助剂化学

助剂化学
[填空题]
1什么是交联剂？
参考答案：凡能使高分化合物引起交联的物质，就称为交联剂。

[填空题]
2简述盐机性铅盐的作用机理。

参考答案： 1）捕获脱落的氯化氢而抑制了其自动催化作用
2）置换烯丙基氯，起稳定作用
[填空题]
3简述聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的结构简式、主要结构及性质特点，在纺织印染工业中的主要用途。

参考答案：聚乙烯吡咯烷酮（PVP）：是由N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）经聚合
而成的线型高分子聚合物，分子式：（C
6H
9
NO）N；结构式：；主要结
构：分子中还有一个偶极矩为40的极性较大的内酰氨基，有亲水和亲极性基因的能力，而其分子环上及长链中又具有非极性的亚甲基及次甲基，使其具有疏水性。

而具有偶极矩的酰氨基，其氧原子的一端裸露，而含氮的一端则处于甲基和亚甲基的包围中，此结构使其带有表面活性，其降低表面张力的能力，渗透能力等虽然比低分子表面活性弱，但其对固体表面的吸附作用及亲水性能所形成的立体屏蔽能力，使固体离子具有良好的分散稳定性；具有高分子化合物的特性，有广泛调节分散体系或溶液流变性的能力；与无机，有机化合物的络合能力使其具有优良的凝聚作用和增溶作用。

主要用途：高分子表面活性剂的主要品种之一。

[填空题]
4简述防皱整理剂的作用机理，纤维素纤维、蛋白质纤维的防皱整理剂的品种。

参考答案：1.覆盖理论：整理剂处理织物，经高温缩合或加成后，形成网状结构的高弹性薄膜覆盖在纤维外层，并在纤维之间形成黏结点，提高织物回复弹性；
2.树脂沉积理论：整理剂处理织物，经培烘后再纤维内部形成网状的树脂，沉积在纤维的无定形区，沉积的树脂靠机械摩擦作用或氢键改变了纤维大分子或基本结构单元的相对滑动，给予织物抗皱性；
3.共价交联理论：整理剂在一定条件下能与纤维发生反应，在纤维分子链或基本结构单元间生成共价交联，减少纤维在形变过程中由于氢键拆散而导致的不立即回复的形变，并提高纤维从形变中回复原状的能力，从而达到抗皱的目的。

防皱整理剂品种：N-烃甲基酰胺类整理剂，多元羧酸类化合物，环氧化合物类整理剂。

[填空题]
5简述分散作用。

参考答案：①促进研磨的效果；
②对粉末的润湿作用；
③防止凝聚作用。

[填空题]
6请写出间歇法生产的工艺。

参考答案：
[填空题]
7什么是硫化促进剂，按促进剂效率分为哪几类？
参考答案：硫化促进剂，可建成促进剂，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，同时还可以改善硫化胶的物理机械性能。

[填空题]
8为什么要求消泡剂不溶于泡沫质并具有正的进入系数和分散系数？为什么聚二甲基硅氧烷很适宜做消泡？
参考答案：
[填空题]
9什么叫作表面活性剂的HLB？
参考答案：HLB是表面活性剂的亲油水平衡值，Hydrophilic-LipophilicBalance。

表面活性剂都是双亲分子，分子中亲水基团所占比例越大，或亲水性越强，HLB越大。

[填空题]
10乳化对象选定后，怎样选择乳化剂？
参考答案：（1）先换用不同HLB的乳化剂测得乳化效果最好的HLB；
（2）按此HLB换用不同化学结构（很多时候当乳化剂的亲油基与油相似时乳化效果较好），选用乳化效果最好者。

图中为最后结果，当有其它要求时应结合要求再选。

[填空题]
11什么叫作O/W，W/O型乳化体？分别可用哪些方法鉴别？
参考答案： O.W：水包油型，水为连续相，油为分散相。

W.O：油包水型，油为连续相，水为分散相。

乳化体类型鉴别方法：
1.稀释法：用水能稀释的是O/W，油能稀释的是W/O。

2.导电法：导电的是O/W，不导电的是W/O。

3.染色法：水溶性染料可染色的是O/W。

油溶性染料可染色的是W/O。

[填空题]
12简述柔软剂作用机理。

参考答案： 1.吸附性
在表面定向紧密排列。

纤维在水中带负电荷，所以阳离子表面活性剂更易吸附而柔软剂效果好，同时抗静电也好。

吸附了单层后，第二、三层吸附力减弱，所以柔软剂不必用过多。

2.反应性
柔软剂分子的活性基团，如环氧基环氮乙烷基氨基—NH
3，羟甲基-CH
2
OH等与纤
维表面的羟基或丝毛上的氨基反应缩合，形成耐久性的柔软性。

3.拔水性
柔软剂的疏水性长碳链向外，所以具有拔水性。

表面活性剂碳链越长时，水溶性越小，柔软性能越好。

碳数达13—14后，柔软性能不再随碳数增多而增强，但耐久性还可以增强，不溶于水的柔软剂作用是很耐久的。

碳链中的双键阻碍旋转，支链或芳环阻碍分子卷曲，这些结构会减小柔软剂的柔软性能。

酰胺结构可增大柔软效果。

4.成膜性
有的柔软剂不能吸附或反应，但以连续性薄膜形式分布于纤维或丝毛的表面，薄膜透气、透明、坚韧，具有柔软作用，如聚乙烯乳液、有机硅油等。

[填空题]
13简述抗静电剂作用机理。

参考答案：
[填空题]
14泡沫质的表面张力、粘度、挥发性怎样影响起泡性和泡沫稳定性？
参考答案：
[填空题]
15简述载荷润滑添加剂中的油性剂，抗磨剂，极压机作用机理。

参考答案：1）油性剂作用机理
通常是表面活性物质，具有长链和极性基团，具有表面活性，使润滑油在金属表面铺开成膜，且油性剂在界面定向排列，极性端指向金属，长链指向油膜。

基础油和油性剂的分子中的长链都是可以弯曲、伸缩，旋转的柔性分子，所以润滑油具有很好的润滑性。

润滑油填补了金属表面无数微小的坑洼不平，而且使金属的直接磨擦转化成磨擦力极小的液态油膜内部的磨擦，起到极其明显的润滑作用。

2）抗磨剂作用机理
当磨擦较剧烈，温度较高时，油膜发生破裂、不能铺展在金属表面，这时须添加在高温下能与金属表面反应的活性物质抗磨剂，形成不能破裂或收缩的液态润滑膜。

抗磨剂在高温下的分解产物与金属反应生成新物质，越是磨擦剧烈的微小部位生成的润滑性新物质越多。

3）极压剂作用机理
在极剧烈的磨擦中，在磨擦面的微小凸出点上，极压剂与金属反应生成常温为固体但在操作条件的极高温度（但低于设备金属熔点）下呈液态的无机润滑
剂。

反应性控制在既能润滑又不使金属有太大损耗的程度。

同一化合物有时可能有以上的两种或三种作用。

[填空题]
16简述高分子材料加工过程中的内润滑，外润滑，脱模剂作用机理。

参考答案： 1）内润滑：润滑添加剂都是长链分子或低分子量聚合物，与基础油（也是长链分子）组合后呈液态或糊状，分子
有弹性可卷曲伸缩，单键可旋转，是柔性物质，润滑剂分子穿插在高聚物分子之间，减少材料分子之间的磨擦，使熔体粘度降低，流动性增强，易于塑化。

2）外润滑：润滑剂分子容易从材料内部迁移到表面（界面），定向排列，极性端朝向金属，非极性端朝向聚合物
材料，在聚合物与设备间形成润滑剂分子层，起到隔离作用。

也是长链分子或低分子量高聚物，属柔性物质。

脱模剂在设备与聚合物间形成连续的薄膜，完全隔离而防止粘附。

脱模剂与设备的亲和力大于与材料的亲和力，脱模后绝大部分粘在设备上。

[填空题]
17分散剂有哪三大类？
参考答案：分为三类：表面活性剂，无机盐，高分子。

1.表面活性剂：阴离子，阳离子，非离子。

2.无机盐：硅酸盐，多聚磷酸盐。

3.高分子：淀粉，明胶，羧甲基纤维素。

[填空题]
18写出受阻胺光稳定剂的基本结构通式。

参考答案：基本结构通式（2，2，6，6-四甲基哌啶衍生物）：
[填空题]
19怎样对防晒剂进行评价？
参考答案：
[填空题]
20为什么大部分高分子对光稳定性不好？
参考答案：有机物的键能与紫外线光子能量相当，容易被紫外线破坏。

部分紫外线被高分子或其他材料分子吸收后转变成热或长波的光放出，但部分紫外线破坏化学键形成自由基，引发氧化降解链反应，或直接造成断链，使材料老化。

[填空题]
21为什么置换烯丙位氯或结合脱除下来的游离HCl可以抑制或减缓PVC（聚氯乙烯）的热降解？
参考答案：
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[填空题]
22胺类、酚类抗氧化剂的性能各有什么特点？
参考答案：胺类抗氧剂对氧、臭氧防护效果好，对光、热、曲挠，铜害防护好，但有较强的变色性、污染性。

酚类抗氧剂抗氧化能力不及胺类，但低毒或无毒，不变色不污染。

[填空题]
23简述氢给予体性抗氧化剂结构与性能关系。

写出抗氧化剂2，6-二叔丁基对甲酚（BHT或抗氧化剂264）的结构式。

参考答案：
[填空题]
24有哪些方法可以评价抗氧化剂的活性，原理？
参考答案：
[填空题]
25什么是内润滑和外润滑？
参考答案：1）内润滑——塑化机理。

为降低聚合物分子间的摩擦（减小内摩
擦），需加入一种或数种与聚合物有一定相容性的润滑剂，称内润滑剂；
2）外润滑——界面润滑机理。

润滑剂分子链越长越能是两个摩擦面远离，润滑效果越大，润滑效率越高。

3）外润滑——涂布隔离机理
[填空题]
26什么是润滑剂？
参考答案：为改善塑料等聚合物在成型加工时的流动性和脱模性从而提高制品加工新能和表观性能的助剂。

[填空题]
27有机过氧化物交联剂可分为哪几类？
参考答案：过氧化物交联剂主要用于聚烯烃与不饱和聚酯以及天然橡胶、硅橡胶等，主要品种有氢过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物过氧酯、酮过氧化物。

[填空题]
28常见的无机交联剂有哪些种类？
参考答案：无机交联剂主要有硫黄及硫黄同系物、金属氧化物、过氧化物、硼酸及磷化物等。

[填空题]
29过氧化物交联剂有何优缺点？
参考答案：（1）可交联绝大多数聚合物；
（2）交联物的压缩永久变形小；
（3）无污染性；
（4）耐热性好；
（5）通过与助交联剂（多官能性单体、硫黄、苯醌二肟等提高交联效率的物质）并用，可制造出具有各种特性的制品。

缺点：
（1）在空气存在下交联困难；
（2）易受其它助剂的影响；
（3）交联剂中残存令人不快的臭味；
（4）与硫化相比，交联物的机械性能略低
[填空题]
30交联剂按结构特点分为哪几类？
参考答案：（1）有机过氧化物交联剂，主要用于聚烯烃与不饱和聚酯以及天然橡胶、硅橡胶等，主要品种有烷基过氧化氢（ROOH）、二烷基过氧化物
（ROOR）、二酰基过氧化物、过羧酸酯等。

（2）羧酸及酸酐类交联剂，主要用于环氧树脂的固化剂，如苯酐、顺丁烯二酸酐等。

（3）胺类交联剂，主要是含有两个或两个以上氨基的胺类，如乙二胺、己二胺等，可用于聚氨酯橡胶的硫化剂及环氧树脂固化剂。

（4）酚醛树脂及氨基树脂类交联剂，广泛用于橡胶、涂料、粘合剂、纤维加工等部门。

（5）醇醛及环氧化合物，用作酚醛树脂、聚乙烯醇缩醛等粘合剂中
（6）偶氮化合物交联剂
（7）醌及醌二肟类交联剂，常用作橡胶硫化剂，常用的品种有对醌二肟和二苯甲酰对醌二肟
（8）硅烷类交联剂，如正硅酸己酯、三甲氧基硅烷等，常用于粘合剂中的交联剂，如有机硅粘合剂。

（9）无机交联剂等，如氯化铝、硫酸铝、硫磺、硼酸等。

[填空题]
31理想阻燃剂应具备哪些基本条件？
参考答案：（1）阻燃剂不损害高分子材料的物理机械性能；
（2）具有耐候性及持久性，阻燃剂要能长期稳定地保留于材料中发挥阻燃功能，对于合成纤维中阻燃剂产生的防燃效果应能耐洗涤及干洗；
（3）无毒或低毒，在阻燃过程中分解产生的气体不污染环境，不损害健康，对健康和环境无负面影响；
（4）价格低廉，来源容易；
（5）阻燃效率高，具有良好的难燃性、自熄性和抑烟性；
（6）与材料相容性好，易于分散均匀；
（7）在材料合成、固化或使用过程中不分解。

[填空题]
32什么是阻燃剂？
参考答案：一种加入材料中能增加其阻燃性的物质。

阻燃剂是一类有效阻止可燃物引燃或迟缓火焰蔓延及抑烟的功能助剂。

[填空题]
33什么是热稳定剂？
参考答案：是塑料加工助剂中重要类别之一主要用于PVC树脂加工中可以增加材料热稳定性。

分类：有机锡稳定剂+铅稳定剂+金属皂类热稳定剂+液体复合热稳定剂+其他热稳定剂指那些用来提高能发生非链断热降解的聚合材料热稳定性的物质。

为防止聚合材料（如PVC、PVA、PVDC、PCTEF、氯磺化PE、聚氯苯乙烯等塑料及氯化橡胶等）在热和机械剪切力等作用下引起降解而加入的一类物质称热稳定剂。

（或指那些用来提高能发生非链断裂热降解的聚合材料热稳定性的
物质）
[填空题]
34简要叙述防老剂A的制备方法、性质及用途。

参考答案：防老剂A，学名为N-苯基-1-萘胺，在国内又称作防老剂甲，分子
式：C
16H
13
N，它是天然橡胶与丁苯橡胶、氯丁等合
成胶中经常使用的防老剂。

主要能防止由热氧、曲挠等引起的老化，而且对铜害也有一定的防护作用，但有污染性，不适于浅色制品。

另外，在塑料工业中，此防老剂也用作聚乙烯的热稳定剂，它是一种不喷霜的性能优良的耐热防老剂。

其合成反应如下（由
α-萘胺或α-萘酚与苯胺缩合而得）
[填空题]
35抗氧剂的选用原则有哪些？
参考答案：（1）具有优良的抗氧化性能；
（2）与合成材料的相容性好；
（3）与合成材料中的其他助剂不发生反应；
（4）不变色，污染小，并且无毒或低毒。

一般来说，应具有优越的抗氧性能，与聚合物相容性好，并且在加工温度下稳定，不影响聚合的其他性能，也不和其他化学助剂进行不利反应，不变色，污染性小，并且无毒或低毒。

[填空题]
36简要叙述高分子聚合物氧化降解的机理、及抗氧剂的作用机理。

参考答案：高分子聚合物的氧化老化是一种自动氧化反应。

自动氧化反应是指在室温至150℃下，物质按照链式自由基机理进行的具有自动催化特征的氧化反应。

所以高分子聚合物的氧化降解也是由链的引发、链的传递与增长、链的终止三个阶段所组成。

抗氧剂是一类能够抑制或延缓高分子聚合物氧化降解的物质，根据高分子聚合物的氧化降解机理，要想提高高分子材料的抗氧化能力，要么没法防止游离基（自由基）的产生，要么阻止游离基（自由基）链的传递与增长这就是高分子材料抗氧剂的作用原理，按照这个原理可将抗氧剂分为两大类，一类是链终止型抗氧剂（阻止自由基链的传递与增长），另一类是预防型抗氧剂，又称作辅助抗氧剂（阻止或延缓自由基产生）。

[填空题]
37抗氧剂的基本性能要求有哪些？
参考答案：（1）具有活泼的氢原子，它应比高分子链的活泼氢原子更活泼；（2）抗氧剂自由基应具有足够的稳定性；
（3）抗氧剂本身应较难氧化，否则自身被氧化而起不到抗氧化作用。

另外，要求抗氧剂具有足够的热稳定性和足够高的沸点（因高分子材料常在较高温度下
加工成型，若抗氧剂的热稳定和沸点不够高，将会使其在加工温度下分解或挥发，从而严重影响抗氧剂的效果）；抗氧剂要与高分子材料中的分散性好，才能更好地发挥其抗氧化的效能。

[填空题]
38什么是高分子材料的老化？影响老化的因素有哪些？
参考答案：外界原因包括物理因素（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）及生物因素（微生物、昆虫的破坏）。

内在原因是高分子材料的分子结构，加工时选用的助剂，助剂的用量和加工方法。

老化表现包括外观变化，如变色、出现斑点；物理及化学性能的变化，力学性能变化还有电性能变化。

稳定化的方法通常使用抗氧剂。

[填空题]
39什么是抗氧剂？
参考答案：高分子材料在加工、贮存和使用过程中都易发生氧化反应，从而使高分子材料的强度降低，外观发生变化，物理、化学机械性能变坏，甚至不能使用。

为抑制和延缓这一过程，通常加入抗氧剂，这是防止高分子材料氧化降解的最有效和最常用的方法。

抗氧剂是一些很容易与氧作用的物质，将它们加入到到材料中，使大气中的氧先与它们作用来保护材料免受或延迟氧化。

在橡胶工业中，抗氧剂也被称为防老剂。

[填空题]
40什么是内增塑剂和外增塑剂？
参考答案：也称添加型增塑剂，只是简单的加入，物理混合，基本没有化学变化。

外增塑剂的性能比较全面，而且生产和使用方便，应用最广。

现在人们一般说的和以后要讨论的增塑剂大多指外增塑剂。

是在聚合过程加入可聚合的单体，共聚或接枝后，进入大分子链结构之中，降低玻璃化温度，起到内增塑作用，因此，又称反应性增塑剂。

其特点是增塑效果好，稳定耐久，不存在迁移和渗出问题。

常用的内增塑剂有（甲基）丙烯酸及其酯类、不饱和聚酯树脂等。

[填空题]
41什么是增塑剂？较好的增塑剂应具备那些基本要求？
参考答案：凡能与高分子聚合物均匀混合，降低体系粘度和玻璃化温度，提高伸长率，而使它们的可塑性、柔韧性或膨胀性增加的有机物质都称为增塑剂。

增塑剂通常是高沸点、难挥发的液体或低熔点固体。

在所有有机助剂中，增塑剂的产量和消耗量都占第一位，较好的增塑剂应具有如下性能要求。

增塑剂
分子应与高聚物的相容性好，（只有相容性好，才能形成均以稳定的体系，在贮存过程中不分层、不离析、不絮凝；在使用后不迁移、不渗出、不挥发）。

另外还要考虑透明性、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、电绝缘性、耐电压性、介电性、抗静电性和粘合性等。

耐久性耐久性要好，不受热和光的影响，耐水、耐油，使制品的物理化学性能长期变化甚微。

耐温性耐温性好，在较高和较低的温度下性能稳定。

耐菌性耐菌性好，不发生霉变。

电绝缘性良好。

增塑效率高，加入少量便有较好的增速效果。

安全性挥发性小，不易燃烧，最好能阻燃。

无味、无毒，不损害健康，不污染环境，符合环保要求。

[填空题]
42选择高分子助剂应考虑那些问题？
参考答案：助剂与树脂之间的相容性；助剂的耐久性，助剂的损失主要来自挥发、抽出和迁移；助剂对加工条件的适应性、制品用途对助剂的制约、助剂配合中的协同作用和相抗作用助剂的环保性。

[填空题]
43高分子材料常用助剂有哪些？
参考答案：稳定化助剂。

常用的稳定化剂有抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防腐剂等。

改善力学性能的助剂，包括聚合物的硫化（交联）体系所用的各类助剂、补强剂、填充剂、偶联剂、抗冲击剂等；
改善加工性能的助剂，包括润滑剂、脱模剂、塑解剂、软化剂等；柔软化和轻质化的助剂，包括增塑剂和发泡剂；
改善表面性能和外观的助剂，包括润滑剂、抗静电剂、防雾滴剂等；难燃化助剂，主要是指阻燃剂，分支是烟雾抑制剂
塑料用助剂：如增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、发泡剂等。

橡胶用助剂：如硫化剂、防老剂、填充剂等。

纤维用助剂：如抗静电剂、阻燃剂等。

[填空题]
44丁苯橡胶为何要用炭黑补加，试述其补强机理？
参考答案：
[填空题]
45聚丙烯、饱和分子为何要加抗氧剂？
参考答案：P.P分子中含有叔碳链，受热易分解，抗氧剂主要是防止PP分子分解，以免降低材料物理性能。

聚丙烯的分子结构中含有大量的叔碳原子，因此聚丙烯对于氧化作用是非常敏感的。

为此，在加工之前必须采用稳定化处理，至少在聚合阶段就要添加适量的抗氧剂。

在造粒中再添加适量抗氧剂。

PP的加工温度一般为220~280℃，若不加抗氧剂，在加工温度下就会产生热降解，使其熔体指数增大。

工业上常用的抗氧剂体系，主要是2，6-二叔丁基对甲酚（BHT），亚磷酸酯及膦酸酯类。

P.P的抗氧化体系常采用含磷化合物与受阻酚类抗氧剂并用，以获得良好的协同作用。

而对于加工稳定性要求不高的，单独使用高分子量的酚类抗氧剂即可。

含磷化合物具有良好的耐抽出性，同时还具有抑制色污的功能。

[填空题]
46聚氯乙烯加工中，为何要加热稳定剂和增塑剂？
参考答案：第一，PVC热稳定较差，在120℃～140℃即发生分解释放HCl，而PVC塑料只有在160℃以上才能加工成型，其加工温度远大于分解温度而不是“接近”；
第二，增塑剂的加入不能也不是为了解决PVC在加工温度时的热分解。

我们知道，一些常用的热塑性高分子聚合物具有高于室温的玻璃化转变温度（Tg），在此温度下，聚合物处于玻璃样的脆性状态。

在此温度以上，高分子聚合物呈现较大的回弹性，柔韧性和冲击强度。

为了使高分子聚合物具有实用价值，就必须使其玻璃化转变温度降到使用温度以下，增塑剂的加入就起到了这种作用，PVC的热稳定性差要加热稳定剂，加增塑剂是为了降低Tg，增加柔韧性的因为聚氯乙烯是极性高分子，分子链间的吸引力强，需要加热到160℃以上才能塑化成型，但聚氯乙烯在120-130℃就会分解，产生氯化氢，加工温度高于分解温度，所以需要使用热稳定剂。

种类包括铅盐、金属皂类、有机锡、液体复合稳定剂，大约用量是3-6份。

[填空题]
47什么是助剂？
参考答案：助剂是指生产过程和使用过程中的辅助原料，又称配合剂、添加剂、改性剂或改质剂；广义地讲，助剂是泛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物质；狭义地讲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。

[填空题]
48酶活力（单位）
参考答案：在特定条件下（25℃，ph值最适条件）每分钟催化1μmol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。

[填空题]
49内相（或称分散相，不连续相）
参考答案：乳状液中以微滴形式存在的那一相。

[填空题]
50泡沫
参考答案：是一种由大量气体分散于液体介质中德分散体系。

[填空题]
51简述起泡作用。

参考答案：在纺织品加工过程中，采用泡沫代替纯水溶液，可以大大降低加工过程中纺织品的带液率，从而节约水的用量，减少干燥所需的能量（泡沫印花/地毯泡沫染色）
[填空题]
52润湿
参考答案：沾湿，浸湿，铺展。

[填空题]
53增溶作用
参考答案：表面活性剂在水溶液中形成胶束后，具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力，且溶液呈透明状。

[填空题]。