高分子材料助剂
高分子材料助剂详解
高分子材料助剂详解高分子材料助剂是一种用于改善高分子材料性能的添加剂。
它可以通过改变高分子材料的分子结构或改善加工工艺来提高材料的力学性能、热性能、电性能、耐候性、耐化学性等方面的性能。
本文将详细介绍高分子材料助剂的种类及其作用机制。
增塑剂是一种能增加高分子材料柔软度和可塑性的助剂。
增塑剂主要通过两种机制起作用：第一种机制是与高分子材料相容形成可靠的分散体系，第二种机制是在高分子材料之间形成弱的力学键。
这两种机制使得高分子材料的分子间空隙增加，从而提高了材料的柔软性和延展性。
稳定剂是一种能保护高分子材料免受外界因素（如热、光、氧、溶剂等）影响的助剂。
稳定剂可以防止高分子材料的分子链断裂、氧化和降解等现象的发生，从而延长材料的使用寿命。
稳定剂的选择通常根据高分子材料的特性以及使用环境的需求进行。
增强剂是一种能提高高分子材料强度、刚度和耐磨性的助剂。
增强剂主要通过增加高分子材料的纤维含量或改变其分子结构来提高材料的力学性能。
常用的增强剂有纤维增强剂、颗粒增强剂等。
填充剂是一种能改善高分子材料热导率、抗压强度和耐磨性的助剂。
填充剂主要通过填充高分子材料空隙、增加材料的接触面积来提高材料的物理性能。
常用的填充剂有纳米填料、粉状填料、纤维填料等。
除了上述介绍的几种常见助剂外，高分子材料助剂还包括阻燃剂、抗氧化剂、抗静电剂等。
这些助剂可以根据高分子材料的性质和使用要求进行选择和配置，以获得最佳的性能。
综上所述，高分子材料助剂在高分子材料的开发和应用中起到了至关重要的作用。
不同种类的助剂具有不同的作用机制，能够改善高分子材料的力学性能、热性能、电性能、耐候性、耐化学性等方面的性能。
通过合理选择和配置助剂，可以使高分子材料更好地适应各种使用环境和要求，提高材料的综合性能和使用寿命。
建筑材料用高分子助剂
建筑材料用高分子助剂建筑材料是土木工程和建筑工程中使用的材料的统称。
可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。
近年来，高分子材料在建材行业中应用已相当广泛，生产这些高分子材料时大多需要用到一些助剂以改善材料的加工性能和产品质量；另一方面，有些高分子聚合物本身就可以作为其它高分子材料的合成和生产助剂，例如，氟聚合物可作为无规共聚聚丙烯（PPR）的加工助剂用来降低聚丙烯的挤出压力、消除机头口模积粒现象和提高制品的表面光洁度。
本文主要介绍建筑材料中常用的丙烯酸酯类（ACR）、有机硅两类高分子助剂。
1 丙烯酸酯类高分子助剂聚氯乙烯（PVC）是一种由氯乙烯聚合成的通用塑料，它的用途十分广泛，具有优异的力学性能和低廉的价格，因而被广泛地应用于管材、型材、板材、片材等建材领域。
但是，PVC存在加工性能差、热稳定性差、低温冲击强度差等加工和性能缺陷。
因而，PVC的配方体系中包含有稳定剂、填充剂、抗冲击改性剂及各种润滑剂等多种助剂。
丙烯酸酯类（ACR）就是PVC加工过程中非常重要的一类抗冲改性剂，它能够显著改善PVC制品的低温冲击强度。
丙烯酸酯类抗冲击改性剂是一种具有核壳结构的弹性体，它的“壳”层是一种丙烯酸酯类聚合物，它的玻璃化温度较高，“核”层的玻璃化温度低，是一种交联的丙烯酸酯类单体聚合物（如PBA）。
具有抗冲型的ACR分为双层和三层两种核壳结构。
具有双层“核壳”结构的ACR的外层是一种共聚物，这种共聚物主要由丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯组成；三层“核壳”结构ACR又可分为次外层与最外层，次外层通常为苯乙烯聚合物，除核层为轻度交联外，其它层又可根据应用的需要分为线形或交联的2。
分步乳液聚合法是目前生产ACR的常用制作方法，这种方法第一步是用种子乳液聚合法来制作种子乳胶粒，再进行适度交联，然后在其中滴加其他单体，从而在种子的乳胶粒表层间形成接枝共聚反应，经过上述化工流程，制成ACR的乳液。
第二步是把第一步形成的ACR乳液进行喷雾干燥，制成粉状树脂。
高分子材料助剂课件
隔离作用 “溶剂化”
相互作用
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二、增塑剂
增塑过程
1.润湿和表面吸咐 增塑剂分子进入树脂孔隙并填充其孔隙。 2.表面溶解 增塑剂先溶解溶胀聚合物表面的分子，当聚合物表面有悬浮聚合残留的胶体时，能延 长诱发阶段。 3.吸咐作用 树脂颗粒由外部慢慢地向内部溶胀，产生了很强的内应力，表现为树脂和增塑剂的总 体积减少。 4.极性基的游离 增塑剂掺入到树脂内，并局部改变其内部结构，溶解了许多特殊的官能团，反应为增 塑剂被吸咐之后，介电常数比起始混合物高。这一过程受温度和活化能大小的影响。 5.结构破坏 干混料中的增塑剂是以分子束的形式存在于高分子或者链段之间。当体系受到较高能 量如加热至160----180oC,或者将其辊炼。聚合物的结构将会破坏，增塑剂便会渗入到 该聚合物的分子束中。 6.结构重建 增塑剂与聚合物的混合物加热到流动态而发生塑化后，再放冷，会形成一种有别于原 聚合物的结构。这一结构表现出较高的韧性，但结构形成往往需要一段时间。
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三、抗氧剂 2、酚类抗氧剂的作用 大多数酚类抗氧剂的结构中都含有一种位阻酚，它有一 个烷基长链，就象有一个独特的分子“臂”相连。这个分子 “臂”可以改进溶解性或提高活性。
酚类化合物可提供氢原子给烷氧自由基、碳自由基和过 氧化自由基。这个反应中产生的酚类自由基处于稳定共振态， 反应活性极小。所生成的已“失活”的化合物，包括烃类和醇 类，这些都是从聚丙烯或聚乙烯中形成的。
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三、抗氧剂 3、胺类抗氧剂 胺类抗氧剂在一些应用领域甚至优于酚类抗氧剂的抗氧 化效果。胺类抗氧剂最大的缺点是具有变色性和污染性，会使 聚合物变色，限制了它的应用范围。所以胺类抗氧剂大都应用 于深色或黑色的橡胶和塑料制品中。 胺类抗氧剂如同酚类抗氧剂一样，也是氢原子提供者。 和氮原子相连的氢原子是最活泼的，如下图所示。
高分子材料助剂
高分子材料助剂
高分子材料助剂是指在高分子材料的生产和加工过程中，为改善和提高高分子
材料的性能、加工工艺和降低成本而使用的各种辅助材料。
它们可以被广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料、胶粘剂等领域，对提高产品品质、节约原料、改善劳动条件和环境保护等方面起着重要作用。
首先，高分子材料助剂在高分子材料的生产过程中发挥着重要作用。
例如，添
加稳定剂可以有效防止高分子材料在生产过程中受到光热氧化而降解，延长其使用寿命；添加抗氧化剂可以防止高分子材料在加工过程中受到氧化而失去原有性能；添加阻燃剂可以提高高分子材料的阻燃性能，减少火灾事故的发生。
其次，高分子材料助剂在高分子材料的加工过程中发挥着重要作用。
例如，添
加润滑剂可以降低高分子材料的摩擦系数，改善加工性能，提高生产效率；添加增塑剂可以增加高分子材料的柔韧性和延展性，改善加工性能，提高产品的使用性能；添加填充剂可以降低高分子材料的成本，提高产品的硬度和强度。
最后，高分子材料助剂在高分子材料的应用过程中发挥着重要作用。
例如，添
加抗静电剂可以有效防止高分子材料在使用过程中产生静电，避免静电引起的危险；添加抗UV剂可以有效防止高分子材料在使用过程中受到紫外线的照射而老化，延长其使用寿命。
综上所述，高分子材料助剂在高分子材料的生产、加工和应用过程中发挥着重
要作用，对提高产品品质、节约原料、改善劳动条件和环境保护等方面起着重要作用。
因此，选择合适的高分子材料助剂，并合理使用，对于提高高分子材料的性能、加工工艺和降低成本具有重要意义。
希望本文的内容能够对高分子材料助剂的应用提供一定的参考和帮助。
高分子材料助剂
7类交联体系
硫磺/硫化促进剂体系 有机过氧化物 空气（氧） 含官能团的有机化合物 有机金属盐与有机金属化合物 金属氧化物 硅烷化合物
Ⅰ、硫磺/硫化促进剂体系
▪ 硫磺是橡胶硫化（交联）最主要的交联剂。 ▪ 在橡胶硫化时，可以加快硫化速度、缩短硫化时间、降低
硫化温度、减少硫化剂用量以及改善硫化胶的物理机械性 能的助剂称为硫化促进剂，简称硫化剂。早期使用的硫化 促进剂为无机化合物(如氧化锌、氧化镁等)，但因其效能 较低，已改为活性剂使用。目前使用的硫化促进剂基本上 采用有机化合物。 ▪ 硫化促进剂种类：1）二硫代氨基甲酸盐
２）耐久性
包括耐热着色性、耐热老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐碱、耐洗涤性耐迁移 性、耐抽出性。
３）加工性
包括加工操作性、干燥性、润滑性、交联性、塑性流动性、长期反复操作性.
４）安全性
包括卫生性、无臭性、无味性、不燃性、再生利用性、降解性。
５）经济性等
塑化效率的定义
▪ 可以使高分子材料达到某一柔软程度时需要添加 的增塑剂的量来衡量，所需增塑剂的量越少，其 增塑效率越高。
➢加工用助剂 加工助剂是指材料在加工过程中所加的添加剂。
（3）按作用功能分类
二.助剂的选择中应注意的问题
1．助剂与制品的配伍性 固体助剂的析出俗称为“喷霜”，液体助剂的析出则称作 “渗出”或“出汗”。
2．助剂的耐久性 聚合物材料在使用条件下，仍可保持原来性能的能力叫耐久 性。保持耐久性就是防止助剂的损失。助剂的损失主要通过 三条途径：挥发、抽出和迁移。
▪ 常用的偶联剂：硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
▪ 硅烷偶联剂是由美国联合碳化物公司开发的，主要用于玻 璃纤维增强塑料。硅烷偶联剂9分子结构式一般为：Y— R—Si(OR)3，(式中Y一有机官能基．SiOR一硅烷氧基)。 硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有 反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界 面之间，可形成有机基体—硅烷偶联剂—无机基体的结合 层。典型的硅烷偶联剂有WD—20(或A151)(乙烯基三乙 基硅烷)、A17l(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三 (β—甲氧乙氧基)硅烷”等。
高分子材料助剂分析
缺点： 不能解释许多聚合物在增塑剂量低时 所发生的反增塑现象等。
2. 增塑剂的作用原理（现在普遍接受的一种说法）
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 链之间，削弱了聚合物分子链间的作用力，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，从而使聚合物塑性增加。
塑性两种。
复合材料的增强剂分类：纤维增强剂、粉状增强剂。
纤维增强剂品种：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、
硅碳纤维、聚对苯撑对苯二甲酰胺纤维（凯芙
拉）、晶须（其主要材料是氧化铝、碳化硅、氮 化硅等）。 粉状增强剂品种：二氧化硅、炭黑、金属粉、石 棉、云母、玻璃、木屑、硅藻土、碳酸钙、滑石
粉等。
4、高聚物分子中对抗塑化的因素 （１）范德华力（作用能: 2~8kJ/mol） 取向力 诱导力 色散力 （２）氢 键（13~29 kJ/mol） （３）结晶
四、增塑剂的主要品种
１．苯二甲酸酯类
邻苯二甲酸二辛酯（ＤＯＰ）的制备与工艺流程：
常见的邻苯二甲酸酯类增塑剂
2．脂肪族二元酸酯类
6.2
增塑剂
一． 增塑剂的定义和性能要求
１．增塑剂的定义：
增塑剂——是一种加入到高分子聚合体系中 能增加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质
2. 增塑剂的性能要求
1）基本性能要求
增塑剂分子应与高聚物的相容性好，同时还要考虑透明性、塑化效率、刚性、 强度、伸长率、低温柔软性、低温脆性、橡胶状弹性、耐曲挠性、尺寸稳定 性、电绝缘性、耐电压性、介电性、抗静电性和粘合性等。
２）耐久性
包括耐热着色性、耐热老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐碱、耐洗涤性耐迁移 性、耐抽出性。
高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势
高分子材料是一种具有重要应用前景的新型材料，具有良好的工程特性和广泛的用途。
而高分子材料功能助剂则是在高分子材料生产过程中起着非常重要的作用。
本文将深入探讨高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势。
一、高分子材料功能助剂的概念及作用原理1.1 高分子材料功能助剂的定义高分子材料功能助剂是指在高分子材料的加工和制备过程中，为了改善高分子材料的加工性能、力学性能、耐热性能、抗老化性能等而添加的一种特殊材料。
1.2 高分子材料功能助剂的作用原理高分子材料功能助剂主要通过以下几种作用实现对高分子材料性能的改善：（1）增强高分子材料的加工性能，如改善热稳定性、提高流动性、增加成型性等；（2）改善高分子材料的力学性能，如增加强度、韧性、硬度等；（3）提高高分子材料的耐热性能，抗氧化性能，抗紫外线性能等。
二、高分子材料功能助剂的应用现状2.1 主要应用领域高分子材料功能助剂主要应用于塑料、橡胶、合成纤维等领域。
其中，塑料是高分子材料功能助剂的主要应用领域之一，其功能助剂种类繁多，应用需求也非常广泛。
2.2 应用现状目前，高分子材料功能助剂在国内外的应用已经非常广泛，主要表现在以下几个方面：（1）在塑料制品中，功能助剂的应用量逐年增加，尤其是在热稳定剂、光稳定剂、着色剂等领域；（2）在合成纤维领域，功能助剂对纤维的力学性能、色牢度等方面起到了重要作用；（3）在橡胶制品中，功能助剂在提高橡胶制品的耐热性、耐油性、耐老化性等方面发挥着重要作用。
三、高分子材料功能助剂的发展趋势3.1 绿色环保助剂的需求增加随着人们对环保意识的增强，对绿色环保助剂的需求将会越来越大。
未来高分子材料功能助剂的发展将更多地朝着绿色环保方向发展，绿色可降解助剂、生物基助剂等将得到更广泛的应用。
3.2 多功能化助剂的发展未来功能助剂将朝着多功能化发展，一种助剂可以兼具多种功能，以满足不同高分子材料的要求。
3.3 智能化助剂的研究随着科技的发展，未来高分子材料功能助剂将更多地朝着智能化方向发展，可以根据材料的使用环境和要求，实现智能调控，提高材料的使用性能。
高分子材料助剂
高分子材料助剂高分子材料助剂高分子助剂是专用于高分子工业为使聚合物配料能顺利加工及获得所需应用性能而添加到高分子基材——树脂中的化学品。
它与树脂、装备一起构成了高分子制品的三大要素。
助剂的功能包括改善成型加工性能使材料顺利加工；提高产量；赋予制品特定功能；改善制品的应用性能如弥补通用树脂的性能缺陷或降低成本。
其中高分子助剂在制品的成型加工中用量微不足道，但其对制品的加工和应用性能的改善和提高却举足轻重。
可以认为，助剂的选择和应用时决定制品成败的关键。
高分子材料助剂可以分为工艺性助剂和功能性助剂。
1、工艺性助剂工艺性助剂用于高分子的加工过程中，改善高分子的加工性能，使之能够顺利通过成型过程并起到降低能耗、缩短成型周期并提高产量和生产效率等作用，常常包括润滑剂、脱模剂、加工改性剂、分散剂等。
1.1 润滑剂与脱模剂润滑剂与脱模剂是配合在高分子树脂中，旨在降低树脂粒子、树脂熔体与加工设备之间以及树脂熔体内分子之间摩擦，改善其成型时流动性和脱模性的助剂，它又可以分为外润滑剂和内润滑剂。
主要产品有烃类（石蜡、聚乙烯蜡）、脂肪酸酯类、脂肪酸皂类等。
1.2 加工改性剂主要用于在高分子制品加工过程中旨在改善塑化性能、提高树脂粘弹性和促进树脂熔融流动的助剂。
例如丙烯酸酯共聚物和含氟聚合物加工助剂-PPA等1.3 分散剂主要用于促进各类助剂在高分子树脂中均匀分散的助剂，多用于母料、着色制品和高填充制品。
主要产品有烃类（石蜡、聚乙烯蜡）、脂肪酸酯类、脂肪酸皂类等2. 功能性助剂功能性助剂可以赋予材料特殊功能同时改善性能。
2.1 稳定化助剂稳定化助剂能抑制或者延缓聚合物在贮存、运输、加工和应用中的老化降解，延长制品使用寿命的助剂，其中又包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂和防酶剂等。
抗氧剂用以抑制或者延缓聚合物树脂热氧化降解为主要功能的助剂，分为主抗氧剂、辅助抗氧剂、重金属离子钝化剂、碳自由基捕获剂；光稳定剂又称之为紫外线稳定剂，是用来抑制聚合物树脂的光氧降解，降低紫外线对高分子破坏的助剂，如紫外线光屏蔽剂、紫外线吸收剂、紫外线猝灭剂、自由基捕获剂。
高分子材料助剂2
高性能增强材料(纤维增强复合材料) 用树脂包覆纤维增强组分，树脂占20-50%，一般为层状结构
低性能增强材料 在树脂中加入5-25%的短纤维或粒状增强填料来提高塑料性 能，其性能接近于基础高聚物，通用塑料制品的原料
聚合物树脂材料
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现代精细化工——高分子材料助剂
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纤维增强剂及其品种
合适的橡胶交联度
足够低的玻璃化温度以保证好的韧性
塑料与橡胶相界面结合好坏是增韧好坏的关键
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聚合物复合材料增强剂和偶联剂
聚合物复合材料是以合成树脂为粘结剂、以无机或有机纤维及 其制品(布、带、毡等)、短纤维以及一些无机填料为增强剂，再 配以偶联剂(硅偶联剂、钛偶联剂或铬偶联剂等)，通过一定方法 复合而成。
外增塑剂：把低分子量化合物或聚合物添加在需要增塑的聚 合物内，可增加聚合物的塑性。外增塑剂一般是一种高沸点的较 难挥发液体或低熔点固体，绝大多数都是酯类有机化合物。通常 它们不与聚合物起化学反应，和聚合物的相互作用主要是在升高 温度时的溶胀作用，与聚合物形成一种固体溶液。外增塑剂性能 比较全面且生产和使用方便，应用很广。现在人们一般说的增塑 剂都是指外增塑剂。邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁 酯(DBP)都是外增塑剂。
其它丙烯酸酯类、聚四氟乙烯等含氟树脂、丁苯橡胶、丁腈橡胶、 氯丁橡胶、ABS、MBS等。
• • 自由基聚 • 合引发剂 • • •
偶氮类引发剂 有机过氧化物类引发剂 氧化还原体系 电荷转移引发剂 相转移催化 等离子体引发
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现代精细化工——高分子材料助剂
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偶氮类引发剂
常用的偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈(AIBN)和偶氮二异庚 腈(ABVN)。
高分子材料助剂
高分子材料助剂高分子材料助剂是指在高分子材料的生产、加工、使用过程中，为了改善其加工性能、物理性能、化学性能、热稳定性、光稳定性等而添加的一类物质。
它们可以在高分子材料的生产过程中作为原料直接加入，也可以在加工过程中作为外加剂添加。
高分子材料助剂的种类繁多，具有多种功能，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等高分子材料的生产和加工中。
首先，高分子材料助剂可以改善高分子材料的加工性能。
在高分子材料的生产和加工过程中，往往需要加入一些助剂来改善其加工性能，例如降低熔体粘度、提高流动性、改善成型性等。
这些助剂可以使高分子材料更易于加工成型，提高生产效率，降低生产成本。
其次，高分子材料助剂可以改善高分子材料的物理性能。
通过添加适量的助剂，可以改善高分子材料的力学性能、耐磨性、耐热性、耐候性等。
例如，添加增韧剂可以提高高分子材料的韧性和抗冲击性，添加抗氧化剂可以提高高分子材料的耐老化性能，添加填充剂可以提高高分子材料的硬度和强度。
此外，高分子材料助剂还可以改善高分子材料的化学性能。
在高分子材料的生产和使用过程中，往往需要考虑其与其他物质的相容性、耐腐蚀性、耐化学药品性等。
通过添加一定的助剂，可以改善高分子材料的化学稳定性，使其更适合特定的使用环境和条件。
最后，高分子材料助剂还可以改善高分子材料的热稳定性和光稳定性。
在高温或阳光下，高分子材料往往会发生降解、变色、老化等现象。
通过添加热稳定剂和光稳定剂，可以有效延缓高分子材料的老化过程，提高其使用寿命和稳定性。
总的来说，高分子材料助剂在高分子材料的生产和加工中起着非常重要的作用。
它们可以改善高分子材料的加工性能、物理性能、化学性能、热稳定性、光稳定性等，提高其使用价值和应用范围。
随着高分子材料行业的不断发展和进步，高分子材料助剂的研究和应用也将得到进一步加强，为高分子材料的发展注入新的活力。
第四章 高分子材料助剂
NO2 Mx + N N NO2 NO2 Mx +
H NO2 NO2 N N NO2
阻聚剂常用品种
5、变价金属盐（电荷转移）：如氯化铁、三氯化 钛、氯化亚铜
6、氧（加成）：如空气中的氧气
7、其他:有机硫化物、单质硫磺
二甲基二硫代氨基甲酸钠、多硫化钠常用做低温乳液聚合反应的终止剂。
四、分子质量调节剂 (Molecular weight regulator)
缩聚反应（condensation polymerrization）：带有多个可 相互反应的官能团的单体通过有机化学中各种缩合反应消去 某些小分子而形成聚合物的反应称为缩聚反应。
9.1.1高聚物合成基本知识
二、聚合反应分类 2、按聚合反应的反应机理和动力学分类 （1）链式聚合（chain polymerization） （2）逐步聚合（step polymerization）
四、分子质量调节剂
链转移反应是指链自由基与体系中某些分子 作用，夺取分子中的氢或其它原子，使原来 的链自由基失去活性，停止增长，同时生成 一个新的自由基。 如下式：其中Rtr为链转移速率， 为链转移 反应速率常数。
五、阴离子聚合引发剂
阴离子聚合是指链增长活性中心是阴离子的聚合反应。
二、自由基聚合用：乳化剂(Emulsifier)
乳液聚合：借助机械搅拌和乳化剂的作用，使单体 分散在水或非水介质中形成稳定的乳液而聚合的反 应。
乳化剂主要是表面活性剂。工业上采用的乳化剂多 数是含碳原子12-18的烷基硫酸盐、磺酸盐或脂肪 酸盐。 其用量一般为单体量的2-10%。
三、自由基聚合用阻聚剂 (Polymerization inhibitor)
高分子材料助剂
高分子材料助剂高分子材料助剂是一种添加到高分子材料中以改善其性能的化学物质。
它们可以用于塑料、橡胶、纤维和其他高分子材料的生产过程中，以提高产品的质量、稳定性和功能。
高分子材料助剂的种类繁多，可以分为增塑剂、稳定剂、阻燃剂、增强剂、填充剂等多个类别。
其中，增塑剂是其中一类较为常见的助剂。
增塑剂可以增加高分子材料的柔软性、延展性和韧性，使其更易加工和成型。
常见的增塑剂有邻苯二甲酸酯、磷酸酯和脂肪酸酯等。
稳定剂可以帮助高分子材料抵抗氧化、热降解和光降解等不良环境影响。
其作用是通过抑制自由基、金属催化、光敏化和氧化反应等途径来延长高分子材料的寿命。
一些常见的稳定剂包括有机锡化合物、光稳定剂和热稳定剂等。
阻燃剂是一类重要的高分子材料助剂，可使材料具有较好的阻燃性能。
它们可以减缓燃烧速度、减少火焰蔓延和降低有害气体和烟雾的产生。
常见的阻燃剂有溴化物、氯化物和磷化物等。
增强剂用于提高高分子材料的强度、刚度和耐磨性。
主要的增强剂有玻璃纤维、碳纤维和纳米填料等。
填充剂主要是用来调整高分子材料的密度、热导率、膨胀系数和收缩性等性能。
常见的填充剂包括粉末、纤维、颗粒和纳米颗粒等。
高分子材料助剂的应用可以使高分子材料具有更多的应用场景和功能。
例如，通过添加阻燃剂，高分子材料可以在建筑行业中用于制造阻燃墙板、防火门和防火帘等；通过添加增塑剂，可以生产具有良好柔软性的塑料制品，如塑料袋和塑料瓶；通过添加稳定剂，可以延长高分子材料的使用寿命，使其更适用于室外使用等。
总之，高分子材料助剂在高分子材料行业中起着非常重要的作用。
它们能够改善高分子材料的性能，提高产品的质量和功能，拓宽高分子材料的应用领域，为各行各业提供更多的选择。
随着科技的不断进步，高分子材料助剂的研究和应用将会更加深入，从而推动高分子材料行业的发展。
高分子材料助剂课件
根据作用的不同，高分子材料助剂可 以分为加工助剂、稳定助剂、功能助 剂等几大类。
作用与应用领域
作用
高分子材料助剂的主要作用是改善高分子材料的加工性能、 机械性能、光学性能和电气性能等，使其满足各种应用场景 的需求。
应用领域
高分子材料助剂广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂、纤 维等领域，对提高产品质量、降低生产成本、增加产品功能 等方面具有重粒径等表观性质，初步评估其质 量。
物理性能
测量助剂的密度、折射率、吸湿性等物理性质，以评估其在特定应用 中的适用性。
化学性能
通过化学分析方法，测定助剂的化学组成、官能团等化学性质，以了 解其基本结构和性质。
机械性能
测试助剂在不同条件下的力学性能，如硬度、韧性、耐磨性等，以评 估其在材料加工和使用过程中的性能表现。
高性能化与多功能化的追求
随着高分子材料应用的广泛，对高分子材料性能的要求也越来越高，高分子材料 助剂作为提高高分子材料性能的关键因素，其高性能化和多功能化的需求也越来 越迫切。
高性能化与多功能化的高分子材料助剂能够满足各种特殊应用场景的需求，如高 温、高压、耐腐蚀、抗老化等，为高分子材料的广泛应用提供了有力支持。
产业升级与绿色化的要求
随着环保意识的提高和产业结构的调整，高分子材料助剂 的产业升级和绿色化发展成为必然趋势。
绿色环保的高分子材料助剂能够降低生产过程中的环境污 染，提高资源利用效率，符合可持续发展的要求，是未来 高分子材料助剂的重要发展方向。
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制备工艺
悬浮聚合
将单体、引发剂、分散剂 和其他添加剂在水中进行 聚合，制得高分子材料助 剂。
乳液聚合
将单体、引发剂、乳化剂 等在水或有机溶剂中进行 聚合，形成乳液形式的高 分子材料助剂。
高分子材料助剂介绍
聚合物的添加剂介绍1.介绍现代生活的方方面面均会涉及高分子材料。
高分子材料是由单体分子经聚合而得的高分子量材料，其分子量普遍大于1万。
高分子材料在应用上很少单独使用，几乎所有的高分子材料或多或少都会添加一定的其他物质，以满足不同的使用要求。
实际加工制造以及终端使用过程中，对高分子材料各方面特性有着多元化的要求，如机械结构件对材料的机械性有较高要求，电气零部件要求有良好的绝缘鞋等，因此，单一的添加剂往往难以满足。
根据添加剂实现的功能差异，大致可分为稳定剂、增塑剂、润滑剂、交联剂和固化剂、填充剂、抗冲击剂、抗静电剂等。
实际生产中，根据终端需求，添加多种添加剂，实现高分子材料的复配，满足制品需求。
2.稳定剂高分子材料制品长期暴露于自然或人工环境中，在光、热、氧、水、微生物等缓慢作用下，使高分子的表面结构甚至内部结构发生不可逆的质变或破坏，称之为材料的老化。
材料的老化往往意味着性能的恶化，可分为外观的变化以及物理化学性能的变化。
外观变化有表面变黄、光泽度和透明度的降低、裂纹的产生等；物理化学变化有机械强度和绝缘性能的下降、脆性增加、溶解度等的改变等。
材料的老化是其耐候性或耐久性的直接体现，影响因素诸多，可分为内因和外因。
内因方面，主要取决于高分子链的化学结构和聚集态结构。
化学结构主要取决于化学键的强度，键能越低，键断裂所需能量越小，材料也越容易发生老化。
聚集态结构主要指结晶度。
通常，高分子材料可分为结晶区和无定型区，结晶区密度大于无定型区，氧、水等物质更难渗透进内部结构，因此相应的老化速率也较慢。
外因方面则包括物理因素（光、热、应力、电场、射线等）、化学因素（氧、臭氧、重金属离子、化学介质等）与生物因素（微生物与小动物）。
诸多外因中，以光、氧、热三个因素最为重要。
内因为高分子材料的固有特性，难以通过添加剂等改变。
因此改善高分子材料的老化性能唯有从外因入手。
根据所针对的外部因素的不同，可将添加的稳定剂分为抗氧剂、光稳定剂和热稳定剂三类。
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溶剂型涂料中的泡沫引起的原因。虽然也是各 种表面活性物剂的使用与溶剂本身的表面张力而引 起，但是与水性涂料相比，泡沫的情况各不相同。 水性涂料泡沫多，且易上升到体系表面而破裂。溶 剂型涂料中多位单个独立的泡，尤其是高粘度的溶 剂型涂料中存在的小泡，很难上升到体系的面部而 破裂。水性涂料中的泡沫多，要求消泡能力强的消 泡剂。溶剂型涂料中用的消泡剂对涂膜表面平整性 的要求很高，特别是轿车漆、家具漆、家用电器外 壳漆等要求装饰性很高的漆，不能有微小的鱼眼、 针孔和缩孔出现。由此可看出，水性涂料和溶剂型 涂料所用的消泡剂应该是性能迥异的两种类型消泡 剂。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
消泡剂
在涂料工业中，水性乳胶漆的泡沫问题最 为突出，也最为典型，这是由它的特殊配方和 特殊生产工艺所致。
一、制泡原因
1.
乳胶漆以水为稀释剂，在乳液聚合时就必须 使用一定数量的乳化剂才能制取稳定的水分 散液。由于乳化剂的使用而致使乳胶体系的 表面张力大大下降，这是乳胶漆中产生泡沫 的主要原因。
2. 乳胶漆生产过程中制取颜料浆时所用的润湿 剂和分散剂亦属于表面活性物质，同样能降 低体系的表面张力，这一过程中的泡沫最为 严重，若不使用合适的消泡剂，大量的泡沫 会使剪切力无法传递给物料，电机空转，设 备利用率严重不足，导致颜料分散不充分， 甚至无法生产下去。
（二） 有机硅类消泡剂
有机硅类消泡剂一般是指两类化学物质：一 类以聚二甲基硅氧烷为主，在某些情况下，也可 以是乙基和部分为羟基、苯基、氰基、三氟丙基 等的硅氧烷；另一类是以聚醚或有机物改性的聚 二甲基硅氧烷。
1. 聚二甲基硅氧烷类消泡剂
聚二甲基硅氧烷为不挥发油状液体，在水、动植 物油及矿物油中不溶解或溶解性很差。既耐高温、又 耐低温，物理性能稳定。化学惰性，无生物活性，且 有很低的表面张力，是一类应用广泛的消泡剂。聚二 甲基硅氧烷用作消泡剂时，它的聚合度n值为几十到 几百。相对短链的聚硅氧烷常用作涂料的表面助剂， 在涂料中常显示出稳定泡沫的性质，是稳定泡沫还是 消泡，则取决于所用硅氧烷的溶解度和相容性，只有 选择适宜的溶解度和相容性的硅氧烷产品才能有消泡 功能。 聚二甲基硅氧烷作为消泡剂可以有本体、溶液、 复合型和乳化型几种形式。
3. 乳胶漆的黏度低，不易施工，必须使用增稠 剂。但增稠剂的使用会使泡沫的膜壁增厚， 弹性增加，使泡沫稳定而不易消除。 4. 生产乳液时游离单体的抽取，配制乳胶漆时 的搅拌，施工过程中的喷涂、刷涂、滚涂等 操作，所有这些工艺过程都会不同程度地改 变体系的自由能，促使泡沫产生。 5. 装罐时泡沫多，需多次装罐，才能达到固定 的重量。
属于阴离子表面活性剂的分散剂，在溶液中 离解后，能使颜料颗粒表面上带负电荷；而阳离 子表面活性剂的分散剂，能使颜料表面上带正电 荷；非离子表面活性剂的分散剂，在溶液中不发 生离解，它们常常是聚氧乙烯型的，调节聚氧乙 烯的链长，可使它们适用于各种类型的基料；属 于两性表面活性剂的分散剂，它们的分子中含有 氨基和羧基，在溶液中离解后，再根据溶液的 pH值大小来决定提供具有正电荷还是负电荷的 基团。
三、分散剂的类型
美国大祥有限公司生产的分散剂有：阴离 子型的，如二烷基（辛基、己基、丁基）磺酸 盐、烷基苯磺酸盐、磺化蓖麻油、十二烷基苯 磺酸钠、十二烷基硫酸盐、磺化丁基油酸盐等； 阳离子型的，如烷基氯化吡啶等；非离子型的， 如烷基酚聚乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧 乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯、二醇烷基苯基 醚乙炔乙二醇等。此外还有两性型的分散剂。
分散剂带有极性（亲水）基团和非极性 （亲油）基团，把它加入到颜料中去时，可能 是极性部分，或者是非极性部分，被吸附在颜 料颗粒表面上，而未被吸附的另一部分，就定 向排列在表面之外。是极性部分还是非极性部 分被吸附，决定于颜料颗粒表面的性质。如果 颗粒表面是疏水性的，则吸附分散剂的是非极 性部分；反之，则吸附分散剂的是极性部分。
二、分散剂的作用机理
1. 形成双电层。分散剂多为离子化电解质，其 离子部分可被吸附在颜料质点的表面，这样 在颜料－液体界面形成带电层。使颜料颗粒 相互排斥，所以增强了涂料体系的稳定性。
2. 物理屏蔽作用。分散剂能将颜料颗粒表面包 围起来，形成吸附层，使颜料颗粒之间产生 物理障碍，造成空间阻碍，从而阻止颗粒相 互接触，不会发生聚结现象。
二、偶氮类引发剂
R1－R4为烷基，可以相同，也可不同。X是 硝基、酯基、羧基、和氰基等吸电子基团。工业 上常用的是氰基，氰基的存在有助于偶氮化合物 的稳定。 常见的偶氮化合物难溶于水，易溶于有机溶 剂。通过在油溶性的偶氮化合物中引入亲水基团， 得到水溶性的偶氮引发剂，适应于水溶液聚合与 乳液聚合中。
三、氧化-还原引发体系
氧化还原引发体系是利用还原剂和氧化剂之 间的电子转移所生成的自由基引发聚合反应。由 于氧化还原引发体系分解活化能很低，约为40～ 60KJ/mol，常用于引发低温（0～50℃）聚合反 应。 常用的氧化还原引发体系主要有水溶性氧化 还原引发体系和油溶性氧化还原引发体系。
湿润分散剂
颜料在涂料中分散好，就能得到颜料分散 程度均匀一致的色浆；反之，如果颜料在涂料 中分散得不好，实际使用时涂膜中就会呈现出 颜色偏离、发花、色泽不均等弊病。 提高湿润、分散效率的最好方法是采用湿 润分散剂，它吸附在颜料的表面上，降低液/ 固之间的界面张力，同时由于表面电荷的排除 作用以及空间位阻作用，提高了湿润、分散和 分散稳定性能。
（三）不含有机硅的聚合物类消泡剂
引发剂
在热和辐射作用下，共价键均裂生成两个自 由基的物质，可作自由基聚合反应的引发剂。过 氧化物和偶氮化合物以及氧化还原引发体系是最 常用的自由基聚合反应引发剂。
一、过氧化物类引发剂
过氧化物类引发剂的活性次序一般为： 过氧化二碳酸酯类>过氧化二酰类>过氧化酯类> 过氧化二烷基类>过氧化氢
三、消泡剂的分类
按目前的习惯，涂料用消泡剂可分为三大 类：矿物油类消泡剂；聚二甲基硅氧烷或改性 聚二甲基硅氧烷（有机硅类消泡剂）；不含有 机硅的聚合物类消泡剂。
（一） 矿物油类消泡剂
矿物油类消泡剂通常油三种物质组成：载体， 占整个系统的75～80％；憎水颗粒10～15％；乳化 剂或展开剂5～10％。 载体是把主要消泡物质带入泡沫体系中，并帮 助扩散到泡膜上，起到承载和稀释的作用。它对消 泡剂的消泡性能和消泡性能的持久性有较大的影响。 载体应是低表面张力的物质，它与泡沫体系必须有 适宜的不相容性，且易上升导泡沫体系的表面。
一、颜料地分散过程
料分散可分为4个过程： 1. 研磨：使用分散机或混合机将颜料中地大块 颗粒，磨成均匀地微小颗粒； 2. 润湿：颜料颗粒在分散以前，先被周围地空 气合水地薄层包围而被润湿； 3. 分散：颜料颗粒被溶剂或介质润湿后，会在 介质中不断移动而使之逐渐分散； 4. 稳定：被分散地颜料颗粒，在介质中均匀地 悬浮，形成稳定体系。
表面活性剂通常根据所接头部基团的电荷性 分为四类：
1. 阴离子型表面活性剂，亲水基团为阴离子，所 接头部基团可为羧酸盐、磺酸盐、硫酸盐、醚 硫酸盐、（醚）磷酸盐、琥珀磺酸盐等； 2. 阳离子型表面活性剂，亲水基团为阳离子，如 各种结构类型的季铵盐和铵盐。 3. 非离子型表面活性剂，该类表面活性剂在水溶 液中不会离解成离子，它的效能与pH无关， 如分子结构有烷基芳基或者脂肪醇的聚氧乙烯 醚、烷基糖苷、山梨醇酯等。 4. 两性表面活性剂，分子机构中同时包含阴离子 和阳离子基团，通常它们在亲水基团部分含有 氨基和羧基。
可以使用某些表面活性剂，来增强颜料地润 湿和稳定作用。因为表面活性剂能强烈地吸附在 颜料表面，从而改变了颜料地表面性能，使颜料 地润湿和分散过程易于进行。利用表面活性剂作 为颜料分散剂，可使分散效率提高，而且用量较 少，一般未颜料总量地1﹪以下。但是分散剂对 不同颜料具有专用性，所以在使用时应注意颜料 与分散剂地匹配。
常用的载体是烃油或水，其他的如脂肪醇、脂肪 酸酯溶剂。 憎水性组分在消泡剂配方中起着主要的活性作用， 它可以是液体，也可以是固体。若以液体形式则以 乳液液滴存在；如以固体颗粒存在，它的粒径应为 0.1～20µ m之间的憎水性材料。颗粒太小，有效性 显著降低；颗粒太大，就不能进入泡沫膜层，微泡 聚集成大泡就不会发生。 有许多憎水性材料可供选择，它们是蜡、硅油、 疏水二氧化硅、脂肪族酰胺、脂肪族酸酯、金属皂、 聚氨酯、高分子量聚乙二醇、饱和脂肪酸和不饱和 脂肪酸、聚脲等。
溶剂型聚氨酯涂料固化时会吸收空气中的水 分，与异氰酸酯反应产生CO2，在涂料中会产生 气泡。 泡沫按其形态可以分为泡和泡沫两种。独立 分开的单个的泡称为泡，一般在高粘度的溶剂型 涂料中会出现此类小泡。相互聚集在一起，大小 不均一的泡则称为泡沫，水性涂料中会出现此类 泡沫。
二、消泡机理
使用消泡剂。消泡剂多数属于表面活性剂类 型。消泡剂是能在泡沫体系之中所产生的稳定表 面张力不平衡，并能打破发泡体系的表面黏度和 表面弹性的物质。它应具有低的表面张力和HLB值， 密度比发泡介质小，又能不溶解于发泡介质之中 （适宜的不相容性）。它极易按一定的粒度大小 均匀地分散于泡沫介质之中、产生持续和均衡地 消泡能力。当泡沫介质由于某种原因要起泡时， 它首先能阻止泡沫地产生。而在已经生成泡沫地 泡沫体系之中，它又能迅速地散布，破坏气泡地 弹性膜，使之破裂。
2. 改性聚二甲基硅氧烷类消泡剂
既能满足消泡能力地要求，又有适宜地亲水 性和亲油性地平衡，有良好的漆膜外观，人们在 聚二甲基硅氧烷主链上用各种聚醚和有机物基团 进行改性，获得了理想地结果。聚二甲基硅氧烷 也可用聚甲基烷基硅氧烷来代替。这些产品主要 应用在溶剂型和水溶性涂料中。最新颖地创新性 方面有以有机氟改性的硅氧烷消泡剂，称为“氟 有机硅消泡剂”，这类产品有非常低的表面张力 和强烈的消泡能力，是一个新的发展方向。
随着表面活性剂的进一步加入，典型胶束会 形成，表面张力也会降到最低值或者保持稳定状 态。这一最低点时表面活性剂的浓度就叫做临界 胶束浓度，简称CMC值。 大多数场合下，乳液聚合过程中乳化剂的添 加量大于它们的CMC值，这是因为胶束是由表 面活性剂产生的，而且只有胶束才能增溶溶解于 水相中的单体液滴。