合成材料助剂.ppt定稿

2021-04-25 13:04:09本页面

合成材料助剂.ppt定稿


【正文】

合成材料助剂,参考书:,聚合物材料用化学助剂,助剂化学及工艺学,第一章绪论,一、助剂的概念和作用,广义:指某些材料和产品在生产和加工过程中为改进生产工艺和产品的性能而加入的辅助材料,狭义:加工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,1、概念,2、作用,助剂是精细化工行业中的一大类产品,赋予制品以特殊性能;延长制品使用寿命;扩大产品的应用范围;改善产品的加工性能;加速反应过程;提高产品收率,3、应用,广泛应用于塑料、橡胶、纤维三大合成材料,还广泛用于纺织、印染、涂料、造纸、食品等典型精细化工行业,如纺织工业中使用的消泡剂、抗静电剂、着色剂。

印染工业中使用的增稠剂、乳化剂、固化剂;涂料工业中使用的消泡剂、流平剂、分散剂;造纸行业中使用的润滑剂、抗水剂、增光剂;食品生产中使用的添加剂乳化以及包装材料用的助剂等,以塑料为例说明助剂的广泛用途,PVC(聚氯乙烯)的加工温度和分解温度很接近,如果不用热稳定剂,无法加工PVC是极性聚合物分子敛集程度高,为脆硬物,如果不加入增塑剂,就不能制成软质PVC制品PE、PP极易氧化,不加入抗氧剂和光稳定剂,容易老化,无法使用在塑料中加入阻燃剂可以改善制品的抗燃烧性能加入抗静电剂,可以防止塑料材料吸尘,静电放电无着色剂,塑料色调单一,失去商品竞争能力,以合成橡胶为例说明助剂的广泛用途,助剂有如此广泛的用途。

故有,纯的丁苯硫化橡胶强度1421kg/cm2,没有实用价值,炭黑是一种补强剂,加入后,强度可达170245kg/cm2,成为用途广泛的一种合成橡胶在橡胶制品中加入抗氧剂可以改善橡胶的抗氧化性能,“工业味精”,之称,二、助剂的特点,1、小批量、多品种,间歇式,邻苯二甲酸酯类增塑剂连续化生产装置最大规模已达10万吨/年,仍属于小批量,同一结构,不同厂家、不同品牌,型号难以统计,故品种繁多如成核剂3988为国内商品名称,2、添加量不一,如抗氧剂、偶联剂,用量仅为千分之几到百分之几相容剂10%以上才有效补强剂、填充剂则高达200%,根据制品要求,用量相差悬殊,3、类型不一,液体、粉末;小分子结构、大分子高聚物。

无机、有机,4、复配使用,协同效应,一剂多能,三、助剂的分类,按应用对象分类:高分子材料、纺织染整、石油工业、食品,按应用范围分类:合成助剂和加工助剂合成助剂:催化剂、引发剂、溶剂、分散剂、乳化剂、阻聚剂、分子量调节剂加工助剂:增塑剂、稳定剂、阻燃剂、发泡剂、稠化剂、疏化剂新型助剂:杀菌剂、成核剂,按作用和功能分类:,1、稳定化助剂:抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂(橡胶:防老剂),热稳定剂:盐基性铅盐、金属皂类和盐类、有机锡类光稳定剂:光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和自由基捕获剂,辅助抗氧剂:亚磷酸酯、硫化二羧酸酯,主抗氧剂:酚类、胺类,抗氧剂:自由基抑制剂和过氧化物分解剂,2、改善加工性能助剂:润滑剂、脱模剂。

3、柔软化和轻质化助剂:增塑剂、发泡剂、柔软剂(纺织),发泡剂:不与高分子材料发生化学反应,并能在特定条件下产生无害气体的物质(如N2、O2)可用于生产泡沫塑料、海绵橡胶无机发泡剂:(NH)4CO3、NaHCO3、NaNO2有机发泡剂:偶氮化合物、磺酰肼类、亚硝基化合物,4、改善机械性能的助剂:硫化剂、硫化促进剂、偶联剂、交联剂、补强剂、填充剂,环氧树脂的固化剂也是交联剂,交联剂:线性高分子转变成体型高分子,发生“交联”,硫化剂:能使橡胶起交联作用的物质,“硫化剂”硫黄、有机过氧化物硫化促进剂:配合硫化剂使用的助剂秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐、胍类、硫脲类偶联剂:使无机材料(填料)与有机合成材料

5、改进表面性能和外观的助剂:润滑剂、抗静电剂、防雾滴剂、固定剂,抗静电剂:防止材料加工和使用时的静电危害而加入的一种物质分为内部抗静电剂、外部抗静电剂其中大多属于表面活性剂,着色剂:各种颜料,分为无机、有机(色彩鲜艳)以无机类为主,有机类有喹吖啶酮类、二噁嗪类,6、难燃性助剂:阻燃剂、不燃剂,包括添加型和反应型添加型:氯化石蜡、有机溴(氯)卤系、Al(OH)3、Sb2O3等反应型:含卤、磷的化合物还有无卤阻燃剂,助剂的作用和功能影响合成材料的结构和性能,四、助剂的选用,1、助剂与制品的配伍性相容性析出“出汗”(液体析出)“喷霜”(固体析出)稳定性引起聚合物的降解,2、助剂的耐久性挥发、抽出、迁移耐水、耐油、耐溶剂。

3、助剂对加工条件的适应性耐热、加工条件下不分解,挥发,升华对设备和模具不产生腐蚀,4、助剂对制品用途的适应性对产品的外观、气味、污染性、耐候性、毒性无毒增塑剂柠檬酸三丁酯塑料生物降解,无法解决(河南22亿产值企业),5、助剂之间的协同作用使用多种1+12(效应),五、助剂工业的发展概况和趋势,国内50年代,少数橡胶防老剂和促进剂70年代,邻苯二甲酸酯类增塑剂盐基性铅盐(硬脂酸铅稳定剂)脂肪酸金属皂类等塑料助剂80年代初,与聚烯烃配套的抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂等品种陆续问世80年代与国际接轨(GibaGeigy,李明),发展趋势,1、大吨位品种趋于大型化和集中生产邻苯二甲酸酯连续化生产规模10万吨/年。

2、新功能助剂研究继续活跃PP成核剂(分子式如右所示)光降解剂红外吸收剂(农膜保温)防雾滴剂,3、助剂多功能化趋势氯化石蜡(增塑、阻燃),4、助剂高分子量化趋势迁移和抽提损失为致命因素高分子量化一方面提高了助剂的耐热稳定性,有效抑制在高温加工条件下的挥发损失;另一方面,耐迁移性和低抽出性还保证了制品有效持久还提高了与树脂的相容性,5、反应型助剂稳步发展反应型助剂分子内含有反应性基团,它们在制品中可以与基体反应并形成键合官能团添加量少,不迁移,持久性好(化学键、化学作用)价格高,应用技术性强,硫化反应型Mg(OH)2阻燃剂,反应型抗氧剂的评价?,单剂的发展现状与趋势书中举例催化剂,如分子筛,杂多酸。

固体酸,Cat?体系,抗氧剂的设计,Cat成为反应的关键技术,几乎涉及到所有领域,酸、酯、酰氯,

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