第三章合成材料助剂
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。
精细化学品化学课件合成材料助剂
15
5助剂配合中的协同作用和相抗作用
一种聚合物常常同时使用多种助剂;这些助剂同处 在一个聚合物体系里;彼此之间有所影响 如果配合 得当;不同助剂之间常常会相互增效;即起所谓的协 同作用 聚合物配方研究的主要目的之一就是发现 助剂之间的协同作用
优点：性能全面 生产和使用方便 缺点：相容性差
27
4按分子的化学结构分： 单体型和聚合物型
绝大多数增塑剂为单体型;有固定的分子量;如邻 苯二甲酸酯类 脂肪酸二元酸酯类等;也有分子量 不固定的单体增塑剂;如环氧大豆油；
由二元酸与二元醇缩聚而得的聚酯M为10006000 是聚合型增塑剂
28
5按增塑剂的应用特性分： 通用型和特殊型 一些增塑剂性能比较全面;但没有特殊的性 能;称之为通用型增塑剂;如邻苯二甲酸酯类； 一些增塑剂除了增塑作用外;尚有其它功能; 如脂肪酸二元酸酯类等;具有良好的低温柔 曲性能;称为耐寒增塑剂;而磷酸酯类有阻燃 性能;称为阻燃增塑剂
第3章 合成材料助剂
1
第3章 合成材料助剂
3 1 概述
3 1 1合成材料助剂的概念
合成材料助剂简称为助剂;指合成材料和产品制 品在生产和加工过程中;为改善生产工艺条件 提 高产品质量或赋予产品某种特殊性能所添加的各 种辅助化学品
大部分的助剂是在加工过程中添加于材料或产品 中;因此;助剂也常被称为添加剂或配合剂
2
三大合成材料
是指塑料 合成橡胶和合成纤维 它们是用人工方法;由低分子化合物合成的高分子化合
物;又叫高聚物;相对分子量可在10000以上 天然高聚物有淀粉 纤维素 天然橡胶和蛋白质等 高聚物正在越来越多地取代金属;成为现代社会使用的
《合成材料助剂》课件
控制措施
制定和实施有效的控制措施，减少有害物质的使用和排放。
处理方法
提供有效的处理方法，确保有害物质得到妥善处理，降低对环境 和人体的危害。
安全使用规范
操作规程
制定详细的安全操作规程，确保合成材料助剂的 使用安全。
培训与教育
提供安全培训和教育，提高员工的安全意识和操 作技能。
应急预案
制定应急预案，应对可能发生的意外事故，确保 人员安全和环境安全。
环保法规与政策
法规要求
了解和遵守国家和地方的相关环保法规与政策。
政策支持
关注环保政策动态，利用政策支持推动企业环保工作。
社会责任
积极履行企业社会责任，推动绿色发展，为环境保护做出贡献。
06
未来合成材料助剂的发展趋势 与展望
新材料助剂的研发与应用
增塑剂
01
增塑剂是增加塑料柔韧性、延展性和可塑性的添加剂，主要用于PVC 等塑料制品的生产。
02
增塑剂的种类繁多，常见的有邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、 环氧类、含氯类等。
03
增塑剂的作用是降低塑料的玻璃化温度和黏流温度，改善塑料的加工 性能和柔韧性，提高塑料的可塑性和强度。
04
增塑剂在使用过程中应遵循安全使用准则，避免对人体和环境造成危 害。
总结词
通过化学反应将原料转化为目标产物的过程。
详细描述
化学合成法是合成材料助剂最常用的生产工艺之一，通过控制反应条件和原料配比，将原料经过一系列化学反应 转化为目标产物。该方法具有高选择性、高纯度、高效率等优点，但同时也存在能耗高、环境污染等问题。
生物合成法
总结词
利用生物酶或微生物将原料转化为目标产物的过程。
合成材料助剂1
2 增塑剂 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
Company Logo
3 抗氧剂
锡抗氧化剂
Company Logo
3 抗氧剂
Company Logo
如乙氧基化脂肪族烷基胺代表着最大的一类抗静电剂。它 们广泛地应用于聚乙烯、聚丙烯、ABS和其他苯乙烯系 聚合物中。现在生产销售的有好几种乙氧基化烷基胺，其 区别在于烷基链的长度和不饱和度的大小。乙氧基化烷基 胺是很有效的抗静电剂，即使是在相对湿度低的情况下亦 然，而且长期有效。这类抗静电剂已获联邦食品医药管理 局批准，应用于与食品间接接触的物品中，其他商业上有 价值的非离子型抗静电剂还有乙氧基化烷基酸胺，如乙氧 基月桂酷胺，及甘油一硬脂酸酯（GMS）。乙氧基月桂 酷胺适用于在湿度小的环境里使用的聚乙烯和聚丙烯，而 且要求有速效长效的抗静电功能的场合。GMS类抗静电 剂则只考虑用于加工过程中的静电保护。尽管GMS向聚 合物表面迁移的速度快，但它不能像乙氧基化烷基胺或乙 氧基化烷基酸胺那样发挥持久的抗静电作用。
Company Logo
LOGO
.
Company Logo
4 阻燃剂 四、生产工艺： 溴代双酚A
十溴二苯醚阻燃剂959（C12B10O）
Company Logo
5 抗静电剂
Company Logo
5 抗静电剂
Company Logo
5 抗静电剂 一、定义：
任何物体都带有本身的静电荷，这种电荷可以是负电荷也 可以是正电荷，静电荷的聚集使到生活或者工业生产受到 影响甚至危害，将聚集的有害电荷导引、消除使其不对生 产、生活造成不便或危害的化学品称为抗静电剂。
2合成材料助剂
三、分子量调节剂 定义：能够控制聚合物分子量和减少聚合链支化作用的一类物质 定义：能够控制聚合物分子量和减少聚合链支化作用的一类物质 减少聚合链支化作用 例：双峰树脂，需要控制分子量 双峰树脂， 种类很多，含有弱共价键的化合物， 种类很多，含有弱共价键的化合物，工业上常用的品种有叔 十二碳硫醇和调节剂丁
目前使用的消泡剂的种类 1、矿物油系 、 2、低级醇类： 甲醇、乙二醇（实验室） 、低级醇类： 甲醇、乙二醇（实验室） 3、有机极性化合物系 ： 、 4、有机硅树脂系： 、有机硅树脂系： 《有机硅消泡剂项目建议书》 有机硅消泡剂项目建议书》 FB消泡剂 消泡剂 成分： 成分：有机硅消泡剂与非离子和阴离子型乳化剂的复配物 复配降低成本 戊醇、磷酸三丁酯 戊醇、
水是常用的溶剂（绿色化学） 水是常用的溶剂（绿色化学） 有机溶剂的种类繁多，如醇类、脂肪烃、芳烃、 有机溶剂的种类繁多，如醇类、脂肪烃、芳烃、卤代 烃…… 此外还有乙腈、二甲基亚砜、 此外还有乙腈、二甲基亚砜、N—甲基吡咯烷酮等 甲基吡咯烷酮等
二、溶剂的性质 1、极 性 、 溶剂的极性决定其应用范围 与聚合物极性相同或相近的溶剂才能较好的溶解聚合物 CHCl3 极性分子 CCl4 非极性分子 溶剂的极性可用溶解参数（ ） 溶剂的极性可用溶解参数（δ）来判断 判断极性， 判断极性，不能完全代表溶解性 2、挥发性（易燃、易爆性） 、挥发性（易燃、易爆性） 3、毒 性 、
2、有适当的挥发性 、 可以脱出溶剂、 可以脱出溶剂、带水 挥发性太低，溶剂不易除掉；挥发性太高， 挥发性太低，溶剂不易除掉；挥发性太高，挥发太快 3、具有良好的溶解性 、 溶解性的好坏可由以下三个规律判断： 溶解性的好坏可由以下三个规律判断：
● ●
相似相溶规律 溶解度参数相适规律 （通过手册查阅） 通过手册查阅） 混合溶剂协同效应规律
合成材料用助剂 20161
耐寒性、柔韧性、 抗冲击强度和伸长 率会提高。
阻隔性、耐热性、脆性、硬度、抗张 强度、弹性模量等均将下降；
精品文档
❖ 玻璃化转变温度Tg是材料的一个重要特性参数，材料的许多特性都在玻璃化转 变温度附近发生急剧的变化。
❖ 以玻璃为例，在玻璃化转变温度，由于玻璃的结构发生变化，玻璃的许 多物理性能如热容、密度、热膨胀系数、电导率等都在该温度范围发生 急剧变化。根据玻璃化转变温度可以准确制定玻璃的热处理温度制度。 对高聚物而言，它是高聚物从玻璃态转变为高弹态的温度，在玻璃化转 变温度时，高聚物的比热容、热膨胀系数、粘度、折光率、自由体积以及 弹性模量等都要发生一个突变。从分子结构上讲，玻璃化转变温度是高聚物
|
||
HCCl HCCl HCCl
|
||
HCH HCH HCH
|
||
ClCH ClCH ClCH
PVC
精品文档
C2 H5 |
-O-CH3 -CH2-C4H9 -O-CH3 -CH2-C4H9
| C2 H5
邻苯二甲酸二辛酯
(zhìpǐn)
增塑剂
柔间分增 顺距子塑 性离间剂 。增的分
大范子 ，德的 借华渗 以力入 增，， 加使降一种，通常被用来作为塑料增塑剂使用， 有研究表明，DEHP对生殖与发育有一定的影响，因此婴儿与儿童所受 的威胁要较成人大得多。此外，DEHP还可能引起血栓、微血栓， 并可危害肝与肺。日前，南京检验检疫局在对一批输美玩偶产
品进行检验时发现，该批塑胶玩偶产品的眉毛部分油墨涂层邻苯二甲
精品文档
❖ 二是极性增塑剂，其主要作用是：增塑剂的极性基团(jī tuán) 与高聚物分子的极性基团(jī tuán)相互作用，代替了高聚物极 性分子间的作用，从而削弱了高聚物间的范德华力，因此 增塑剂的效能与增塑剂的摩尔数成正比。
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
以塑料为例说明助剂的广泛用途 PVC（聚氯乙烯）的加工温度和分解温度很接近，如果不 （聚氯乙烯）的加工温度和分解温度很接近， 用热稳定剂，无法加工 热稳定剂， PVC是极性聚合物分子敛集程度高，为脆硬物，如果不加 是极性聚合物分子敛集程度高，为脆硬物， 是极性聚合物分子敛集程度高 入增塑剂，就不能制成软质PVC制品 增塑剂，就不能制成软质 制品 PE、PP极易氧化，不加入抗氧剂和光稳定剂，容易老化， 、 极易氧化 不加入抗氧剂 光稳定剂，容易老化， 极易氧化， 抗氧剂和 无法使用 在塑料中加入阻燃剂可以改善制品的抗燃烧性能 在塑料中加入阻燃剂可以改善制品的抗燃烧性能 阻燃剂 加入抗静电剂，可以防止塑料材料吸尘， 加入抗静电剂，可以防止塑料材料吸尘，静电放电 抗静电剂 无着色剂，塑料色调单一，失去商品竞争能力 着色剂，塑料色调单一，
5、 反应型助剂稳步发展 、 反应型助剂分子内含有反应性基团， 反应型助剂分子内含有反应性基团，它们在制品中可以与基 体反应并形成键合官能团 添加量少，不迁移，持久性好（化学键、化学作用） 添加量少，不迁移，持久性好（化学键、化学作用） 价格高， 价格高，应用技术性强
反应型抗氧剂的评价？ 反应型抗氧剂的评价？ 硫化反应型Mg(OH)2阻燃剂 硫化反应型
+
CH 2 CH 2 NH 2 CH 2 CH 2 NH 2
NH 2 CH 2 CH 2 NH 2
+
HO
CH 2 CH 2 C O O CH 3
Cat？ 体系 ？ 酸、酯、酰氯
Cat成为反应的关键技术，几乎涉及到所有领域 成为反应的关键技术， 成为反应的关键技术
助剂是精细化工行业中的一大类产品 2、作 用 、 赋予制品以特殊性能； 赋予制品以特殊性能； 延长制品使用寿命； 延长制品使用寿命； 扩大产品的应用范围； 扩大产品的应用范围； 改善产品的加工性能； 改善产品的加工性能； 加速反应过程； 加速反应过程； 提高产品收率
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。
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。
3合成材料助剂
3合成材料助剂乳化剂(开设此课) 开设此课)属于表面活性剂的内容食品添加剂中的乳化剂，食品添加剂中的乳化剂，同样食品抗氧剂也应用于合成材料领域，领域，是一类主要的助剂定义：能使互不相溶的液体形成稳定乳液的物质― 定义：能使互不相溶的液体形成稳定乳液的物质―乳化剂作为合成材料助剂，作为合成材料助剂，常应用于乳液聚合反应中一、乳化剂分类均是按表面活性剂的结构分类1、阴离子型乳化剂、例有机羧酸盐: 有机羧酸盐: 硫酸盐: 硫酸盐: C8~C18的烷基硫酸盐均含有典型的亲油和亲水基团还有烷基苯磺酸盐R SO3Na C12~C20的羧酸盐(K、Na、NH4盐)项目：石油羧盐乙酸项目：的羧酸盐( 、、2、阳离子型乳化剂阳离子型乳化剂例季铵盐C12H25 CH3 N CH3 CH2 Cl双季铵盐( 双季铵盐(Gemini) )CH3 R N+CH3 __CH2CH2 N+R2 ClCH3CH3只是属于表面活性剂(杀菌剂) 只是属于表面活性剂(杀菌剂)CH3C16H33 N+CH3 BrCH31631表面活性剂表面活性剂同时对合成纤维有较好的柔软和抗静电作用抗静电剂一类重要的品种就是表面活性剂(后面讲授) 表面活性剂(后面讲授)烷基胺盐：采用硬脂酸、烷基胺盐：采用硬脂酸、油酸等廉价的脂肪酸与低级胺反应可得到烷基胺盐阳离子型乳化剂三乙醇胺硬脂酸酯) 例乳化剂FM (三乙醇胺硬脂酸酯)__H C17H35__H2N __H HCOOH 原料：硬脂酸、原料：硬脂酸、三乙醇胺其中一个―OH进行酯化进行酯化其中一个还有烷基吡啶盐__H __2 N __H+RNCl3、两性离子乳化剂、通常是指分子中同时含有阴离子活性基团和阳离子活性基团主要作抗静电剂CH3例CH3N+CH2COO(阴阳离子) 阴阳离子)CH3主要有羧酸酯型，主要有羧酸酯型，磺酸型等4、非离子型乳化剂、★ 单甘酯4种合成方法种合成方法(1)甘油醇解) (2)缩水甘油)C H2 CH(多元醇型) 多元醇型)CH 2OOCC 17H 35 CHOH CH 2OH(硬脂酸单甘酯) 硬脂酸单甘酯)O直接与脂肪酸反应O CH 3 C OCH 2 CH 3OC H2O H(3)化学基团保护)CH 2 O CHO CH 2 OH(甲乙二酮CH3CCH2CH3)(4) 环氧氯丙烷法CH2 OCHCH2Cl开环水解★脂肪酸山梨醇酯脂肪酸山梨醇酯CH2 CH CH CH CH CH2 OH OH OH OH OH OH O HO OH __17H35 OH _ H2O HO OH O CH2OH OH (失水山梨醇脂肪酸酯) 失水山梨醇脂肪酸酯)★聚氧乙烯山梨酐酯聚氧乙烯山梨酐酯Tween系列聚氧乙烯山梨酐酯系列CH2 CH CH CH CH CH2 OH OH OH OH OH OH _ H2O HO OH O CH2OH OH HO OH O __11H23 OH再进行加成(醚化) 再进行加成(醚化)O HO __wCH2 __ x __23 __ yOHx+y+z+w=20 Tween-20 x+y+z+w=4 Tween-21__ zOH二、乳化剂在乳液聚合中的作用不参与化学反应1、降低表面张力、属于典型的表面活性剂γC 乳液聚合体系中水相的表面张力小于纯水的表面张力( 乳液聚合体系中水相的表面张力小于纯水的表面张力(71mN/m) )2、降低界面张力、表面是指表面活性剂与空气表面界面是指水油界面，界面是指水油界面，不是指空气乳液聚合的单体属于油相油水界面加入乳化剂后油油水乳化剂水油亲油基团变成了油―亲油基团界面变成了油亲油基团界面降低界面张力，降低界面张力，有利于反应3、乳化作用(最基本的性能) 、乳化作用(最基本的性能) 由于乳液聚合所采用的单体与水互不相容，由于乳液聚合所采用的单体与水互不相容，搅拌才能形成稳定的体系(相转移？) 稳定的体系(相转移？) 形成珠滴(稳定) 形成珠滴(稳定) 小珠滴之间存在斥力，不能形成大珠滴，小珠滴之间存在斥力，不能形成大珠滴，形成稳定的乳化体系4、分散作用、单体的聚合物小颗粒和水的混合物，单体的聚合物小颗粒和水的混合物，由于密度及相互粘结的结果，的结果，可能形成稳定的分散体系属于表面活性剂的典型作用5、形成胶束、亲水γC 亲油50-100个乳个乳化剂分子聚集在一起(超过cmc) 超过)胶束是聚合反应发生的主要地方，胶束越多，胶束是聚合反应发生的主要地方，胶束越多，聚合反应越快(有更多的单体被容纳在胶束内) 有更多的单体被容纳在胶束内)6、增溶作用、胶束的颗粒增大40-50 60-100部分单体是以分子分散在水中，部分单体是以分子分散在水中，胶束增溶共有四种增溶方式(博士论文): 共有四种增溶方式(博士论文): 增溶于胶团的内核；增溶于胶团的内核；增溶分子与形成胶团的表面活性剂分子穿插排列；增容物分子被吸附于胶团的表面；子穿插排列；增容物分子被吸附于胶团的表面；包含于胶团的极性分子之间此外还有一不利的作用即发泡作用― 此外还有一不利的作用即发泡作用―加消泡剂三、乳化剂对乳液聚合反应的影响把握乳液聚合经典理论聚合反应速度RP= kp [M] [I]2/5 [S]3/5 kp―链增长速度常数[M]―单体浓度] [I]― 引发剂浓度] [S]―乳化剂浓度] 与乳化剂浓度的3 次方与乳化剂浓度的/5次方成正比，成正比，乳化剂浓度越大，聚合反应速度越快苯乙烯、苯乙烯、丁二烯等典型单体符合的规律乙苯脱氢) 如(乙苯脱氢)乳液聚合是指在乳化剂作用乳液聚合是指在乳化剂作用和机械搅拌下，和机械搅拌下，单体在水中分散成乳状液而进入聚合反应(乳化剂的重要性) 乳化剂的重要性) 乳液聚合体系的组成复杂，乳液聚合体系的组成复杂，最简单的配方单体水水溶性引发剂乳化剂四部分组成乳液聚合一个很重要的问题――聚合反应的场所乳液聚合一个很重要的问题――聚合反应的场所―― (1)乳液聚合体系中存在单体液滴)单体1000 液滴(2)增溶单体的胶束) (3)以分子状态存在于水中的单体) (4)乳化剂分子) (5)当然还有胶束)反应如何进行？反应如何进行？胶束增溶胶束(40-50) (60-100)M/P乳胶粒乳胶粒聚合物乳胶粒(50-2022年)单体/ 单体/ 聚合物乳胶粒单体转化为聚合物的场所是M/P乳胶粒，肯定无？,但单体转化为聚合物的场所是M/P乳胶粒，肯定无？,但M/P乳胶粒？, 这种转化存在(发生)在哪个部位，这种转化存在(发生)在哪个部位，存在不同的观点内部和表面( 增溶) 内部和表面(Dendrimer 增溶) 增溶聚合反应速率转化率― 转化率―时间曲线初期( 初期(Ⅰ): 左右，转化率10%左右，胶束逐渐转左右变为M/P乳胶粒，M/P乳胶粒的数目乳胶粒，变为乳胶粒乳胶粒的数目不断增加，聚合反应速率加快( 不断增加，聚合反应速率加快(Ⅲ) 中期(Ⅱ): 中期( Ⅲ 转化率10-50%,恒速阶段，后期( 后期(Ⅲ): 由于单体液滴已不存在，由于单体液滴已不存在，M/P 乳胶粒中的单体因得不到补充而浓度逐渐减小，聚合反应速率下降，逐渐减小，聚合反应速率下降，减速阶段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(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
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。
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。
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：
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
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”。
(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。
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。
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) 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
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
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
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。
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
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。
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。