有关塑料论坛中 塑料助剂 的基本知识?

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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分解为非自由基产物.硫代二丙酸二月桂酯和亚磷酸一苯二异辛酯是最常用的辅助抗氧剂.主、辅抗氧剂通常并用,以发挥协同效应
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光稳定剂 塑料和其他聚合物吸收了紫外光能量,可引发自动氧化反应,并导致降解.这一过程称为光氧化或光老化,能够抑制或延缓这一过程的物质称为光稳定剂.20世纪40年代,最先在醋酸纤维素中使用水杨酸苯酯作光稳定剂.50年代初和60年代初,分别出现了二苯甲酮和苯并三唑类,70年代中期又出现了受阻胺类光稳定剂.光稳定剂主要用于聚烯烃,尤其是聚丙烯.聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酯也使用少量的光稳定剂,其用量约0.1％～0.5％.
按其作用机理,光稳定剂有紫外线吸收剂、猝灭剂、光屏蔽剂之分.紫外线吸收剂强烈吸收290～400nm波长的紫外光,2-羟基－4-辛氧基二苯甲酮（UV-531）和2-（3′,5′－二叔丁基－2′－羟基苯基）－5－氯苯并三唑(UV-327)是效果最佳的两个品种.猝灭剂大多是镍的有机络合物.它能迅速而有效地将吸收能量的激发态分子猝灭（回复到平衡态）,从而避免引发光化学反应.光屏蔽剂可减弱紫外线的透射作用,通常用炭黑.新型的受阻胺类光稳定剂主要是四甲基或五甲基哌啶醇的衍生物,它们具有捕获自由基、猝灭单线态氧和分解过氧化物的综合功能,因此是很有效的光稳定剂.
阻燃剂 大多数塑料具可燃性.随着塑料在建筑、家具、交通、航空、航天、电器等方面的广泛应用,提高塑料的阻燃性已成为十分迫切的课题.阻燃剂是抑制聚合物燃烧性的一类助剂,它们大多是元素周期表中第Ⅴ、Ⅶ和Ⅲ族元素的化合物；特别是磷、溴、氯、锑和铝的化合物.
阻燃剂分添加型和反应型两大类.添加型阻燃剂主要是磷酸酯和含卤磷酸酯、卤代烃、氧化锑、氢氧化铝等.优点是使用方便、适应性强.但由于添加量达10％～30％,常会影响塑料的性能.反应型阻燃剂实际上是含阻燃元素的单体,所以对塑料性能的影响较小.常见的反应型阻燃剂,如用于聚酯的卤代酸酐、用于环氧树脂的四溴双酚A和用于聚氨酯的含磷多元醇等.
阻燃剂最初在美国使用,20世纪60年代后用量剧增,目前用量仅次于增塑剂.消耗阻燃剂最多的塑料品种是聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、不饱和聚酯、ABS树脂和聚丙烯.
发泡剂 分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类.化学发泡剂又分为无机发泡剂和有机发泡剂.它们在聚合物中因受热气化或分解产生气体,从而使聚合物料产生泡孔,故而得名.物理发泡剂主要是氯代烃或氟氯代烃,如三氯氟甲烷、三氯三氟乙烷等.主要用于生产聚氨酯泡沫塑料.化学发泡剂的主要品种是偶氮二甲酰胺（发泡剂AC）和N,N′－二亚硝基五亚甲基四胺（发泡剂H）,前者多用于塑料,后者常用于橡胶.
抗静电剂 聚合物的体积电阻率一般高达1010～1020Ω·cm,易积蓄静电而发生危险.抗静电剂多系表面活性剂,可使塑料表面亲合水分,离子型表面活性剂还有导电作用,因而可以使静电及时泄漏.按照使用方法,抗静电剂分外部抗静电剂和内部抗静电剂.外部抗静电剂是0.5％～2.0％的稀溶液,用以涂布塑料的表面.内部抗静电剂是添加型的,用量0.1％～3.0％不等.阳离子表面活性剂,如铵盐、季铵盐和烷基咪唑啉等类,是塑料常用的抗静电剂.
防霉剂 一些聚合物可被霉菌、细菌、放线菌等微生物所降解,尤以霉菌危害最甚.易滋生霉菌的聚合物有聚酰胺、增塑的聚氯乙烯、聚乙烯醇、硝酸纤维素、聚氨酯、天然橡胶等.塑料工业使用季铵盐类表面活性剂、三丁基锡衍生物、8-羟基喹啉铜、水杨酸苯汞、2-乙基己酸二苯基

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