第三章物料及配制
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c、马来酸二正丁基锡(DBTM),白色粉末,有毒, 无润滑性,常与月桂酸锡并用,不可与金属皂类并用于 透明制品中。
第三章物料及配制
磷酸酯
R1,R2,R3是烷基卤代烷基或芳基,可以相同,也可以 不同。磷酸酯是发展较早的一类增塑剂,它们与高分子 基体的相容性一般都较好,可作为主增塑剂使用。另外, 它除了增塑以外,还具为阻燃的作用,是一种具有多功 能的主增塑剂。(TPP 磷酸三苯酯)
第三章物料及配制
环氧化物
含有三元环氧基的化合物,主要用于PVC的增塑,它不仅对PVC 有增塑作用,而且可使PVC链上的活泼氯原子得到稳定,可以迅 速吸收因热和光降解出来的HCl。从而起来阻滞PVC的连续分解, 起到稳定剂的作用。所以环氧化物是对PVC有增塑剂和稳定作用 的双重增塑剂,它耐候性好,与聚合物的相容性差,常只作辅 增塑剂。
第三章物料及配制
起源:1868, 海瓦特用樟脑增塑赛璐珞 发展:1933,斯蒙用高沸点的酯来增塑硬质PVC 目前开发出来的增塑剂有二千多种,商品化的就
超过500多种,增塑剂占整个助剂工业超过70%的市 场份额,而PVC用的增塑剂又占增塑剂的80%以上。
第三章物料及配制
(1)作用
①提高聚合物的可塑性,实质是降低Tf ②改善加工性能,实质是降低粘度η ③赋予制品柔顺性
(2)季戊四醇和双季戊四醇酯。具有优良的耐热性能、 耐老化性能和耐抽出性能,其绝缘性能也很好。
第三章物料及配制
多元醇酯
(3)多元醇苯甲酸酯。它们是优秀的耐污染性增塑剂, 通常与PVC的相容性好,因此其迁移性小可作为PVC的 主增塑剂。
(4)丙三醇三乙酸酯。它是一类无毒的增塑剂,大量 用于食品包装材料当中。甘油三乙酸酯具有良好的溶 剂化能力,可以任何比例与乙酸纤维素等相容。因此 它也常用于纤维素的增容。
聚合物热分解的三种形式:
①在受热过程中从高分子链上脱落下来各种小分子
②键的断裂发生在高分子链上,从而产生了各种无规律的 次级分子,材料遭到严重的破坏;
③键的断裂也是发生在高分子链子,但链的断裂是有规律 的,只是分解成聚合前的单体,称之为解聚反应。
第三章物料及配制
热稳定剂的作用机理
(1)吸收氯化氢 Me(OOCR)2+ 2HCl===MeCl2+ 2HOOCR 其中Me为:Pb、Ba、Cd、Ca、Zn、Sn、Sb、Mg、Sr等。 (2)消除不稳定的氯原子:置换或消除不稳定的氯原子。 (3)防止自动氧化:聚氯乙烯在热、氧及剪切力作用下,极 易被O2氧化发生降解。 (4)加入马来酸的金属盐可抑制或消除双键或使之变短、变少。
第三章物料及配制
2020/12/7
第三章物料及配制
为什么高分子材料加工 过程中要使用助剂?
树脂
增塑剂
加工助剂
+
热稳定剂
交联剂
润滑剂
第三章物料及配制
(1)使用性能
任何一种聚合物(树脂)都很难同时满足使用 性能要求。
强度:
玻纤增强的塑料(玻璃钢)
韧性:
PS、PP等 + 弹性体(橡胶等)
表面性能: 印刷、染色
(2)选用标准
相容性、增塑效率、挥发性、迁移性、渗出 性、耐寒性、稳定性(耐热性)、污染性、价 格等
第三章物料及配制
(3)增塑机理 聚合物/增塑剂体系中存在的几种作用力: (1)聚合物分子与聚合物分子间的作用力; (2)增塑剂本身分子间的作用力; (3)增塑剂与聚合物分子间的作用力。
第三章物料及配制
第三章物料及配制
有机锡稳定剂
有机锡类为热稳定剂中最有效的,在透明和无毒制品中应用 最广泛的一类,其突出优点为:热稳定性好,透明性好,大 多数无毒。缺点为价格高,无润滑性。有气味。
有机锡类大部分为液体,只有少数为固体。可以单独使 用,也常与金属皂类并用。
有机锡类热稳定剂主要包括脂肪酸有机锡、马来酸有机 锡和硫醇有机锡三类。
第三章物料及配制
(2)有机锡羧酸盐: 稳定性不如含硫有机锡,但无硫污染,主要包括脂
肪酸锡盐和马来酸锡盐。主要品种有: a、二月桂酸二正丁基锡(DBTL)淡黄色液体或半固体,
润滑性优良,透明性好,但有毒,常与Cd皂并用,用量 1-2份;与马来酸锡及硫醇锡并用,用量0.5—1份
b、二月桂酸二正辛基锡(DOTL),有毒且价高,润滑 性优良,常用于硬PVC中,用量小于1.5份。
邻苯二甲酸二异辛酯 DIOP 己二酸二烷基酯类
壬二酸二烷基酯类
癸二酸二烷基酯类 磷酸三芳酯类
环氧油类
氯化石蜡 石油磺酸苯酯M-50
性能
相容性好,柔顺性大,挥发性高, 成本低 相容性好,挥发性低,电性能好, 耐低温,低毒 与DOP相似,但毒性很低,价廉
薄膜或 板材
电绝 缘 材 料
糊塑 料
低温性能优良,相容性差
➢ 具有较优良的润滑性,可同时充当润滑剂; ➢ 良好的热稳定性,活性大体为:Zn>Cd>Pb>Ca>Ba; ➢ 除铅皂及钙皂外,几乎都具透明性; ➢ 一般不单独使用,合适的并用可获得优良的协同效果。
硬脂酸钡、钙、初期着色性较大,但长期热稳定性较好。 而硬脂酸镉、锌初期着色性小,但长期热稳定很差,尤其 硬脂酸锌有所谓“锌烧”现象。使PVC分解变黑。
增充剂: 相容性极差,成本低, 具有某些特殊性能。 增塑剂:树脂用量(重量) < 1:20
第三章物料及配制
增塑剂的加入量
硬制品 半硬制品 软制品 糊制品
增塑剂的加入量为0-5份; 增塑剂的加入量为6-25份;
增塑剂的加入量为26-60份; 增塑剂的加入量为61-100份。
第三章物料及配制
3)按分子量分
第三章物料及配制
热稳定剂分类
铅盐稳定剂
①卓越的热稳定性; ②保持良好的电绝缘性; ③价格低廉; ④一些品种耐光性优良,一些品种有良好的润滑性; ⑤良好的加工性,并具有白色颜料作用。
环境污染严重
第三章物料及配制
金属皂类
某些金属,如Zn、 Cd 、 Pb、Ca、Ba等的有机羧酸盐。有 机酸一般用硬脂酸、异辛酸及环烷酸、合成脂肪酸等。一些 非皂类金属盐类如苯甲酸、水杨酸及烷基酚的金属盐也归为 此类。
代用符号
DBS DBP DOS DOA DOP DIOP M-50
TCP TXP Cl-P52
等效用量/份 以100份聚氯乙烯为准
49.5 54.0 58.5 59.9 63.5 65.5 73~76 78 79.3 83.1 89 第三章物料及配制
增塑剂
邻苯二甲酸二丁酯DBP
邻苯二甲酸二辛酯DOP
第三章物料及配制
柠檬酸酯
柠檬酸酯类增塑剂主要包括柠檬酸酯和乙酰化柠檬酸 酯,是无毒增塑剂,可用于食品包装、医疗器械、儿 童玩具以及个人卫生用品等方面。
第三章物料及配制
2)按与聚合物的相容性分
主增塑剂: 增塑剂:树脂用量(重量)=1:1 特点:相容性好,能单独使用。
次增塑剂: 相容性差,不能单独使用, 要与主增塑剂并用。 增塑剂:树脂用量(重量)< 1:3
第三章物料及配制
脂肪族二元酸酯
n一般为2-11,R1,R2是C4-C11的烷基,R1,R2可以相同,也可 以不同。在这类增塑剂中常用长链二元酸与短链二元醇,或 短链二元酸与长链一元醇进行酯化,使总碳原子数在18-26 之间,以保证增塑剂与树脂间有良好的相容性和低温挥发性。 主要是己二酸酯、壬二酸酯等,如己二酸二(2-乙基)己酯 (DOA)。
第三章物料及配制
聚酯
聚酯型增塑剂是聚合型增塑剂的一个主要类型。由二元酸与 二元醇缩聚得到,分子量一般在800-8000之间。 式中R1,R2分别代表原料中二元酸和二元醇的烃基。这一结 构是端基不封闭的聚酯,但为了获得分子量稳定的聚酯,大 都采用了一元醇或是一元酸来封闭羟基。
特点:分子量较大,耐抽出,迁移性也较小。而且它们一 般都是无毒或极低毒的化合物,用途也很广泛,主要用于 汽车内制品,电线电缆,电冰箱等室外长期使用的制品。
低温性能优良,相容性差
低温性能优良,相容性差,成本高
阻燃、耐污染、耐光、耐磨,但耐 寒性低,有毒
挥发性低,耐热、耐光,相容性好 电性能好,有稳定剂作用,不单用
耐燃,电性能好,价廉,不单用
介电性能好,价廉,不单用
第三章物料及配制
2.2 稳定剂
老化:聚合物在热、力、氧、光、辐射wenku.baidu.com作用下,往往
会产生活性中心,使大分子进一步发生一系列变化,造 成大分子性能下降的现象。
第三章物料及配制
多元醇酯
多元醇酯主要是指由二元醇、三元醇等与饱和脂 肪一元羧酸或苯甲酸生成的酯类,其分子结构也有很 大的差异,有直链结构也有支链结构;而且分子量的 差异也较大,不同的多元醇酯增塑剂其增塑的性能与 用途也不一样。根据其增塑性能可分为四大类:
(1)二元醇脂肪酸酯。主要优点是具为优良的低温性 能,但相容性较差、耐油性差。
第三章物料及配制
什么是塑料加工用助剂?
为改善塑料的使用性能或加工性能而 添加的物质。
第三章物料及配制
2.1增塑剂
为改进聚合物成型时的流动性能和增进制品的柔顺 性,常在聚合物中加入一种物质,借以降低聚合物分 子之间的作用力。这种物质称为增塑剂。
增塑剂是对热和化学试剂稳定的有机化合物。其中 多数是高沸点、低挥发性的液体,少数为低熔点固体, 与树脂有一定的相容性,分子量一般较小。
实质: 断链、交联、分子链结构的变化、侧基的改变
稳定剂:能延缓材质变质的物质。 稳定剂的主要类型:热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂。
第三章物料及配制
热稳定剂
为了实现PVC或其它类似塑料的热塑加工,向PVC中加入少 量的化学物质,使它们可以在加工温度下不发生化学变化;或 延缓这些变化,以达到延长其使用寿命的目的,所加入的少量 物质,即称之为热稳定剂。
第三章物料及配制
(1)含硫有机锡类: 主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳定剂,与Pb、Cd
皂并用会产生硫污染。含硫有机锡类透明性好。主要品种有: a、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG),外观为淡黄色 液体,热稳定性及透明性极好,无毒,加入量低于2份。 b、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG),外观为淡黄澄清 液体,为无毒、高效、透明稳定剂,常用于扭结膜及透明膜 中。 c、二(硫代甘醇酸辛酯)二甲基锡,为无色透明液体,有优 异的热稳定性、透明性、低毒、可用于PVC片材、上水管材、 医药与食品包装材料。一般用量为1—1.5PHR。
第三章物料及配制
(2)加工性能(高速化)
流动性:
润滑剂(PVC降解)
加工窗口: 增塑剂使Tf降低;稳定剂使Td升高
(3)降低成本
填料
第三章物料及配制
(4)特殊性能要求
塑料制品,特别是有特殊用途的塑料制品,如 色泽、抗静电、抗粘、阻燃等,也需加入助剂
室内装修:
阻燃
第三章物料及配制
(5)环保、污染(公害防止技术) 消除废旧塑料的污染 生物降解材料——淀粉 化学降解——稀土化合物
(3)增塑机理
1)隔离作用:增大大分子间的距离,使分子 间作用力减小;
2)屏蔽作用:非极性部分遮蔽了极性基团和 链节,使相邻的极基团不发生强烈作用,使联 结点数量降低; 3)偶合作用:增塑剂的极性部分靠静电作用, 与聚合物的极性基团偶合,破坏聚合物原有的 联结点。
第三章物料及配制
聚合物增塑机理示意图
1-增塑剂分子;2-聚合物分子;3-增塑剂与聚合物之间的联结点
第三章物料及配制
(4) 分类
1)按化学组成分
邻苯二甲酸酯
R1,R2是C1-C13的烷基、环烷基和苯基等,R1,R2可以相 同,也可以不同。
这类增塑剂是目前应用最广泛的一类主增塑剂,它 具有色浅、低毒、多品种、挥发生小、耐低温等特点, 具有较全面的性能,其生产量约占增塑剂总量的80%左右。
第三章物料及配制
石油酯
又称烷基磺酸苯酯,它是PVC的专用增塑剂,电性 能和机械性能好,挥发性低,耐用候性好,耐寒性 较差,相容性一般。可用做主增塑剂,并部分替代 邻苯二甲酸酯,主要用于PVC薄膜、人造革、电缆 料、鞋底等。
第三章物料及配制
氯化石蜡
这是一类增量剂,主是氯化石蜡(氯化聚乙烯, CPE)、五氯硬脂酸甲酯等。它们与PVC的相容 性较差,一般的热稳定性也不好,但它们有很好 的电绝缘性,耐燃性好,成本低廉。因此常用于 电线电缆的配方中。
聚合型: 分子量在5000——10000之间的低聚 物 单体型: 分子链为200——500
4)按添加方式分
外增塑型(添加型)、内增塑型(合成型)
5)按应用性能分
耐热、耐寒、耐水、无毒、阻燃等
第三章物料及配制
PVC增塑剂的增塑效率
增塑剂
癸二酸二丁酯 邻苯二甲酸二丁酯 癸二酸二辛酯 己二酸二辛酯 邻苯二甲酸二辛酯 邻苯二甲酸二异辛酯 石油磺酸苯酯 环氧大豆油 磷酸三甲酚酯 磷酸三二甲酚酯 氯化石蜡
第三章物料及配制
磷酸酯
R1,R2,R3是烷基卤代烷基或芳基,可以相同,也可以 不同。磷酸酯是发展较早的一类增塑剂,它们与高分子 基体的相容性一般都较好,可作为主增塑剂使用。另外, 它除了增塑以外,还具为阻燃的作用,是一种具有多功 能的主增塑剂。(TPP 磷酸三苯酯)
第三章物料及配制
环氧化物
含有三元环氧基的化合物,主要用于PVC的增塑,它不仅对PVC 有增塑作用,而且可使PVC链上的活泼氯原子得到稳定,可以迅 速吸收因热和光降解出来的HCl。从而起来阻滞PVC的连续分解, 起到稳定剂的作用。所以环氧化物是对PVC有增塑剂和稳定作用 的双重增塑剂,它耐候性好,与聚合物的相容性差,常只作辅 增塑剂。
第三章物料及配制
起源:1868, 海瓦特用樟脑增塑赛璐珞 发展:1933,斯蒙用高沸点的酯来增塑硬质PVC 目前开发出来的增塑剂有二千多种,商品化的就
超过500多种,增塑剂占整个助剂工业超过70%的市 场份额,而PVC用的增塑剂又占增塑剂的80%以上。
第三章物料及配制
(1)作用
①提高聚合物的可塑性,实质是降低Tf ②改善加工性能,实质是降低粘度η ③赋予制品柔顺性
(2)季戊四醇和双季戊四醇酯。具有优良的耐热性能、 耐老化性能和耐抽出性能,其绝缘性能也很好。
第三章物料及配制
多元醇酯
(3)多元醇苯甲酸酯。它们是优秀的耐污染性增塑剂, 通常与PVC的相容性好,因此其迁移性小可作为PVC的 主增塑剂。
(4)丙三醇三乙酸酯。它是一类无毒的增塑剂,大量 用于食品包装材料当中。甘油三乙酸酯具有良好的溶 剂化能力,可以任何比例与乙酸纤维素等相容。因此 它也常用于纤维素的增容。
聚合物热分解的三种形式:
①在受热过程中从高分子链上脱落下来各种小分子
②键的断裂发生在高分子链上,从而产生了各种无规律的 次级分子,材料遭到严重的破坏;
③键的断裂也是发生在高分子链子,但链的断裂是有规律 的,只是分解成聚合前的单体,称之为解聚反应。
第三章物料及配制
热稳定剂的作用机理
(1)吸收氯化氢 Me(OOCR)2+ 2HCl===MeCl2+ 2HOOCR 其中Me为:Pb、Ba、Cd、Ca、Zn、Sn、Sb、Mg、Sr等。 (2)消除不稳定的氯原子:置换或消除不稳定的氯原子。 (3)防止自动氧化:聚氯乙烯在热、氧及剪切力作用下,极 易被O2氧化发生降解。 (4)加入马来酸的金属盐可抑制或消除双键或使之变短、变少。
第三章物料及配制
2020/12/7
第三章物料及配制
为什么高分子材料加工 过程中要使用助剂?
树脂
增塑剂
加工助剂
+
热稳定剂
交联剂
润滑剂
第三章物料及配制
(1)使用性能
任何一种聚合物(树脂)都很难同时满足使用 性能要求。
强度:
玻纤增强的塑料(玻璃钢)
韧性:
PS、PP等 + 弹性体(橡胶等)
表面性能: 印刷、染色
(2)选用标准
相容性、增塑效率、挥发性、迁移性、渗出 性、耐寒性、稳定性(耐热性)、污染性、价 格等
第三章物料及配制
(3)增塑机理 聚合物/增塑剂体系中存在的几种作用力: (1)聚合物分子与聚合物分子间的作用力; (2)增塑剂本身分子间的作用力; (3)增塑剂与聚合物分子间的作用力。
第三章物料及配制
第三章物料及配制
有机锡稳定剂
有机锡类为热稳定剂中最有效的,在透明和无毒制品中应用 最广泛的一类,其突出优点为:热稳定性好,透明性好,大 多数无毒。缺点为价格高,无润滑性。有气味。
有机锡类大部分为液体,只有少数为固体。可以单独使 用,也常与金属皂类并用。
有机锡类热稳定剂主要包括脂肪酸有机锡、马来酸有机 锡和硫醇有机锡三类。
第三章物料及配制
(2)有机锡羧酸盐: 稳定性不如含硫有机锡,但无硫污染,主要包括脂
肪酸锡盐和马来酸锡盐。主要品种有: a、二月桂酸二正丁基锡(DBTL)淡黄色液体或半固体,
润滑性优良,透明性好,但有毒,常与Cd皂并用,用量 1-2份;与马来酸锡及硫醇锡并用,用量0.5—1份
b、二月桂酸二正辛基锡(DOTL),有毒且价高,润滑 性优良,常用于硬PVC中,用量小于1.5份。
邻苯二甲酸二异辛酯 DIOP 己二酸二烷基酯类
壬二酸二烷基酯类
癸二酸二烷基酯类 磷酸三芳酯类
环氧油类
氯化石蜡 石油磺酸苯酯M-50
性能
相容性好,柔顺性大,挥发性高, 成本低 相容性好,挥发性低,电性能好, 耐低温,低毒 与DOP相似,但毒性很低,价廉
薄膜或 板材
电绝 缘 材 料
糊塑 料
低温性能优良,相容性差
➢ 具有较优良的润滑性,可同时充当润滑剂; ➢ 良好的热稳定性,活性大体为:Zn>Cd>Pb>Ca>Ba; ➢ 除铅皂及钙皂外,几乎都具透明性; ➢ 一般不单独使用,合适的并用可获得优良的协同效果。
硬脂酸钡、钙、初期着色性较大,但长期热稳定性较好。 而硬脂酸镉、锌初期着色性小,但长期热稳定很差,尤其 硬脂酸锌有所谓“锌烧”现象。使PVC分解变黑。
增充剂: 相容性极差,成本低, 具有某些特殊性能。 增塑剂:树脂用量(重量) < 1:20
第三章物料及配制
增塑剂的加入量
硬制品 半硬制品 软制品 糊制品
增塑剂的加入量为0-5份; 增塑剂的加入量为6-25份;
增塑剂的加入量为26-60份; 增塑剂的加入量为61-100份。
第三章物料及配制
3)按分子量分
第三章物料及配制
热稳定剂分类
铅盐稳定剂
①卓越的热稳定性; ②保持良好的电绝缘性; ③价格低廉; ④一些品种耐光性优良,一些品种有良好的润滑性; ⑤良好的加工性,并具有白色颜料作用。
环境污染严重
第三章物料及配制
金属皂类
某些金属,如Zn、 Cd 、 Pb、Ca、Ba等的有机羧酸盐。有 机酸一般用硬脂酸、异辛酸及环烷酸、合成脂肪酸等。一些 非皂类金属盐类如苯甲酸、水杨酸及烷基酚的金属盐也归为 此类。
代用符号
DBS DBP DOS DOA DOP DIOP M-50
TCP TXP Cl-P52
等效用量/份 以100份聚氯乙烯为准
49.5 54.0 58.5 59.9 63.5 65.5 73~76 78 79.3 83.1 89 第三章物料及配制
增塑剂
邻苯二甲酸二丁酯DBP
邻苯二甲酸二辛酯DOP
第三章物料及配制
柠檬酸酯
柠檬酸酯类增塑剂主要包括柠檬酸酯和乙酰化柠檬酸 酯,是无毒增塑剂,可用于食品包装、医疗器械、儿 童玩具以及个人卫生用品等方面。
第三章物料及配制
2)按与聚合物的相容性分
主增塑剂: 增塑剂:树脂用量(重量)=1:1 特点:相容性好,能单独使用。
次增塑剂: 相容性差,不能单独使用, 要与主增塑剂并用。 增塑剂:树脂用量(重量)< 1:3
第三章物料及配制
脂肪族二元酸酯
n一般为2-11,R1,R2是C4-C11的烷基,R1,R2可以相同,也可 以不同。在这类增塑剂中常用长链二元酸与短链二元醇,或 短链二元酸与长链一元醇进行酯化,使总碳原子数在18-26 之间,以保证增塑剂与树脂间有良好的相容性和低温挥发性。 主要是己二酸酯、壬二酸酯等,如己二酸二(2-乙基)己酯 (DOA)。
第三章物料及配制
聚酯
聚酯型增塑剂是聚合型增塑剂的一个主要类型。由二元酸与 二元醇缩聚得到,分子量一般在800-8000之间。 式中R1,R2分别代表原料中二元酸和二元醇的烃基。这一结 构是端基不封闭的聚酯,但为了获得分子量稳定的聚酯,大 都采用了一元醇或是一元酸来封闭羟基。
特点:分子量较大,耐抽出,迁移性也较小。而且它们一 般都是无毒或极低毒的化合物,用途也很广泛,主要用于 汽车内制品,电线电缆,电冰箱等室外长期使用的制品。
低温性能优良,相容性差
低温性能优良,相容性差,成本高
阻燃、耐污染、耐光、耐磨,但耐 寒性低,有毒
挥发性低,耐热、耐光,相容性好 电性能好,有稳定剂作用,不单用
耐燃,电性能好,价廉,不单用
介电性能好,价廉,不单用
第三章物料及配制
2.2 稳定剂
老化:聚合物在热、力、氧、光、辐射wenku.baidu.com作用下,往往
会产生活性中心,使大分子进一步发生一系列变化,造 成大分子性能下降的现象。
第三章物料及配制
多元醇酯
多元醇酯主要是指由二元醇、三元醇等与饱和脂 肪一元羧酸或苯甲酸生成的酯类,其分子结构也有很 大的差异,有直链结构也有支链结构;而且分子量的 差异也较大,不同的多元醇酯增塑剂其增塑的性能与 用途也不一样。根据其增塑性能可分为四大类:
(1)二元醇脂肪酸酯。主要优点是具为优良的低温性 能,但相容性较差、耐油性差。
第三章物料及配制
什么是塑料加工用助剂?
为改善塑料的使用性能或加工性能而 添加的物质。
第三章物料及配制
2.1增塑剂
为改进聚合物成型时的流动性能和增进制品的柔顺 性,常在聚合物中加入一种物质,借以降低聚合物分 子之间的作用力。这种物质称为增塑剂。
增塑剂是对热和化学试剂稳定的有机化合物。其中 多数是高沸点、低挥发性的液体,少数为低熔点固体, 与树脂有一定的相容性,分子量一般较小。
实质: 断链、交联、分子链结构的变化、侧基的改变
稳定剂:能延缓材质变质的物质。 稳定剂的主要类型:热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂。
第三章物料及配制
热稳定剂
为了实现PVC或其它类似塑料的热塑加工,向PVC中加入少 量的化学物质,使它们可以在加工温度下不发生化学变化;或 延缓这些变化,以达到延长其使用寿命的目的,所加入的少量 物质,即称之为热稳定剂。
第三章物料及配制
(1)含硫有机锡类: 主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳定剂,与Pb、Cd
皂并用会产生硫污染。含硫有机锡类透明性好。主要品种有: a、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG),外观为淡黄色 液体,热稳定性及透明性极好,无毒,加入量低于2份。 b、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG),外观为淡黄澄清 液体,为无毒、高效、透明稳定剂,常用于扭结膜及透明膜 中。 c、二(硫代甘醇酸辛酯)二甲基锡,为无色透明液体,有优 异的热稳定性、透明性、低毒、可用于PVC片材、上水管材、 医药与食品包装材料。一般用量为1—1.5PHR。
第三章物料及配制
(2)加工性能(高速化)
流动性:
润滑剂(PVC降解)
加工窗口: 增塑剂使Tf降低;稳定剂使Td升高
(3)降低成本
填料
第三章物料及配制
(4)特殊性能要求
塑料制品,特别是有特殊用途的塑料制品,如 色泽、抗静电、抗粘、阻燃等,也需加入助剂
室内装修:
阻燃
第三章物料及配制
(5)环保、污染(公害防止技术) 消除废旧塑料的污染 生物降解材料——淀粉 化学降解——稀土化合物
(3)增塑机理
1)隔离作用:增大大分子间的距离,使分子 间作用力减小;
2)屏蔽作用:非极性部分遮蔽了极性基团和 链节,使相邻的极基团不发生强烈作用,使联 结点数量降低; 3)偶合作用:增塑剂的极性部分靠静电作用, 与聚合物的极性基团偶合,破坏聚合物原有的 联结点。
第三章物料及配制
聚合物增塑机理示意图
1-增塑剂分子;2-聚合物分子;3-增塑剂与聚合物之间的联结点
第三章物料及配制
(4) 分类
1)按化学组成分
邻苯二甲酸酯
R1,R2是C1-C13的烷基、环烷基和苯基等,R1,R2可以相 同,也可以不同。
这类增塑剂是目前应用最广泛的一类主增塑剂,它 具有色浅、低毒、多品种、挥发生小、耐低温等特点, 具有较全面的性能,其生产量约占增塑剂总量的80%左右。
第三章物料及配制
石油酯
又称烷基磺酸苯酯,它是PVC的专用增塑剂,电性 能和机械性能好,挥发性低,耐用候性好,耐寒性 较差,相容性一般。可用做主增塑剂,并部分替代 邻苯二甲酸酯,主要用于PVC薄膜、人造革、电缆 料、鞋底等。
第三章物料及配制
氯化石蜡
这是一类增量剂,主是氯化石蜡(氯化聚乙烯, CPE)、五氯硬脂酸甲酯等。它们与PVC的相容 性较差,一般的热稳定性也不好,但它们有很好 的电绝缘性,耐燃性好,成本低廉。因此常用于 电线电缆的配方中。
聚合型: 分子量在5000——10000之间的低聚 物 单体型: 分子链为200——500
4)按添加方式分
外增塑型(添加型)、内增塑型(合成型)
5)按应用性能分
耐热、耐寒、耐水、无毒、阻燃等
第三章物料及配制
PVC增塑剂的增塑效率
增塑剂
癸二酸二丁酯 邻苯二甲酸二丁酯 癸二酸二辛酯 己二酸二辛酯 邻苯二甲酸二辛酯 邻苯二甲酸二异辛酯 石油磺酸苯酯 环氧大豆油 磷酸三甲酚酯 磷酸三二甲酚酯 氯化石蜡