合成材料助剂
合成材料助剂
合成材料助剂
4. 分散剂：用于改善合成材料中颗粒或填料的分散性，使其均匀分散在基体中，常见的分 散剂有分散剂颗粒、表面活性剂等。
5. 催化剂：用于促进合成材料的反应速率和效果，常见的催化剂有酸、碱、金属催化剂等 。
6. 粘合剂：用于在合成材料中粘合不同的组分或部件，常见的粘合剂有胶水、胶粘剂等。
需要根据具体的合成材料和应用要求选择合适的助剂，并遵循相应的使用指导和安全操作 规程。
合成材料助剂
合成材料助剂是指在合成材料的制备过程中添加的一种化学物质，用于改善合成材料的性能、 工艺性能或加工性能。合成材料助剂的种类繁多，常见的助剂包括以下几类：
1. 增韧剂：用于提高合成材料的韧性和抗冲击性能，常见的增韧剂有增韧剂颗粒、改性聚合 物等。
2. 稳定剂：用于防止合成材料在加工或使用过程中发生分解、氧化或降解，常见的稳定剂有 抗氧剂、紫外线吸收剂等。
第四章 合成材料助剂
醇水分离
水
稀醇脱水 脱醇
回收辛醇 压滤 成品
2、连续法：
水
苯酐
纯碱液
水 连续 中和
水洗
辛醇
硫酸
单酯化
连续 酯化
酸性 水洗
产品
压滤
连续脱醇 稀醇脱水
回收辛醇
⑵ 对苯二甲酸酯和间苯二甲酸酯
对苯二甲酸酯与相应的邻苯二甲酸酯比较，挥发性低、 低温性及电绝缘性较好，代表性品种是对苯二甲酸二辛酯 （DOTP）。 间苯二甲酸酯在某些性能上（如挥发度、耐油抽出性） 比对苯二甲酸酯要稍好些，代表性品种是间苯二甲酸二辛酯 （DOTP）。 对、间苯二甲酸酯来源有限，其应用受到限制。
⑵ 含氯硬脂酸酯 如：
C 17 H 30C l 5C O O C H 3
常用作PVC的辅助增塑剂。
4.2.6 增塑剂生产中的酯化过程和酯化催化剂
1、酯化过程 其合成反应为典型的可逆反应：
醇+酸 酯+水
2、酯化催化剂：常用硫酸作催化剂。 4.2.7 增塑剂生产的工艺实例 工业用增塑剂中苯二甲酸酯类是产量和用量最大的一类，其
如分子量大的不易挥发。被萃取与助剂在不同介质中的溶解 度直接相关，要据制品的使用环境来选择适当的助剂，制品 与某种液体相接触时，助剂在该溶液中溶解度越高，被萃取 的可能性越大；如装煤油的制品不宜采用邻苯二甲酸二辛酯。 迁移是指助剂由聚合物内部向邻近固体物品的转移。
3、助剂对加工条件的适应性
主要是耐热性，要求助剂在加工温度下不分解、不挥发、 不升华、对加工设备或模具无腐蚀。
O C C C
H
H F C O
键能(kJ/mol) 414.8 465.1 431.6-515.4 611.7 750.0
宋启煌-精细化工习题及答案汇总
宋启煌-精细化工习题及答案汇总第一章绪论1、简述精细化工的特点。
多品种、小批量、技术密集度高、综合生产流程和多功能生产装置、大量采用复配技术、投资少、附加值高、利润大。
第二章表面活性剂□1、表面张力是一种能引起液体表面自动收缩的力，它的单位为mN/m 。
3、表面张力是液体本身所具有的基本性质，温度升高，表面张力不变。
( × )（√）5、在常温常压下，乙醇、水银、水几种液体其表面张力大小排序为：水银＞水＞乙醇。
6、具有表面活性的物质都是表面活性剂。
( × )表面活性剂是这样一类物质，它能吸附在表（界）面上，在加入很少时即可显著改变表（界）面的物理化学性质(包括表面张力)，从而产生一系列应用功能（如润湿、乳化、破乳、起泡、消泡、分散、絮凝、增溶等）。
8、表面活性剂的结构特点表现为具有亲油亲水双亲性的结构。
、表面活性剂按照亲水基团在水中能否解离分为离子型表面活性剂和非离子型表明活性剂。
10、根据表面活性剂解离后所带电荷类型分为：阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
11、简述表面活性剂降低水表面张力的原理。
把表面活性剂加入到水中以后，由于它具有亲水亲油结构，它就会吸附于水的表面产生一定程度的定向排列：亲油基朝向疏水的空气，亲水基朝向水中，使原来的水/气界面变成了表面活性剂/气界面，从而降低表面张力。
12、描述胶束的结构。
胶束是表面活性剂在水中形成的一种自聚体结构。
这种结构表现为：表面活性剂的亲油基朝内聚居在一起形成一个疏水的内核，亲水基朝外形成一个亲水的外壳。
表面活性剂的这种结构使得表面活性剂能够稳定的存在于水中。
13、列举出表面活性剂的6种应用性能。
乳化，发泡，消泡，分散，增溶，润湿，洗涤，渗透，柔顺，抗静电，防水，缓蚀，杀菌。
当表面活性剂在水中达到一定浓度时，表面活性剂的两亲性结构会使表面活性剂分子在溶液内部发生自聚：疏水基团向里靠在一起形成内核，亲水基朝外与水接触以达到稳定存在状态。
精细化工_合成材料助剂
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。 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、以及涂料，黏合剂等。
二、分类 可以从不同角度对增塑剂进行分类。
1、按相容性的差异分为主增塑剂和辅助增塑剂 凡是能和树脂充分相容的增塑剂为主增塑剂。它的分子 可以进入树脂分子链的无定型区和结晶区，可以单独使用。 辅助增塑剂一般不能进入树脂分子链的结晶区，只能与 主增塑剂配合使用。 2、按作用方式分为内增塑剂和外增塑剂 内增塑剂是在聚合过程中加入的第二单体，以进行共聚 对聚合物进行改性，能够进入聚合物的分子结构中，降低聚 合物的有规度（结晶度）。还有一种情况是在聚合物分子链 上引入支链，从而降低聚合物链与链之间的作用力，也降低 力分子链的有规性。 外增塑剂一般为低分子量的化合物或聚合物，添加到聚 合物中可增加其塑性。通常为高沸点难挥发的液体或低熔点 固体。通过升高温度时的溶胀作用增加聚合物的塑性。
5、耐老化性好 抗老化主要是指对光、热、氧、辐射等的耐受力。一般具有直 链烷基的增塑剂比较稳定。 6、耐久性好 7、电绝缘性能好 8、具有难燃性能 9、要求尽可能是无色、无臭、无味、无毒 10、耐霉菌性强 11、配制增塑剂糊的黏度稳定性好 12、良好的耐化学药品和耐污染性好 13、价格低廉
合成材料助剂
合成材料助剂合成材料助剂是在合成材料制备过程中添加的一种辅助物质，它能够提高材料的性能和加工性能，改善材料的结构和形貌。
合成材料助剂的种类繁多，具有不同的功能和应用范围，下面主要介绍几种常见的合成材料助剂。
第一种是增强助剂。
增强助剂能够增加材料的力学强度和耐热性能，一般是添加到聚合物基体中的纤维或颗粒材料。
常见的增强剂有玻璃纤维、碳纤维等，它们具有优良的拉伸和弯曲性能，可以大大提高材料的强度和刚度。
第二种是增塑剂。
增塑剂是一种能够增加聚合物韧性和可加工性的助剂。
它可以改变聚合物的内部结构，从而使得材料更加柔软和延展。
增塑剂广泛应用于塑料制品中，可以使得塑料产品具有较好的弯曲性能和拉伸能力。
第三种是阻燃剂。
阻燃剂是一种能够提高材料耐火性能的助剂。
它能够阻碍可燃物质的燃烧过程，减少火焰蔓延的速度和范围。
阻燃剂广泛应用于合成材料、塑料、涂料等领域，能够大大提高材料的安全性。
第四种是光稳定剂。
光稳定剂是一种能够抵抗紫外线辐射的助剂。
它能够保护材料免受紫外线的破坏，保持材料的颜色和透明度。
光稳定剂广泛应用于塑料、涂料、橡胶等领域，能够延长材料的使用寿命。
第五种是流动助剂。
流动助剂是一种能够提高材料流动性的助剂。
它能够降低材料的粘度，使材料更易于加工和成型。
流动助剂广泛应用于塑料和橡胶制品中，能够提高产品的表面光滑度和精度。
综上所述，合成材料助剂在合成材料制备过程中起到了重要的作用。
它们能够提高材料的性能和加工性能，改善材料的结构和形貌。
不同种类的合成材料助剂具有不同的功能和应用范围，可以根据具体需求选择和使用。
在合成材料研发和应用中，合理选择和使用合成材料助剂，能够大大提高材料的品质和性能。
工艺学-4-3-合成材料助剂-杜可杰-1808
会吸附于材料表面。浸渍完后干燥, 脱出水分后的高分子材料表面
上 , 抗静电剂分子中的亲水基都向着空气一侧排列, 易吸收环境 水分, 或通过氢键与空气中的水分相结合 , 形成一个单分子导电 层, 使产生的静电荷迅速泄漏而达到抗静电目的。
4.7 抗静电剂
二、抗静电原理 内混合抗静电剂作用原理
在高分子材料成型过程中, 抗静电剂分子就在树脂与空气或树
用途：作为发泡剂多用于PVC。发气量大，发泡效率高。使用水杨 酸、己二酸、邻苯二甲酸等有机酸或尿素为发泡助剂，可以降低分
解温度（通常调节在90～130℃）
4.6 发泡剂
三、典型产品 5、 N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺
特点：气中分解温度为105℃，树脂中为90～105℃，发气量为
4.7 抗静电剂
二、抗静电原理 添加在树脂、燃料或者涂在塑料制品表面用以防止高分子材料危害。 降低材料表面的表面电阻率。
目前实用的抗静电剂以表面活性剂和亲水高分子为主。
4.7 抗静电剂
二、抗静电原理 外部抗静电剂作用原理
此类静电剂以水、有机溶剂作为分散剂使用，此类抗静电剂加
到水里 , 抗静电剂分子中的亲水基就插入水里 , 而亲油基就伸向 空气。当用此溶液浸渍高分子材料时, 抗静电剂分子中的亲油基就
量大，其中包括水和挥发性物质，有时会有臭味和表面喷霜：
(2)、发泡的分解发热量大，难以去除，尤其在制品壁厚度大 的情况下，会使内部塑料过热而分解，降低性能 （3）、发泡剂几乎都是易燃品，分解温度低，储存和使用均 应小心。
4.6 发泡剂
二、分类 化学发泡剂具备条件
1)、分解产生气体的温度范围应当狭窄
4.7 抗静电剂
抗静电剂添加影响 抗静电剂的分子量太高，不利于它向高聚物表面迁移；分子量太低，耐
第四章 合成材料助剂
6．阻燃添加剂
含有一定量阻燃剂的塑料在火焰中能缓慢燃烧，而一 脱离火源则立即熄灭。 助剂和聚合物的关系是相互依存的关系。一般地说， 聚合物的研究和生产先于助剂，但只有在具备适当的助剂和 加工技术的条件下，它们才有广泛的用途。
三. 助剂的选择
耐久性
B
配伍性
A
C
适应性
选择
D
相容性
E
用途性
4.2
增
塑
剂(plasticizers)
• 作为增塑剂的环氧化物主要有环氧化油，环氧脂 肪酸单酯和环氧四氢邻苯二甲酸酯三大类，在它 们的分子中都含有环氧结构。主要用在PVC中以 改善制品对热和光的稳定性。它不仅对PVC有增 塑作用,而且可以使PVC链上的活泼氯原子稳定化， 阻滞了PVC的连续分解。
产和加工过程中添加的辅助化学品。
二、分类 按照其功能分类大致可归纳如下：
1．抗老化作用的稳定化助剂
2．改善机械性能的助剂
3．改善加工性能的助剂
4．柔软化和轻质化的助剂
5．改进表面性能和外观的助剂
6．阻燃添加剂
1．抗老化作用的稳定化助剂
合成材料在贮存，加工和使用过程中受到光、热、氧、 辐射、微生物和机械疲劳因素的影响而发生老化变质。相 应的助剂有抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂等。
• 苯二甲酸酯是一种高沸点的酯类化合物，它们一 般都具有适度的极性，与PVC有良好的相容性也 是其一大特性。与其他增塑剂比较，还具有适用 性广、化学稳定性好、生产工艺简单、原料便宜 易得、成本低廉等优点。
1.苯二甲酸酯类 （1）邻苯二甲酸酯
• 由邻苯二甲酸酐与各种醇类酯化可以制取多品种的邻苯二甲 酸酯系列化合物。其化学结构式为：
4.2.3 对增塑剂性能的基本要求
第03章 合成材料助剂
★普遍被认为的理论介绍如下： 高分子材料的增塑，是由于材料中高聚物 分子链间聚集作用的削弱而造成的。增塑剂 分子插入到聚合物分子链间，削弱了聚合物 分子链间的引力，结果增加了聚合物分子链 的移动性，降低了聚合物分子链的结晶度， 从而使聚合物的塑性增加。
26
3.2.3 对增塑剂的基本要求
（1）增塑剂与聚合物有良好的相容性 （2）塑化效率高
8
3.1.4 助剂在应用中需注意的问题
（1）助剂与聚合物的配伍性
（2）助剂的耐久性
（3）助剂的加工适应性
（4）助剂必须适应产品的最终用途
（5）助剂配合中的协同作用和相抗作用
9
★ 3.2 增塑剂
3.2.1 概述
定义：凡添加到聚合物体系中，能使聚合物
体系增加塑性而不改变聚合物本性的物质。 可以改善在成型加工时树脂的流动性，并使 制品具有柔韧性的有机物质。它通常是一些 高沸点、难以挥发的粘稠液体或低熔点的固 体，一般不与塑料发生化学反应。
4
5
3.1.2 合成材料助剂的分类：
(1)化学结构：
无机化合物和有机化合物；
单一化合物和混合物；
单体和聚合物； (2)助剂的应用对象： 塑料助剂； 橡胶助剂； 合成纤维助剂。
6
（3）按照其功能分类： （a）抗老剂 如抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防 霉剂等 （b）改善机械性能的助剂 如硫化剂、硫化促进剂、抗冲击剂、偶联剂等 （c）改善加工性能的助剂 润滑剂、脱模剂、软化剂、塑解剂等 （d）柔软化和轻质化的助剂 发泡剂等 （e）改进表面性能和外观的助剂 抗静电剂、防雾滴剂、着色剂等 （f）阻燃添加剂,阻燃剂、烟雾抑制剂等
合成材料助剂
4、柔软化和轻量化助剂：增塑剂、发泡剂。 5、表观性能改性剂：抗静电剂、防雾剂、透明剂、着色剂。 6、功能赋予剂：阻燃剂、转光剂。
4
第一节 抗菌剂 一、无机抗菌剂
无机抗菌剂是塑料中应用最广泛，市场潜力最 大的新型抗菌剂。它是利用银、铜、锌等金属及其 离子的杀菌和护菌性而值得的一类抗菌剂
5
1983年瑞士植物学家拉克林发现10-8mol/L浓度的 Ag+就可以杀灭藻类。随后人们发现Cu2+ 、Zn2+也有 抗菌作用。
31
Wittmann附生结晶机理
Wittmann的附生结晶机理认为聚丙烯是在成核剂 分子上取向结晶（表面诱导取向结晶），它可以沿 着一个或多个严格控制的结晶穴方向生长，具有成 核作用的基本前提是晶格匹配和结构匹配。当尺寸 匹配后，可进行附生结晶，同时降低了成核自由能 能垒，提高了聚丙烯的透明性。
32
10
3、陶瓷抗菌剂
陶瓷有一定的孔隙，可吸附金属使其稳定存在。
4、可溶性玻璃抗菌剂 5、硅胶类抗菌剂
11
二、有机抗菌剂
例 苯并咪唑类
H N
NH C OCH3
N
O
H
苯并咪唑-2-甲氧基氨基甲酸甲酯
12
二苯醚类：ClO NhomakorabeaCl
OH Cl
CN
Cl
Cl
Cl
CN
Cl
13
O
AS O AS
O
14
三、天然抗菌剂
一般来说，添加成核剂后，成核剂首先形成大量的 晶核，由于晶核的存在，加快了PP的结晶速度，减小 了球晶的尺寸达到改善力学性能的目的。
26
27
成核剂的作用过程
28
精细化工工艺学4合成材料助剂
不适用场所 温度很高或很低 防火要求高
温度很高或很低 防火要求高 电性能，耐热性 及塑化要求低于
DOP 温度很高或很低 防火要求高 电性能，耐热性 及塑化要求低 价廉产品 要求阻燃性
温度很低
做主增塑剂
20
例如，汽车内装饰材料用的人造革，主要性能要求 是优良的不起雾性，因而要采用挥发性极低而不产 生雾的增塑剂，如邻苯二甲酸二异葵酯、偏苯三酸 酯、聚酯来代替邻苯二甲酸二辛酯（DOP）。冬季 温度较低时，车内装饰材料要有良好的低温柔曲性， 并且还要有较长的使用寿命，耐紫外线稳定性和耐 燃性，因此还要使用部分磷酸酯增塑剂或三氧化二 锑来达到阻燃要求。防止紫外线辐射最经济的办法 是加入足够的颜料，使用少量已二酸酯或葵二酸酯 类增塑剂还可以改善耐低温性能。
⑴加入部分环氧大豆油以取代部分DOP，使薄膜具有更好的热光稳定性；
⑵加人适量磷酸三甲苯酯(TCP)取代部分DOP来提高阻燃性;
⑶加入TCP，制品的耐寒性会有所下降、为了弥补这个缺陷， 可以加入少量环氧油酸丁酯或直链邻苯二甲酸酯。
23
4.2.10增塑剂生产工艺实例
邻苯二甲酸酯的生产工艺 主反应：
丁苯橡胶中仅含有2份硫黄时,在145℃下达到完全 硫化的时间长达600min左右，如果再加入1份硫化 促进剂CZ,完全硫化的时间即可缩短为40min。
3
4.1.4助剂在应用中需注意的问题
配伍性（相容性和稳定性） 适应产品的最终用途（不
喷霜、出汗
同用途制品对所欲采用助 剂的外观、气味、污染性、
21
PVC塑料作为食品包装材料、冰箱密封垫、 人造革制品时，就要选用无毒和耐久性好的 聚酯、环氧大豆油、柠檬酸三丁酯等，但后 者的价格较贵，影响了其使用价值。在选择 增塑剂时。价格因素往往是关键性条件，因 此价格和性能之间的综合评价就显得很重要。
合成材料助剂
6.1.4 增塑剂的合成
增塑剂的原料有两种组分部分，而变化大的是各种增塑剂醇，其中最 多的是直链和支链伯醇。如n-丁醇、n- 己醇、n-辛醇、n-癸醇、2-乙基己醇、 异辛醇、a-醇、壬醇、异癸醇和十三醇。产量最大的是2-乙基己醇或简称 辛醇，是合成DOP的原料。它的生产工艺中最常见的是羰基合成法。
6.1.2 增塑剂主要种类 P120）
第6章
合成材料助剂
6.1.3 增塑剂的性能
目前，商品增塑剂品种已超过150种。在选择增塑剂时，主要应从增 塑剂本身的性能和被增塑的材料的性能两方面来加以考虑。 增塑剂 1.与树脂的兼容性； 2. 增塑能力； 3.加光及加工温度的稳定性； 4. 价格。 5.胶化温度。到达此温度时增塑剂开始将树脂熔化； 被增塑材料 1.机械强度； 2. 挥发损失； 3.被水、洗涤剂和有机溶剂萃取掉的重量损失； 4.低温下性能； 5. 电气性能； 6.阻燃和毒性； 7. 成本。 一些主要增塑剂用于增塑聚氯乙烯塑料时的性能如下表：
第6章
合成材料助剂
添加型阻燃剂是将阻燃剂与聚合物混合后加工成型，使塑料具有阻燃 性；反应型阻燃剂则通过聚合物含有阻燃单体形成共聚物而使之赋有阻燃 性。通常，难燃级的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等通用树脂大 部分采用添加型阻燃剂。环氧树脂、聚碳酸酯、聚氨酯、不饱和聚酯等则 使用反应型阻燃剂。 无机阻燃剂中的三氧化二锑系阻燃剂已成为发展工程塑料和其它树脂 的重要品种，而在有机阻燃剂主要是：氯系、磷系、溴系。
6.1.5 增塑剂的应用
1.电缆绝缘 热塑性塑料相对价格低、性能好，其中聚氯乙烯是最理想的材料，低 密度聚乙烯在某些特殊要求时也可使用。
第6章
合成材料助剂
对一般正常使用情况下的电线，采用聚氯乙烯作涂层时可选用DOP 为增塑剂。若用氯化石蜡作辅增塑剂可部分降低成本及提高其阻燃性。 某些导线要求耐高温。例如，电热毯电热丝导线，辅设在地下加热 系统用导线。飞行器、电路开关导线。这部分导线均采用大功率电流通 过，在短时间内会发热。对导线的涂层就有耐热要求，否则会引起增塑 剂的挥发。例DINP（邻苯二甲酸二异葵酯）增塑剂可应用于75℃等级的 电缆料，而邻苯二甲酸双十三醇酯(DITP)则可应用于105℃等级的电缆料。 耐低温增塑剂适用于需在低温下仍有较好柔软性的电缆，例如高空 飞行器电路、寒带及亚寒带的室外电缆。在这种情况下可使用己二酸或 邻苯二甲酸二辛酯。 传递高频信号用同轴电缆的绝缘。增塑的PVC极性和介电常数都较 高，用于上述用途时高频信号就会损失。因此必须采用低密度聚乙烯来 代替PVC，缺点是柔软性不够理想。
化工课件第六章 合成材料加工助剂.doc
第六章合成材料加工助剂6.1绪论助剂：在塑料、橡胶、合成纤维等合成材料的生产和加工中，为了改善工艺条件，提高产品质量或赋予产品某种特性，往往要添加的各种辅助化学品。
合成助剂：在合成树脂生产过程中所添加的助剂，如引发剂、终止剂、乳化剂、分散剂等。
加工助剂：而将树脂或生胶加工成制品过程中需加的助剂，则称为加工助剂。
加工助剂包括：增塑剂、稳定剂、阻燃剂、交联剂、抗静电剂及发泡剂等。
因为这些助剂往往是在产品加工过程中添加进去的，故常被称为添加剂或配合剂。
6.1.1助剂的分类和作用助剂的分类：有机、无机；单一化学品、混合化学品；低分子、聚合物；作用对象；按助剂的作用分类。
(1)防老化助剂这类助剂所起的作用是防止或延缓聚合物在贮存、加工及使用过程中，由于光、热、氧、微生物、机械疲劳等环境因素的影响而引起的老化，防止聚合物材料性能的劣化。
这类助剂主要包括抗氧化剂(在橡胶工业中也称防老剂)、光稳定剂、热稳定剂和防霉剂等。
(2)改善力学性能的助剂这类助剂的作用在于改善聚合物材料的抗张强度、硬度、刚性、冲击强度等性能。
包括交联剂(在橡胶工业中常称作硫化剂)、填充剂、偶联剂、抗冲击剂等。
(3)改善加工性能的助剂这类助剂的作用在于降低聚合物内外摩擦力，改善聚合物加热成型时的流动性，可塑性及脱模性，使加工过程更易进行。
这类助剂有润滑剂、脱模剂、软化剂、塑解剂等。
(4)柔软化和轻质化助剂这类助剂主要有增塑剂、发泡剂等。
(5)改善表面性能和外观的助剂防止制品在加工及使用过程中产生静电危害的抗静电剂、防止食品包装用及农业温床覆盖用塑料薄膜内壁形成雾滴的防雾滴剂以及着色剂等属于此类助刑。
(6)阻燃剂阻燃剂加入到材料中可以防止由于聚合物燃烧造成的火灾危害，近年日益受到重视。
它可以使合成材料在接触火源时燃烧缓慢，脱离火源时自行熄灭。
一般还包括抑制材料燃烧时产生大量烟雾的发烟抑制剂。
助剂的作用举例：PP,耐老化性能的改善。
150oC、0.5h一一150oC、2000h,用途广泛的通用塑料。
合成材料助剂范文
合成材料助剂范文合成材料助剂，又被称为合成材料添加剂，是一种用于增加合成材料性能、改善加工性能和提高产品质量的化学物质或物理物质。
合成材料助剂能够通过改变合成材料的化学结构、物理性质和表面性质，进而改变合成材料的性能，使其适用于不同的应用领域。
在合成材料的制备过程中，合成材料助剂通常用作催化剂、稳定剂、凝胶剂、阻燃剂、增塑剂等不同的作用。
首先，合成材料助剂在合成材料的制备过程中起到催化剂的作用。
催化剂是一种能够促进化学反应进行的物质，它能够降低反应的活化能，加快反应速率。
在合成材料制备的过程中，催化剂可以提高反应效率、节省原料和能源消耗，并且使合成材料的结构和性能更加均匀和稳定。
催化剂可以采用金属酸盐、有机酸、有机碱等不同的化学物质。
其次，合成材料助剂在合成材料的制备过程中起到稳定剂的作用。
稳定剂是一种能够防止合成材料在制备、加工、使用和储存过程中发生分解、氧化、硬化、老化等不可逆的化学反应的物质。
稳定剂可以通过捕捉自由基、氧化物、光和热等不稳定因素来延缓合成材料的衰老过程，提高其使用寿命和耐久性。
稳定剂可以采用抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等不同的物质。
再次，合成材料助剂在合成材料的制备过程中起到凝胶剂的作用。
凝胶剂是一种能够使合成材料的溶液、溶胶或乳液由液态向凝胶态转变的物质。
凝胶剂可以通过形成三维网络结构，使合成材料具有高分子量、高粘度、高机械强度和高稳定性。
凝胶剂可以采用聚合物、无机盐、有机酸等不同的化学物质。
此外，合成材料助剂还可以作为阻燃剂和增塑剂使用。
阻燃剂能够抑制合成材料在受到外界热源作用时发生燃烧，减少火灾事故的发生。
增塑剂能够增加合成材料的柔软性、延展性和可加工性，使其更适合于成型、注塑、吹膜等加工过程。
综上所述，合成材料助剂在合成材料的制备过程中起到了重要的作用，能够改善合成材料的性能、提高产品的质量。
合成材料助剂的种类较多，根据不同的应用需求可以选择不同的助剂。
但是，在使用合成材料助剂的过程中需要注意合成材料助剂的添加量、稳定性、环境友好性等因素，以确保合成材料的安全性和可持续发展性。
第四章合成材料助剂
动控制与远距离控制以及
吨位较大品种的生产。
反应 搅拌锅式反应器（可带蛇管、夹套 管式反应器、串联釜、塔
器 或衬搪瓷玻璃）。
式反应器。
反应器内的工艺参数如温度、压力、在稳定操作状态下反应器
特点 反应剂的浓度随时间而改变，但反 内工艺参数如温度、浓度
应器内各部分的组成与温度稳定一 不随时间而改变，但随空
※【玻璃化温度】
非晶高聚物,按温度 区域可划分为三种力 学状态: 玻璃态、高弹态、粘 流态。
形 变玻
璃 态
高
粘
弹
流
态
态
Tg
玻璃化 温度
Tf
粘流 温度
温度
图 非晶高聚合物三种力学状态
二、分类
1.按相容性差异分:主增塑剂，辅助增塑 2.按作用方式分:内增塑剂，外增塑剂 3.按分子量差异分:单体型，聚合物型 4.按应用特性分:通用型，特殊型
4.具有多个酯基时，一般在具有长链烷基的直链状增塑剂 中，酯基靠近会使相容性降低。
三、非极性部分的亚甲基链与烷基
1.邻苯二甲酸酯，脂 肪族二元酸酯等，随 直链烷基碳原子数的
2.碳原 子 数相同 的支链 烷基与直链相比，耐寒， 耐老化，耐挥发均较差。
增加，耐寒性与耐挥 且随支链数增加，这种
发性提高，而相容性， 倾向更明显。但季C热
第四章 合成材料助剂
教学内容
1.增塑剂 2.抗氧剂 3.阻燃剂 4.抗静电剂 5.热稳定剂 6.发泡剂
教学内容
1.增塑剂的增塑机理、 合成原理及生产工艺。
2.理解其它各类助剂 的合成原理、作用机 理。
3.掌握典型助剂的生 产工艺。
4.了解各类助剂的性 能。
4.1 概述
第三章合成材料助剂
5
(2)改善力学性能的助剂 这类助剂的作用在于改善聚合物材 料的抗张强度、硬度、刚性、冲击强度等性能。包括交联 剂(在橡胶工业中常称作硫化剂)、填充剂、偶联剂、抗冲 击剂等。
• 例加：树脂的交联剂可以使高聚度的线型结构变成网状结 构从而改变高聚物材料的机械和理化性能。这个过程对橡 胶来说，习惯称为“硫化”，其所用的助剂有硫化剂。硫 化促进剂、硫化活性剂和防焦剂等。 • 又如：为了改善硬质塑料制品抗冲击性能而添加的抗冲 击剂；在塑料和樟胶制品中具有增量作用和改善机械性能 的填充剂和偶联剂等．硫化剂、发泡剂、柔软剂、填充剂、 偶联剂等。
（2）聚合物的结晶度： 所谓聚合物的结晶度，是指空间有规结 构的聚合物分子链在适当的条件下，一部 分高分子链可以从卷绕杂乱的状态变成紧 密折叠成行的有规则排列状态。在一般条 伴下，聚合物分子链的排列是由结晶区分 散于无定形区的。而增塑剂分子插人结晶 区要比插入无定形区困难得多。聚合物的 结晶度高，增塑剂分子插入很困难，增塑 效果差。
第三章 合成材料助剂
1
3.1 概述
我们知道化学工业中著名的三大合成材料：合成 塑料、合成橡胶和合成纤维，这些材料可以满足其他 工业和人民生活用品的需求，制造出不同功能、不同 性质和不同使用目的的各种产品。例如聚氯乙烯 （PVC）有硬质和软质材料并用于不同的产中，硬质 PVC用于建筑工业中的下水道管材和板材，软质PVC 用于生产农用薄膜和软管以及电缆电线的外皮。PVC 之所以能做出软管是因为加入了较多的添加剂—增塑 剂（约40%-50%）。 • 另外PVC是一种不定形的高聚物，玻璃化温度为 80℃，而塑化温度为150-170℃，PVC的分子结构对热 极不稳定，在空气中100℃时发生轻度降解，150℃时 加剧并最终分解成小分子为止。因此PVC不添加增塑 2 剂和热稳定剂是无法加工和应用的。
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The Nobel Prize in Chemistry 1963
"for their discoveries in the field of the chemistry and technology of high polymers"
β晶型成核剂
具有同时提高制品的冲击强度和热变形温度，赋
予制品多孔率。
第十四章 新兴合成材料助剂
塑料助剂使之从树脂合成到制品成型整个过 程所涉及的所有辅助化学品。一般分为合成助剂
和加工助剂。
合成材料助剂是由单体制备聚合物树脂过程所
涉及的各种辅助化学品，如阻聚剂、引发剂、分子
量调节剂、终止剂、分散剂、防粘剂等。
塑料加工助剂 1、稳定化助剂：抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂。
DBS
第一代
美国Milliken化学品公司
Millad 3905
第二代
H2C O O CH CH O CH3 H3C CH HC O CH CHOH CH2OH
CHO
CH3
气味最大 MDBS
对甲苯甲醛
CHO
H3C CH CH3
H 2C O O CH HC O CH O CH
CH3 CH3
CH3 CH3
第一代现代抗氧剂出现在1935年
丁基羟基苯甲醚（BHA)
OH C(CH3)3
3-BHA
OMe
OH
2-BHA
C(CH3)3 OMe
防老剂甲（N-苯基-1萘胺） 防老剂丁（ N-苯基-2萘胺）
NH
N-苯基-1萘胺
NH
N-苯基-2萘胺 七十年代抗氧剂得到很大发展。几年来某些高档 的抗氧剂1010，1076等已在我国陆续工业化。
二、 成核剂的种类
1、无机成核剂
滑石粉:
CaCO3
SiO2
TiO2
CaO
这些属于早期的成核剂,对制品的气味没有任何 影响,但是透明性差,逐渐被有机成核剂替代。
2、山梨醇类成核剂
CH2 OH HO CH CHOH HC HO CH CH2OH OH +
CHO CH
H2C O O CH HC O CH CHOH CH2OH O CH
2、加工改性助剂：润滑剂和脱模剂、流动改性剂。
3、机械强度改性剂：交联剂、填充增强剂。
4、柔软化和轻量化助剂：增塑剂、发泡剂。
5、表观性能改性剂：抗静电剂、防雾剂、透明剂、着色剂。
6、功能赋予剂：阻燃剂、转光剂。
第一节 抗菌剂 一、无机抗菌剂
无机抗菌剂是塑料中应用最广泛，市场潜力最 大的新型抗菌剂。它是利用银、铜、锌等金属及其 离子的杀菌和护菌性而值得的一类抗菌剂
使得聚丙烯的球晶来不及长大就碰撞到其它的球晶，
使得聚丙烯的球晶尺寸大大减小，从而提高了聚丙 烯的透明性。
Wittmann附生结晶机理 Wittmann 的附生结晶机理认为聚丙烯是在成核剂 分子上取向结晶（表面诱导取向结晶），它可以沿
着一个或多个严格控制的结晶穴方向生长，具有成
核作用的基本前提是晶格匹配和结构匹配。当尺寸 匹配后，可进行附生结晶，同时降低了成核自由能 能垒，提高了聚丙烯的透明性。
晶尺寸都将直接影响制品的最终性能。
一、成核剂的作用机理
一般来说，添加成核剂后，成核剂首先形成大量的
晶核，由于晶核的存在，加快了 PP 的结晶速度，减小
了球晶的尺寸达到改善力学性能的目的。
成核剂的作用过程
通常聚丙烯结晶速率慢，生成被称为球晶的大而
复杂的晶粒聚集体。在聚丙烯熔体冷却的过程中，材
料中自然存在的一些细微“瑕疵”将会引发球晶外延 生长，这种现象被称为成核现象。
冲击强度
J/m
200 160 100 40
mg/g
例
NH C O O C NH
红色 喹吖啶酮颜料
还有
NHCO
CONH
NHCO CONH
酰胺类成核剂
亚胺酸类成核剂
O N CH 2 O COO Ca
2
0.05%与0.03%的硬脂酸钙混合加入PP 中，β晶
型生成率高达94%。
该类研究多为β-型成核剂为PP的增韧改性
根据成核剂诱导聚丙烯树脂结晶形态的不同分
为α晶型成核剂和β晶型成核剂。
α晶型成核剂 能够提高结晶度、结晶速度、结晶温度和使晶粒 尺寸微细化，赋予制品增透、增光、增刚、抗蠕变性
和提高热变形温度等功能。
Binsbergn异相成核理论 Binsbergn的异相成核理论认为成核剂在聚丙烯的结 晶过程中充当异相晶核的作用，成核剂容纳聚丙烯 分子链并使其排列整齐，由于大量异相晶核的存在，
O P O
O
N─11成核剂
合成
OH + HCHO OH OH
O O POCl3
P
Cl O H 2O 产品
4 、松香类成核剂
多种树脂酸和脂肪酸组成的中性物。 树脂占90%以上，分子式为的 C19H29COOH同分异构体
例
COOH
枞酸型树脂酸
三、β─型成核剂
1954年Natta首次合成了具有高度立体专态性的 聚丙烯，随后实现了工业化，开创了高分子科学与 工程的新纪元。
对于这样的高分子共混体系，相容剂微发挥 着至关重要的作用，其少量添加就可以对体系的 微观相态结构起到很好的调整和控制作用，而使 共混材料实现高性能和功能化效果。
高分子相容剂可分为非反应型和反应型
反应型相容剂是指分子上带有能和共混体系中
某种高分子基体发生反应的活性官能团，并能在高 分子合金制备条件下发生有效反应，而起到相容作
1、银沸石类抗菌剂
银通过离子交换结合在多孔沸石上，将一定比
表面积的沸石臵于AgNO3或Ag(NH3)2+等溶液中，Ag+
和Na+通过离子交换在沸石孔道中稳定结合，经一段 时间后取出洗净干燥得到银沸石络合物。银沸石的变
色是限制其应用的重要原因。
2、磷酸盐类抗菌剂
耐高温性好、结构稳定、耐变色性优，是重要
β晶型聚丙烯
恒温结晶得到的纯PP球晶粗大，呈放射状生长，为典型 的α晶型；而β成核PP具有独特的束状晶片聚集结构，晶 片和大分子折叠链联结在一起，相邻球晶的晶束间相互 交叉，球晶之间的边界很难区分。
（a）为纯聚丙烯（b）为β成核聚丙烯
β型成核剂的是将α晶型转化为β晶型，提高增韧性
和抗冲击强度。
例
1983年瑞士植物学家拉克林发现10-8mol/L浓度的
Ag+就可以杀灭藻类。随后人们发现Cu2+ 、Zn2+也有 抗菌作用。
顺序：Ag+〉Hg2+〉Cu2+〉Cr3+〉 Ni2+〉Pd2+〉Co4+〉Zn2+〉Fe3+
机理：
⑴ 金属离子接触反应机理 ⑵ 催化激活机理 ⑶ 阳离子固定机理 ⑷ 细胞内溶物、酶、蛋白质、核酸损坏机理
包装膜和容器等各类产品中。
中国科学院化学所工程塑料国家工程中心多年来 在抗菌剂，抗菌塑料等方面进行了一系列的研制 开发，并率先在海尔集团推广应用于抗菌系列家 电产品。
华东理工大学材料工程学院推出了自主研制的
系列产品。以银、锌、铜为主要原料，以无机填料
为载体。
江苏泰兴纳米材料厂开发了磷酸复盐为载体的银 系无机抗菌剂(商品名HN-300)，粒径小于0.5μm，比 表面积大于400m2/g，透明、低毒、相容性突出。
提高PP的塑料制品的抗冲击性能和热变形
性温度的 β 晶型成核剂在山西省有机化工研究 所研制成功。
TMB系列
冲击强度提高6～7倍，热变形温度增加20摄式度。 汽车保险杠，仪表盘，家电等。
1998年，日本现代公司开发的Star NV-100 β 型成核剂问世。
化学结构
2, 6-萘二甲酸环己酰胺
NHCO CONH
陶瓷有一定的孔隙，可吸附金属使其稳定存在。
4、可溶性玻璃抗菌剂 5、硅胶类抗菌剂
二、有机抗菌剂
例 苯并咪唑类
H N NH N H C O OCH3
苯并咪唑-2-甲氧基氨基甲酸甲酯
二苯醚类：
Cl O OH Cl Cl
CN Cl Cl Cl Cl CN
O
AS
O
AS
O
三、天然抗菌剂
壳聚糖用于制备聚氯乙烯薄膜
市售
TMB-5
合成
HOOC
2 H2N
+ COOH
NHCO CONH
80℃，3h，收率达74%
第三节 相容性
高分子合金，即由两种或两种以上具有不同性质
的高分子材料经共混并采用相应的相容化技术而得到
的多相多组分体系。
单纯的混炼，只能导致体系产生相分离，不仅可能 达到所求的目的效果，而且会使材料失去使用的价值。
N
N
+ R
N R
受阻酚类
OH C(CH3)3 C(CH3)3 + CH3 ROO CH3 R C(CH3)3
O C(CH3)3 + ROOH RH
OH .
O
O
O .
. CH3 CH3 CH3 CH3
自由基的单电子与芳环的大∏键体系共轭，非常稳定。
自由基本身消化其它物质，当然可以直接捕捉其它自由基。
在高分子链上直接引入抗菌化合物活性基团，进一 步提高材料的抗菌性是一大发展方向。
第二节 成核剂
定义:
具有促进树酯的结晶、改变树酯结晶行为和球
晶形态并使晶球尺寸微相化的助剂。
透 明
以改善制品透明性为应用目的成核剂─成核透明剂
对于结晶聚合物树脂（如聚乙烯、聚丙烯、聚
酰胺、 PET 、 PBT 等）结晶行为，结晶形态以及球
剂─链终止剂。