺随之发展，所需配套的各种助剂也开始陆续生产，至80年代中期形成高潮。 纺织染整助剂是为了提高纺织品质量、改善加工效果、提高生产效率、简化工艺过程、降低生产成本，改善织物的使用性能（舒适、保暖
44、、抗皱等），赋予功能性（防霉、防蛀、拒水、阻燃、抗菌等）等而在纺织产品加工中加入的化学品。根据纺织品加工工艺，可将纺织染整助剂分为纺织助剂和印染助剂，也可将其细分为纺织品前处理剂、纺织品染色和印花助剂、纺织品后整理剂等。,2.4 纤维加工用助剂,2.4.1 化纤油剂 2.4.2 渗透剂 2.4.3 匀染剂 2.4.4 柔软剂,2.4 纤维加工用助剂,2.4.1 化纤油剂 化纤油剂是在化学纤维的纺丝、牵伸及后处理过程中，喷附在纤维表面的化学助剂，可以提高纤维的摩擦、集束和抗静电性能，改善其牵伸、卷曲、卷绕及纺织加工性能。化纤油剂一般用润滑剂（有机或无机化合物）、抗静电剂(表面活性剂)、乳化剂(非
45、离子型有机化合物)和其它添加剂配制而成，是水包油或油包水形态的乳液，为纺织助剂中用量较大的品种之一。,2.4 纤维加工用助剂,2.4.2 渗透剂 在纺织工业的前处理和印染工序中都需用渗透剂。我国生产的渗透剂主要有丁基萘硝酸钠（渗透剂BX，又称拉开粉）、琥珀酸酯磺酸钠（渗透剂T）、聚氧乙烯醚类（渗透剂JFC、BS）、脂肪醇硫酸酯（渗透剂MP）、烷基磷酸酯（渗透剂OPE）及复合型渗透剂等类别，主要的品种是渗透剂JFC、T和BX。,2.4 纤维加工用助剂,2.4.3 匀染剂 在织物印染中，匀染剂可促使染料分子均匀分布在织物上以保证染色质量。 我国匀染剂的生产以非离子型产品为主，这类产品主要是脂肪醇聚
46、氧乙烯醚类，它们对各类染料有良好的匀染性、缓染性、渗透性、分散性，是我国最通用的匀染剂产品。,2.4 纤维加工用助剂,2.4.4 柔软剂 纤维经过纺丝，纺纱、织布、整理等许多工序制成纺织品，在此过程中，去除了天然纤维所含蜡质和油脂，加之合成纤维使用量的增加使织物产生粗糙的手感，为使织物保持持久的滑爽、柔软，提高裁剪和缝制工序的效率，改善织物的穿着性，往往需要使用柔软剂。 1、表面活性剂类柔软剂 2、反应性柔软剂 3、非表面活性剂类柔软剂,2.5 涂料加工用助剂,2.5.1附着力促进剂 2.5.2防粘连剂 2.5.3防缩孔剂 2.5.4防发花剂和防浮色剂 2.5.5消泡剂和抑泡剂 2.5.6防流挂剂 2.5.7流平剂,2.6 其它合成材料加工助剂,增粘剂 偶联剂 增强剂乳化剂 润滑剂 分散剂 消泡剂,增粘剂 偶联剂 增强剂 润湿剂 乳化剂 润滑剂 分散剂 消泡剂,流变剂 防沉剂 催干剂 抗结皮剂 防污剂 防霉剂 杀菌剂 导电剂,消光剂 增光剂 耐磨剂 成膜剂 增稠剂 阻聚剂 引发剂 填 料,作业,聚合物加工助剂的种类（十种以上） 涂料用助剂种类（十种以上） 请举例说明选用聚合物助剂的基本原则 请举例说明聚合物助剂的分类。,
