第三章合成材料助剂
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反应型阻燃剂: 是在聚合物制备过程中作为单体之一， 通过化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。它 对聚合物使用性能影响小，阻燃性持久。
3. 聚合物的燃烧
(1).聚合物的燃烧三要素 物质具有可燃性、温度达到着火点、和氧气接触。 (2).燃烧过程 分为发火与火焰传播两个阶段 a.发火阶段：聚合物的状态变化次序为：
无机阻燃剂
磷 系
磷 + 氮 系
磷 + 卤 素 系
氮 系
卤 素 系
其 它
硼 化 合 物
三 氧 化 二 锑
氢 氧 化 铝
其 它
（2）.按使用方法分类 阻燃剂
添加型
反应型
有机 阻 燃剂
无机 阻燃 剂
乙烯 基衍 生物
含氯 化合 物
含羟 基化 合物
含环氧 基化合
物
添加型阻燃剂: 是在聚合物加工过程中，加入具有 阻燃作用的液体或固体的阻燃剂。
第三章 合成材料助剂
目录
3.1 概述 3.2 阻燃剂 3.3 增塑剂 3.4 抗氧剂 3.5 抗静电剂 …
食品添加剂也是一种助剂，分到后面专章阐述
3.1 概 述
一、助剂的定义 助剂是某些材料和产品在生产、加工过程或
使用过程中所需添加的各种辅助化学品，用 以改善生产工艺和提高产品性能，大部分的 助剂是在加工过程中添加于材料或产品中的， 因此，助剂也常被称做“添加剂”或“配合 剂”。
在工业生产过程中，为了改善合成材料生产的工艺条件，或者 提高产品的质量，或使产品赋予某种特性以满足用户需要，而 在生产和加工过程中添加的辅助化学品。
(1)合成助剂：
合成过程中添加的助剂
(2)加工助剂：
加工成制品过程中添加的助剂
生产及加工过 程
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
4．柔软化和轻质化的助剂
在塑料（特别是聚氯乙烯）加工时，大量需要添 加增塑剂以增加塑料的可塑性和柔软性。另外，在生产 泡沫塑料和海绵橡胶时要添加发泡剂。
Байду номын сангаас 5．改进表面性能和外观的助剂
在这类助剂中，有防止塑料和纤维在加工和使用中产 生静电危害的抗静电剂；有防止塑料薄膜内壁形成雾滴而影 响阳光透过率的防雾滴剂；有用于塑料和橡胶着色的着色 剂。另外，在纤维纺织品中添加柔软剂，可以改善表面手 感，滑爽柔软；添加硬挺剂，能使织物平整挺直不走形等。
(1) 助剂与聚合物的配伍性: 助剂与聚合物之间的 相容性及在稳定性方面的相互影响 。
(2) 助剂的耐久性: 助剂主要是通过挥发、被萃取 和迁移途径而损失的 。
(3) 助剂对加工条件的适应性 ：耐热性，加工温 度下不分解、不挥发、不升华，对加工设备 或模具的腐蚀作用。
(4) 制品用途对助剂的制约 ：不影响制品的外观、 颜色、气味、毒性以及电性能、热性能、耐 候性、污染性等 ，不影响制品的最终使用性 能。
4. 阻燃剂的基本要求和选用原则
（1）基本要求： a.阻燃剂不损害聚合物的物理机械性能，不降低热变形温度 b.阻燃剂的分解温度必须与聚合物的分解温度相适应 c.具有耐久性、耐侯性 d.高效、无毒或低毒、价格低廉 （2）选用原则 a.主、辅阻燃剂的选择 b.阻燃剂之间的协同作用 c.阻燃剂之间的加和作用 d.阻燃剂的对抗作用
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。
3．改善加工性能的助剂
在聚合物树脂进行加工时，常因聚合物的热降 解、黏度及其与加工设备和金属之间的摩擦力等因素使 加工发生困难。为此，这一类助剂有润滑剂、脱模剂、 软化剂等。反之，对加工黏度很小的液体或糊状树脂 时，可加入增稠剂或触变剂；以使体系呈假塑性。
HO + CO H + O2
CO2 + H HO + O
橡胶的燃烧
(3).聚合物燃烧性标准
•燃烧速度
燃烧速度是指试样单位时间内燃烧的长度，燃烧速度 是用水平燃烧法和垂直燃烧法等来测得。
•氧指数
氧指数是指试样像蜡烛状持续燃烧时，在氮—氧混合 气流中所必须的最低氧含量。 氧指数愈高，表示材料燃烧愈难。以氧指数0.21为可 燃性和不可燃性的分类标准。
水分蒸发 → 熔融 →分子链解聚 →
链段再分解
小分子产物-可燃性气体（CO,CH4,C2H6等） 液态产物 固体残渣-碳化物 烟-碳的微粒
b.火焰传播阶段
火焰的传播阶段是燃烧的继续，发火后，燃烧是否 可以持续取决于聚合物热分解产物燃烧时发生化学 反应的反应热的多少。反应热的多少又取决于聚合 物热分解产物以多种途径产生的HO 的多少。
5. 阻燃剂的阻燃机理 （1）覆盖隔离效应 •玻璃状薄膜
•隔热炭化层
有机磷 磷酸
偏磷酸 聚偏磷酸（强脱水剂）
（2）稀释效应
无机类阻燃剂填充量大，在一定程度上稀释了固 相中可燃物质的浓度，提高聚合物材料的阻燃性。 （3）吸热效应
（4）转移效应
阻燃剂的存在改变了聚合物的热分解模式，使其不停留产 生可燃性气体阶段，直接热解生成炭。
(5) 助剂之间的协同作用和相抗作用：协同作用， 相抗作用。
3.2 阻燃剂
1. 阻燃剂的定义： 能够增加塑料等高分子材料制品耐燃性的 物质即阻燃剂。
2. 阻燃剂的分类： 包括按化合物种类分类和使用方法分类。
2013年江苏高考化学卷
2. 阻燃剂的分类
（1）按化合物的种类分类
阻燃剂
有机阻燃剂
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
选择
C 适应性
E
相容性
D
用途性
影响助剂应用效果的主要因素
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。
2．改善机械性能的助剂
合成材料的机械性能包括抗张强度、硬度、刚性、热变 形性、冲击强度等。 例如，树脂的交联剂可以使高聚物的线型结构变成网状结
3. 聚合物的燃烧
(1).聚合物的燃烧三要素 物质具有可燃性、温度达到着火点、和氧气接触。 (2).燃烧过程 分为发火与火焰传播两个阶段 a.发火阶段：聚合物的状态变化次序为：
无机阻燃剂
磷 系
磷 + 氮 系
磷 + 卤 素 系
氮 系
卤 素 系
其 它
硼 化 合 物
三 氧 化 二 锑
氢 氧 化 铝
其 它
（2）.按使用方法分类 阻燃剂
添加型
反应型
有机 阻 燃剂
无机 阻燃 剂
乙烯 基衍 生物
含氯 化合 物
含羟 基化 合物
含环氧 基化合
物
添加型阻燃剂: 是在聚合物加工过程中，加入具有 阻燃作用的液体或固体的阻燃剂。
第三章 合成材料助剂
目录
3.1 概述 3.2 阻燃剂 3.3 增塑剂 3.4 抗氧剂 3.5 抗静电剂 …
食品添加剂也是一种助剂，分到后面专章阐述
3.1 概 述
一、助剂的定义 助剂是某些材料和产品在生产、加工过程或
使用过程中所需添加的各种辅助化学品，用 以改善生产工艺和提高产品性能，大部分的 助剂是在加工过程中添加于材料或产品中的， 因此，助剂也常被称做“添加剂”或“配合 剂”。
在工业生产过程中，为了改善合成材料生产的工艺条件，或者 提高产品的质量，或使产品赋予某种特性以满足用户需要，而 在生产和加工过程中添加的辅助化学品。
(1)合成助剂：
合成过程中添加的助剂
(2)加工助剂：
加工成制品过程中添加的助剂
生产及加工过 程
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
4．柔软化和轻质化的助剂
在塑料（特别是聚氯乙烯）加工时，大量需要添 加增塑剂以增加塑料的可塑性和柔软性。另外，在生产 泡沫塑料和海绵橡胶时要添加发泡剂。
Байду номын сангаас 5．改进表面性能和外观的助剂
在这类助剂中，有防止塑料和纤维在加工和使用中产 生静电危害的抗静电剂；有防止塑料薄膜内壁形成雾滴而影 响阳光透过率的防雾滴剂；有用于塑料和橡胶着色的着色 剂。另外，在纤维纺织品中添加柔软剂，可以改善表面手 感，滑爽柔软；添加硬挺剂，能使织物平整挺直不走形等。
(1) 助剂与聚合物的配伍性: 助剂与聚合物之间的 相容性及在稳定性方面的相互影响 。
(2) 助剂的耐久性: 助剂主要是通过挥发、被萃取 和迁移途径而损失的 。
(3) 助剂对加工条件的适应性 ：耐热性，加工温 度下不分解、不挥发、不升华，对加工设备 或模具的腐蚀作用。
(4) 制品用途对助剂的制约 ：不影响制品的外观、 颜色、气味、毒性以及电性能、热性能、耐 候性、污染性等 ，不影响制品的最终使用性 能。
4. 阻燃剂的基本要求和选用原则
（1）基本要求： a.阻燃剂不损害聚合物的物理机械性能，不降低热变形温度 b.阻燃剂的分解温度必须与聚合物的分解温度相适应 c.具有耐久性、耐侯性 d.高效、无毒或低毒、价格低廉 （2）选用原则 a.主、辅阻燃剂的选择 b.阻燃剂之间的协同作用 c.阻燃剂之间的加和作用 d.阻燃剂的对抗作用
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。
3．改善加工性能的助剂
在聚合物树脂进行加工时，常因聚合物的热降 解、黏度及其与加工设备和金属之间的摩擦力等因素使 加工发生困难。为此，这一类助剂有润滑剂、脱模剂、 软化剂等。反之，对加工黏度很小的液体或糊状树脂 时，可加入增稠剂或触变剂；以使体系呈假塑性。
HO + CO H + O2
CO2 + H HO + O
橡胶的燃烧
(3).聚合物燃烧性标准
•燃烧速度
燃烧速度是指试样单位时间内燃烧的长度，燃烧速度 是用水平燃烧法和垂直燃烧法等来测得。
•氧指数
氧指数是指试样像蜡烛状持续燃烧时，在氮—氧混合 气流中所必须的最低氧含量。 氧指数愈高，表示材料燃烧愈难。以氧指数0.21为可 燃性和不可燃性的分类标准。
水分蒸发 → 熔融 →分子链解聚 →
链段再分解
小分子产物-可燃性气体（CO,CH4,C2H6等） 液态产物 固体残渣-碳化物 烟-碳的微粒
b.火焰传播阶段
火焰的传播阶段是燃烧的继续，发火后，燃烧是否 可以持续取决于聚合物热分解产物燃烧时发生化学 反应的反应热的多少。反应热的多少又取决于聚合 物热分解产物以多种途径产生的HO 的多少。
5. 阻燃剂的阻燃机理 （1）覆盖隔离效应 •玻璃状薄膜
•隔热炭化层
有机磷 磷酸
偏磷酸 聚偏磷酸（强脱水剂）
（2）稀释效应
无机类阻燃剂填充量大，在一定程度上稀释了固 相中可燃物质的浓度，提高聚合物材料的阻燃性。 （3）吸热效应
（4）转移效应
阻燃剂的存在改变了聚合物的热分解模式，使其不停留产 生可燃性气体阶段，直接热解生成炭。
(5) 助剂之间的协同作用和相抗作用：协同作用， 相抗作用。
3.2 阻燃剂
1. 阻燃剂的定义： 能够增加塑料等高分子材料制品耐燃性的 物质即阻燃剂。
2. 阻燃剂的分类： 包括按化合物种类分类和使用方法分类。
2013年江苏高考化学卷
2. 阻燃剂的分类
（1）按化合物的种类分类
阻燃剂
有机阻燃剂
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
选择
C 适应性
E
相容性
D
用途性
影响助剂应用效果的主要因素
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。
2．改善机械性能的助剂
合成材料的机械性能包括抗张强度、硬度、刚性、热变 形性、冲击强度等。 例如，树脂的交联剂可以使高聚物的线型结构变成网状结