合成材料助剂
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合成材料助剂
3.剂有纤维增强剂、填料等。
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。
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。
第四章 合成材料助剂
醇水分离
水
稀醇脱水 脱醇
回收辛醇 压滤 成品
2、连续法：
水
苯酐
纯碱液
水 连续 中和
水洗
辛醇
硫酸
单酯化
连续 酯化
酸性 水洗
产品
压滤
连续脱醇 稀醇脱水
回收辛醇
⑵ 对苯二甲酸酯和间苯二甲酸酯
对苯二甲酸酯与相应的邻苯二甲酸酯比较，挥发性低、 低温性及电绝缘性较好，代表性品种是对苯二甲酸二辛酯 （DOTP）。 间苯二甲酸酯在某些性能上（如挥发度、耐油抽出性） 比对苯二甲酸酯要稍好些，代表性品种是间苯二甲酸二辛酯 （DOTP）。 对、间苯二甲酸酯来源有限，其应用受到限制。
⑵ 含氯硬脂酸酯 如：
C 17 H 30C l 5C O O C H 3
常用作PVC的辅助增塑剂。
4.2.6 增塑剂生产中的酯化过程和酯化催化剂
1、酯化过程 其合成反应为典型的可逆反应：
醇+酸 酯+水
2、酯化催化剂：常用硫酸作催化剂。 4.2.7 增塑剂生产的工艺实例 工业用增塑剂中苯二甲酸酯类是产量和用量最大的一类，其
如分子量大的不易挥发。被萃取与助剂在不同介质中的溶解 度直接相关，要据制品的使用环境来选择适当的助剂，制品 与某种液体相接触时，助剂在该溶液中溶解度越高，被萃取 的可能性越大；如装煤油的制品不宜采用邻苯二甲酸二辛酯。 迁移是指助剂由聚合物内部向邻近固体物品的转移。
3、助剂对加工条件的适应性
主要是耐热性，要求助剂在加工温度下不分解、不挥发、 不升华、对加工设备或模具无腐蚀。
O C C C
H
H F C O
键能(kJ/mol) 414.8 465.1 431.6-515.4 611.7 750.0
4第四章 合成材料助剂资料PPT课件
12
4.2.4 增塑剂结构与性能的关系
一、聚合物与其在化学结构上的类似性
1.若两者有类似化学结构， 有能得到较好的塑化效 果。
例 如 ： DBP （ 二 丁 酯 ） 的结构：
O C -O -C 4H 9
C -O -C 4H 9 O
极性
非极性
2. 从 分 子 类 型 看 ， 对 于 PVC
◆芳香族:相容性好， 耐 寒性差
（2）抽出性与助剂在 不同介质的溶解度 直接相关。
（3）迁移与助剂在不 同的聚合物中的溶 解度有关。
三、助剂对加工条件的适应性 四、助剂必须适合产品的最终用途 五、助剂配和中的协同作用与相抗作用
6
4.2 增塑剂
4.2.1 概念
形
变
玻
璃
态
高
粘
弹
流
态
态
Tg
玻璃化 温度
Tf 温 度
粘流 温度
图 非晶高聚合物三种力学状态
2.规律: 两者的相容性取决与它们结构的相似性。 3.稳定性：主要考虑它们个自的性质。
5
二、助剂的耐久性
1.助剂损失的途径
三大途径：挥发、抽出、 迁移
（1）抽出性：助剂能够 被水，油或溶剂抽出的性 质。
（2）迁移性：一种材料 中的助剂转移到另一种与 其接触的材料上的性质。
2.规律
（1）挥发性取决于助 剂本身的结构。
2. 碳原子数相同的支链 烷基与直链相比，耐 寒，耐老化，耐挥发 均较差。且随支链数 增加，这种倾向更明 显。但季C热稳定性好， 由于季C无H原子之故。
15
四、Ap/Po
Ap/Po值是增塑剂分子中非极性部分脂肪 C原子数 （Ap）与极性基（Po）的比值，它对其性能有极大 的影响。
4.2.4 增塑剂结构与性能的关系
一、聚合物与其在化学结构上的类似性
1.若两者有类似化学结构， 有能得到较好的塑化效 果。
例 如 ： DBP （ 二 丁 酯 ） 的结构：
O C -O -C 4H 9
C -O -C 4H 9 O
极性
非极性
2. 从 分 子 类 型 看 ， 对 于 PVC
◆芳香族:相容性好， 耐 寒性差
（2）抽出性与助剂在 不同介质的溶解度 直接相关。
（3）迁移与助剂在不 同的聚合物中的溶 解度有关。
三、助剂对加工条件的适应性 四、助剂必须适合产品的最终用途 五、助剂配和中的协同作用与相抗作用
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4.2 增塑剂
4.2.1 概念
形
变
玻
璃
态
高
粘
弹
流
态
态
Tg
玻璃化 温度
Tf 温 度
粘流 温度
图 非晶高聚合物三种力学状态
2.规律: 两者的相容性取决与它们结构的相似性。 3.稳定性：主要考虑它们个自的性质。
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二、助剂的耐久性
1.助剂损失的途径
三大途径：挥发、抽出、 迁移
（1）抽出性：助剂能够 被水，油或溶剂抽出的性 质。
（2）迁移性：一种材料 中的助剂转移到另一种与 其接触的材料上的性质。
2.规律
（1）挥发性取决于助 剂本身的结构。
2. 碳原子数相同的支链 烷基与直链相比，耐 寒，耐老化，耐挥发 均较差。且随支链数 增加，这种倾向更明 显。但季C热稳定性好， 由于季C无H原子之故。
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四、Ap/Po
Ap/Po值是增塑剂分子中非极性部分脂肪 C原子数 （Ap）与极性基（Po）的比值，它对其性能有极大 的影响。
pu革生产用助剂
PU革是一种合成革，通常使用聚氨酯(PU)树脂作为基材料，加入一定的助剂进行生产加工而成。
助剂的种类和用途不同，可以对PU革的质量和性能产生不同的影响。
以下是一些常见的PU革生产用助剂：
1. 软化剂：PU革在生产过程中需要添加软化剂，使其柔软、有弹性、手感舒适。
常用的软化剂有DOP、DINP、TOTM等。
2. 稳定剂：PU革易受光、热、氧化等因素的影响，会导致质量下降。
稳定剂可以防止PU革在生产、储存和使用中的老化和变质。
常用的稳定剂有Tinuvin770、Tinuvin622等。
3. 催化剂：PU革在生产中需要进行聚合反应，催化剂可以促进这一过程，提高PU革的质量和生产效率。
常用的催化剂有MEA、DMPA、DMCHA等。
4. 粘合剂：PU革在生产中需要与其他材料粘合，粘合剂可以增强粘合强度和可靠性。
常用的粘合剂有PU树脂、丙烯酸酯等。
5. 颜料：PU革可以通过添加颜料来实现不同的颜色和效果。
常用的颜料有有机颜料、无机颜料、金属颜料等。
需要注意的是，PU革生产用助剂的种类和比例应该根据具体的生产
要求进行选择，以保证PU革的质量和性能。
同时，应该严格控制助剂的添加量，避免对环境和人体造成不良影响。
精细化工_合成材料助剂
第四章 合成材料助剂
一般把104以上分子量的分子称为高分子。 在组成上，大多数高分子是许多结构单元以共价键连结 形成的。因此，将能够用重复单元表示的高分子称为聚合物， 仅用一种重复单元就能表示的聚合物称为规则聚合物，不能 仅用一种重复单元表示的聚合物称为无规则聚合物。 高分子根据来源可分为天然高分子和合成高分子，天然 高分子包括蛋白质、纤维素、淀粉、天然椽胶等，合成高分 子包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。合成高分 子是以单体为原料，在适当条件下人工合成的高分子。 按材料分类，高分子可分为处于高弹态的橡胶、处于取 向态并在取向方向上具有较高强度的纤维、处于玻璃态与半 晶态的塑料、以及涂料，黏合剂等。
二、分类 可以从不同角度对增塑剂进行分类。
1、按相容性的差异分为主增塑剂和辅助增塑剂 凡是能和树脂充分相容的增塑剂为主增塑剂。它的分子 可以进入树脂分子链的无定型区和结晶区，可以单独使用。 辅助增塑剂一般不能进入树脂分子链的结晶区，只能与 主增塑剂配合使用。 2、按作用方式分为内增塑剂和外增塑剂 内增塑剂是在聚合过程中加入的第二单体，以进行共聚 对聚合物进行改性，能够进入聚合物的分子结构中，降低聚 合物的有规度（结晶度）。还有一种情况是在聚合物分子链 上引入支链，从而降低聚合物链与链之间的作用力，也降低 力分子链的有规性。 外增塑剂一般为低分子量的化合物或聚合物，添加到聚 合物中可增加其塑性。通常为高沸点难挥发的液体或低熔点 固体。通过升高温度时的溶胀作用增加聚合物的塑性。
5、耐老化性好 抗老化主要是指对光、热、氧、辐射等的耐受力。一般具有直 链烷基的增塑剂比较稳定。 6、耐久性好 7、电绝缘性能好 8、具有难燃性能 9、要求尽可能是无色、无臭、无味、无毒 10、耐霉菌性强 11、配制增塑剂糊的黏度稳定性好 12、良好的耐化学药品和耐污染性好 13、价格低廉
一般把104以上分子量的分子称为高分子。 在组成上，大多数高分子是许多结构单元以共价键连结 形成的。因此，将能够用重复单元表示的高分子称为聚合物， 仅用一种重复单元就能表示的聚合物称为规则聚合物，不能 仅用一种重复单元表示的聚合物称为无规则聚合物。 高分子根据来源可分为天然高分子和合成高分子，天然 高分子包括蛋白质、纤维素、淀粉、天然椽胶等，合成高分 子包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。合成高分 子是以单体为原料，在适当条件下人工合成的高分子。 按材料分类，高分子可分为处于高弹态的橡胶、处于取 向态并在取向方向上具有较高强度的纤维、处于玻璃态与半 晶态的塑料、以及涂料，黏合剂等。
二、分类 可以从不同角度对增塑剂进行分类。
1、按相容性的差异分为主增塑剂和辅助增塑剂 凡是能和树脂充分相容的增塑剂为主增塑剂。它的分子 可以进入树脂分子链的无定型区和结晶区，可以单独使用。 辅助增塑剂一般不能进入树脂分子链的结晶区，只能与 主增塑剂配合使用。 2、按作用方式分为内增塑剂和外增塑剂 内增塑剂是在聚合过程中加入的第二单体，以进行共聚 对聚合物进行改性，能够进入聚合物的分子结构中，降低聚 合物的有规度（结晶度）。还有一种情况是在聚合物分子链 上引入支链，从而降低聚合物链与链之间的作用力，也降低 力分子链的有规性。 外增塑剂一般为低分子量的化合物或聚合物，添加到聚 合物中可增加其塑性。通常为高沸点难挥发的液体或低熔点 固体。通过升高温度时的溶胀作用增加聚合物的塑性。
5、耐老化性好 抗老化主要是指对光、热、氧、辐射等的耐受力。一般具有直 链烷基的增塑剂比较稳定。 6、耐久性好 7、电绝缘性能好 8、具有难燃性能 9、要求尽可能是无色、无臭、无味、无毒 10、耐霉菌性强 11、配制增塑剂糊的黏度稳定性好 12、良好的耐化学药品和耐污染性好 13、价格低廉
合成材料助剂
合成材料助剂合成材料助剂是在合成材料制备过程中添加的一种辅助物质，它能够提高材料的性能和加工性能，改善材料的结构和形貌。
合成材料助剂的种类繁多，具有不同的功能和应用范围，下面主要介绍几种常见的合成材料助剂。
第一种是增强助剂。
增强助剂能够增加材料的力学强度和耐热性能，一般是添加到聚合物基体中的纤维或颗粒材料。
常见的增强剂有玻璃纤维、碳纤维等，它们具有优良的拉伸和弯曲性能，可以大大提高材料的强度和刚度。
第二种是增塑剂。
增塑剂是一种能够增加聚合物韧性和可加工性的助剂。
它可以改变聚合物的内部结构，从而使得材料更加柔软和延展。
增塑剂广泛应用于塑料制品中，可以使得塑料产品具有较好的弯曲性能和拉伸能力。
第三种是阻燃剂。
阻燃剂是一种能够提高材料耐火性能的助剂。
它能够阻碍可燃物质的燃烧过程，减少火焰蔓延的速度和范围。
阻燃剂广泛应用于合成材料、塑料、涂料等领域，能够大大提高材料的安全性。
第四种是光稳定剂。
光稳定剂是一种能够抵抗紫外线辐射的助剂。
它能够保护材料免受紫外线的破坏，保持材料的颜色和透明度。
光稳定剂广泛应用于塑料、涂料、橡胶等领域，能够延长材料的使用寿命。
第五种是流动助剂。
流动助剂是一种能够提高材料流动性的助剂。
它能够降低材料的粘度，使材料更易于加工和成型。
流动助剂广泛应用于塑料和橡胶制品中，能够提高产品的表面光滑度和精度。
综上所述，合成材料助剂在合成材料制备过程中起到了重要的作用。
它们能够提高材料的性能和加工性能，改善材料的结构和形貌。
不同种类的合成材料助剂具有不同的功能和应用范围，可以根据具体需求选择和使用。
在合成材料研发和应用中，合理选择和使用合成材料助剂，能够大大提高材料的品质和性能。
第四章合成材料加工助剂
以邻苯二甲酸二(2—乙基)己酯(DOP)塑化聚氯乙烯 (PVC)为例：
增塑剂分子内部必须含有能与极性聚合物相互作用 的极性部分和不与聚合物作用的非极性部分。
随着温度的升高，DOP的 苯环发生极化，DOP与 PVC分子链紧密结合在一 起，冷却时仍留在原来位 置处,非极性亚甲基链不 发生极化，夹在PVC分子 链之间，显著削弱了PVC 分子链间的作用力，使聚合物分子链的内摩擦阻力减 小，易于发生内旋转运动，聚合物的可塑性增强。
(3) 低挥发性：在聚合物加热成型以及增塑制品贮存时， 增塑剂如果挥发，会使制品的性能恶化，因此要求增塑 剂的挥发性越低越好。 (4) 耐溶剂萃取性好: 水、油、有机溶剂等在与塑料制品 接触的过程中会对增塑剂产生萃取的作用，造成增塑剂 被萃取出来引起制品性能下降。大多数增塑剂耐水性好， 耐有机溶剂性较差。 (5) 不迁移性: 制品中的增塑剂应不向所接触的固体介质 进行迁移，否则会引起软化发粘，表面龟裂等。 (6) 耐老化性好：抗老化主要指对光、热、氧、辐射等 的耐受力。一般直链烷基的增塑剂较稳定，支链型的耐 老化性较差。
1 助剂的分类和作用
助剂的分类：有机、无机；单一化学品、混合化学品； 低分子、聚合物；通用的方法是按照助剂的作用分类。 (1)防老化助剂：这类助剂所起的作用是防止或延缓 聚合物在贮存、加工或使用过程中，由于光、热、氧、 微生物、机械疲劳等环境因素的影响而引起的老化， 防止聚合物材料性能的劣化。这类助剂主要包括抗氧 化剂(在橡胶工业中也称防老剂)、光稳定剂、热稳定 剂和防霉剂等。
第二节 增塑剂
• 塑料助剂：能赋予塑料及其加工产品以特殊性能 的化学品。它在塑料工业中起到重要的作用，可 使塑料产品改进性能，提高品质，扩大用途。 • 塑料助剂主要包括：增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、 润滑剂、热稳定剂、着色剂等。
第四章 合成材料助剂
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
C
适应性
选择
D
相容性
E
用途性
4.2
增
塑
剂(plasticizers)
• 作为增塑剂的环氧化物主要有环氧化油，环氧脂 肪酸单酯和环氧四氢邻苯二甲酸酯三大类，在它 们的分子中都含有环氧结构。主要用在PVC中以 改善制品对热和光的稳定性。它不仅对PVC有增 塑作用,而且可以使PVC链上的活泼氯原子稳定化， 阻滞了PVC的连续分解。
产和加工过程中添加的辅助化学品。
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
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。
• 苯二甲酸酯是一种高沸点的酯类化合物，它们一 般都具有适度的极性，与PVC有良好的相容性也 是其一大特性。与其他增塑剂比较，还具有适用 性广、化学稳定性好、生产工艺简单、原料便宜 易得、成本低廉等优点。
1.苯二甲酸酯类 （1）邻苯二甲酸酯
• 由邻苯二甲酸酐与各种醇类酯化可以制取多品种的邻苯二甲 酸酯系列化合物。其化学结构式为：
4.2.3 对增塑剂性能的基本要求
第03章 合成材料助剂
25
★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
★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。
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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
第四章合成材料助剂
动控制与远距离控制以及
吨位较大品种的生产。
反应 搅拌锅式反应器（可带蛇管、夹套 管式反应器、串联釜、塔
器 或衬搪瓷玻璃）。
式反应器。
反应器内的工艺参数如温度、压力、在稳定操作状态下反应器
特点 反应剂的浓度随时间而改变，但反 内工艺参数如温度、浓度
应器内各部分的组成与温度稳定一 不随时间而改变，但随空
※【玻璃化温度】
非晶高聚物,按温度 区域可划分为三种力 学状态: 玻璃态、高弹态、粘 流态。
形 变玻
璃 态
高
粘
弹
流
态
态
Tg
玻璃化 温度
Tf
粘流 温度
温度
图 非晶高聚合物三种力学状态
二、分类
1.按相容性差异分:主增塑剂，辅助增塑 2.按作用方式分:内增塑剂，外增塑剂 3.按分子量差异分:单体型，聚合物型 4.按应用特性分:通用型，特殊型
4.具有多个酯基时，一般在具有长链烷基的直链状增塑剂 中，酯基靠近会使相容性降低。
三、非极性部分的亚甲基链与烷基
1.邻苯二甲酸酯，脂 肪族二元酸酯等，随 直链烷基碳原子数的
2.碳原 子 数相同 的支链 烷基与直链相比，耐寒， 耐老化，耐挥发均较差。
增加，耐寒性与耐挥 且随支链数增加，这种
发性提高，而相容性， 倾向更明显。但季C热
第四章 合成材料助剂
教学内容
1.增塑剂 2.抗氧剂 3.阻燃剂 4.抗静电剂 5.热稳定剂 6.发泡剂
教学内容
1.增塑剂的增塑机理、 合成原理及生产工艺。
2.理解其它各类助剂 的合成原理、作用机 理。
3.掌握典型助剂的生 产工艺。
4.了解各类助剂的性 能。
4.1 概述
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。
合成材料助剂成分分析表
合成材料助剂成分分析表合成材料作为一种高性能材料，在工业中被广泛应用。
材料的性能往往取决于其所含的化学成分，因此，在使用前应对材料进行化学成分分析，以便于确定合成材料的成分、性能特性及适用范围。
现介绍一种合成材料助剂的成分分析表，它包括以下几类化学成分：1.散剂：它们可以降低材料的粘度，使材料的流动性增加，以便于材料的生产、加工和涂敷。
常见的分散剂有：聚乙二醇、乙二醇甲醛和矿油醚等;2.凝剂：它们可以防止材料的凝固，例如硅油抗凝剂或石油抗凝剂;3.湿剂：它们可以增加材料的表面张力，使材料更易于加工和涂敷，常用的润湿剂有：硅油、硅烷和聚醚;4.结垢剂：它们可以防止材料中水分子和有机物之间的反应，如钠硅酸、石油醚和肥皂等;5.氧剂：它们可以防止材料中的氧分子对材料的降解，如碳酸钠、锰酸钾和钡酸镁等;6.酸剂：它们可以防止材料中的酸分子对材料的腐蚀，如液氨、活性炭和石灰粉等;7.稠剂：它们可以增加材料的粘度，并有利于材料的分散和流动，常用的增稠剂有：石蜡、沥青、硅胶和柏油等;8.色剂：它们可以改变材料的颜色以及其他特性，例如：碳黑、铁锌色、铜绿和蓝色等。
凡是使用合成材料的人都必须充分了解材料的成分及相关性能，以便可以更好地应用它们，而分析合成材料成分分析表可以帮助提供这种关于材料的信息。
合成材料成分分析表是一种重要的化学分析工具，它在材料研发过程中起着至关重要的作用。
它可以帮助用户了解合成材料的组成成分、性能特征及适用范围等。
合成材料成分分析表的编制要求相当高，必须采用专业化学分析仪器，如火焰原子吸收光谱仪、红外光谱仪等，以准确、可靠的测定方式对材料的成分进行测量和分析，以便于识别出其各种成分或组份。
此外，为了充分发挥分析表的作用，还需结合化学反应的理论研究以及性能试验，以达到最佳分析效果。
从上面可以看出，合成材料助剂成分分析表是一个非常重要的工具，它能够有效地帮助人们了解合成材料中所含成分及性能特性，而且它也可以帮助用户确定适合于某种应用的特定材料。
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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。
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、
（1） 邻苯二甲酸酯类 主要品种包括：
邻苯二甲酸酯二辛酯 （DOP） 邻苯二甲酸酯二丁酯 （DBP）
邻苯二甲酸酯二庚酯 （DHP）
邻苯二甲酸酯丁基苄基酯 （BBP） 邻苯二甲酸酯二异葵酯 (DIDP)
邻苯二甲酸酯二异壬酯 （DINP）
（2）脂肪酸酯类
特点：多用低温增塑剂.它与聚氯乙烯的相容性较差， 故只能用做耐寒的副增塑剂，与邻苯二甲酸酯类并 用。
分子量 单体型、聚合物型
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。 ）
化学结构
4.2.3增塑机理
可以从两个方面来考+虑：－ + － ＋ －
+－
➢ 聚合物分子间作用力(范德华力和氢健)
➢ 结晶性
例：邻苯二甲酸二丁酯－ ＋ － ＋ － ＋
4.2.4理想增塑剂的要求
耐久性
耐久性、电气性能、热性 能、耐候性、毒性等都有
挥发、抽出、迁移
一定的要求。）
对加工条件的适应性（最 主要是耐热性，即要求助 剂在加热条件下不分解、 不易挥发和升华。另外注 意助剂对模具和加工设备 的腐蚀作用的影响。）
协同作用和相抗作用
4.2 增塑剂
4.2.1定义
凡添加到聚合物体系中，能使聚合物体系 增加塑性的物质可称之为增塑剂。
第四章 合成材料助剂
4.1 概论
4.1.1助剂 ➢ 合成材料助剂简称为助剂，指合成材料和产
品和提高产品的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。
4.1.2分类（根据功能）
主要品种： 己二酸二辛酯(DOA) 葵二酸二丁酯（DBS） 壬二酸二辛酯（DOZ） 葵二酸二辛酯（DOS）
用途：DOA的耐寒性和塑化效率优于DOP 可赋予制品优良的低温柔软性，并具有一定的光
热稳定性和耐水性。DOA无毒，可用于食品包装材料。 DOA多作为主增塑剂用于耐寒的农业用薄膜、电线、薄 板、人造革、户外用水管和冷冻食品的包装薄膜。
抗老化作用的稳定化 助剂（抗氧剂、光稳 定剂、热稳定剂、防 霉剂等）
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）
改善加工性能的助剂 （润滑剂、脱模剂、 软化剂、塑解剂等）
柔软化和轻质化助剂 （发泡剂等）
阻燃添加剂（阻燃剂、 烟雾抑制剂等）
改进表面性能和外观 的助剂（抗静电剂、 防雾滴剂、着色剂等）
4.2.6增塑剂主要品种
苯二甲酸酯类增塑剂是最重要且产量和用量最大的种类，约 占增塑剂总量的80%～85%，与其他增塑剂相比，这类增塑 剂具有相溶性好且适用性广，化学性质稳定，生产工艺简单， 原料易得且成本较低的优点。属通用增塑剂，常被用做主增 塑剂。
特点：色泽浅、毒性低、电性能好、发挥性小、气味少、耐低 温等特点。
（3）多元醇酯类：
主要是指由二元醇、三元醇、四元醇与饱和脂肪酸 或苯酸所生成的酯类。
按化学结构可分为： ① 二元醇脂肪酸酯：具有优良的低温性能。 ② 双季戊四醇酯：具有优良的耐热、耐老化和耐抽
出性能。 ③ 二元醇（或多缩二元醇）苯甲酸酯，具有良好的
抗污染性能。 ④ 甘油三乙酸酯，无毒性。
凡添加到橡塑材料中能使其玻璃化温度 降低，塑性增加，更易于加工的助剂即为增 塑剂。
4.2.2分类：
相容性
应用特性
主增塑剂（不仅能进入树
通用型、特殊型（一些增塑
脂分子链的无定型区，也
剂除了增塑作用外，尚有
能进入分子链的结晶区） 、 其它功能，如脂肪酸二元
辅助增塑剂
酸酯类等，具有良好的低
作用方式 内增塑剂、外增塑剂
结构上相似 极性部分的酯型结构 酯基化学性质稳定、相容性好 环氧基耐热性好 非极性部分的亚甲基链和
烷基
随着直链烷基炭原子数增加， 耐寒性、耐挥发性提高，但相 容性和塑化效率下降。
相同炭原子数时，支链比直链 的塑化效率、耐寒性、耐老化 性和耐挥发性下降。 非极性部分和极性部分比
例
分子量大小 300－500标准分子量范围
（4）磷酸酯类
它与大多数树脂都有良好的相容性并且有显著的阻 燃性作用，即是增塑剂，又是阻燃剂，而且其挥发 性较低，耐久性较好，但有毒且价格较贵。
按化学结构分四类： 磷酸三烷基酯
磷酸三芳基酯
磷酸烷基芳基酯
含氯磷酸酯
特点：芳香族磷酸酯的低温性能差，而脂肪族磷酸 酯的低温性能好，但热稳定性较差，而抽出性不如 芳香族磷酸酯。
4.1.3助剂在合成材料中的作用
聚丙烯为是一种极易老化的合成树脂,纯聚丙烯薄 片在150℃下只需0.5h就脆化，毫无使用价值。但 如果在树脂中添加了适量的抗氧剂和稳定剂后,在 同一温度下就可经受2000h的老化考验。这样，就 可使聚丙烯成为十分宝贵的通用塑料。
在纤维染整过程中，表面活性剂的添加可以适应各 种纤维染整加工工艺的不同要求，因为表面活性剂 可以起到洗涤、乳化、润湿、渗透、起泡、匀染、 柔软、防水、防油、防静电等的作用。
主要品种： 磷酸三苯甲酯（TCP）
磷酸三苯酯（TPP）
磷酸三丁酯（TBP、
磷酸三辛酯（TOP）
磷酸二苯一辛酯（DPOP）
生产方法有两种：
①相热进法行（酯P化O，C用l3法铝）、，镁脂、肪钛醇或和锡三的氯氧氧化磷物在作低为温催液化 剂。
②温冷下法酯（化P。C其l3法中）冷，却苯的酚生或产烷成基本酚更与低三。氯化磷于低
1、增塑剂和聚合物 有良好的相溶性
2、塑化效率高 3、低挥发性 4、耐寒性好 5、耐老化性好 6、耐久性好 7、电结缘性好
8、具有难燃性能 9、要求尽可能是无色、无臭、
无味、无毒 10、耐霉菌性好 11、配置增塑剂糊的黏度稳定性好 12、良好耐化学药品和耐污染性好 13、价格低廉
4.2.5增塑剂结构与性能的关系
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、
（1） 邻苯二甲酸酯类 主要品种包括：
邻苯二甲酸酯二辛酯 （DOP） 邻苯二甲酸酯二丁酯 （DBP）
邻苯二甲酸酯二庚酯 （DHP）
邻苯二甲酸酯丁基苄基酯 （BBP） 邻苯二甲酸酯二异葵酯 (DIDP)
邻苯二甲酸酯二异壬酯 （DINP）
（2）脂肪酸酯类
特点：多用低温增塑剂.它与聚氯乙烯的相容性较差， 故只能用做耐寒的副增塑剂，与邻苯二甲酸酯类并 用。
分子量 单体型、聚合物型
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。 ）
化学结构
4.2.3增塑机理
可以从两个方面来考+虑：－ + － ＋ －
+－
➢ 聚合物分子间作用力(范德华力和氢健)
➢ 结晶性
例：邻苯二甲酸二丁酯－ ＋ － ＋ － ＋
4.2.4理想增塑剂的要求
耐久性
耐久性、电气性能、热性 能、耐候性、毒性等都有
挥发、抽出、迁移
一定的要求。）
对加工条件的适应性（最 主要是耐热性，即要求助 剂在加热条件下不分解、 不易挥发和升华。另外注 意助剂对模具和加工设备 的腐蚀作用的影响。）
协同作用和相抗作用
4.2 增塑剂
4.2.1定义
凡添加到聚合物体系中，能使聚合物体系 增加塑性的物质可称之为增塑剂。
第四章 合成材料助剂
4.1 概论
4.1.1助剂 ➢ 合成材料助剂简称为助剂，指合成材料和产
品和提高产品的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。
4.1.2分类（根据功能）
主要品种： 己二酸二辛酯(DOA) 葵二酸二丁酯（DBS） 壬二酸二辛酯（DOZ） 葵二酸二辛酯（DOS）
用途：DOA的耐寒性和塑化效率优于DOP 可赋予制品优良的低温柔软性，并具有一定的光
热稳定性和耐水性。DOA无毒，可用于食品包装材料。 DOA多作为主增塑剂用于耐寒的农业用薄膜、电线、薄 板、人造革、户外用水管和冷冻食品的包装薄膜。
抗老化作用的稳定化 助剂（抗氧剂、光稳 定剂、热稳定剂、防 霉剂等）
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）
改善加工性能的助剂 （润滑剂、脱模剂、 软化剂、塑解剂等）
柔软化和轻质化助剂 （发泡剂等）
阻燃添加剂（阻燃剂、 烟雾抑制剂等）
改进表面性能和外观 的助剂（抗静电剂、 防雾滴剂、着色剂等）
4.2.6增塑剂主要品种
苯二甲酸酯类增塑剂是最重要且产量和用量最大的种类，约 占增塑剂总量的80%～85%，与其他增塑剂相比，这类增塑 剂具有相溶性好且适用性广，化学性质稳定，生产工艺简单， 原料易得且成本较低的优点。属通用增塑剂，常被用做主增 塑剂。
特点：色泽浅、毒性低、电性能好、发挥性小、气味少、耐低 温等特点。
（3）多元醇酯类：
主要是指由二元醇、三元醇、四元醇与饱和脂肪酸 或苯酸所生成的酯类。
按化学结构可分为： ① 二元醇脂肪酸酯：具有优良的低温性能。 ② 双季戊四醇酯：具有优良的耐热、耐老化和耐抽
出性能。 ③ 二元醇（或多缩二元醇）苯甲酸酯，具有良好的
抗污染性能。 ④ 甘油三乙酸酯，无毒性。
凡添加到橡塑材料中能使其玻璃化温度 降低，塑性增加，更易于加工的助剂即为增 塑剂。
4.2.2分类：
相容性
应用特性
主增塑剂（不仅能进入树
通用型、特殊型（一些增塑
脂分子链的无定型区，也
剂除了增塑作用外，尚有
能进入分子链的结晶区） 、 其它功能，如脂肪酸二元
辅助增塑剂
酸酯类等，具有良好的低
作用方式 内增塑剂、外增塑剂
结构上相似 极性部分的酯型结构 酯基化学性质稳定、相容性好 环氧基耐热性好 非极性部分的亚甲基链和
烷基
随着直链烷基炭原子数增加， 耐寒性、耐挥发性提高，但相 容性和塑化效率下降。
相同炭原子数时，支链比直链 的塑化效率、耐寒性、耐老化 性和耐挥发性下降。 非极性部分和极性部分比
例
分子量大小 300－500标准分子量范围
（4）磷酸酯类
它与大多数树脂都有良好的相容性并且有显著的阻 燃性作用，即是增塑剂，又是阻燃剂，而且其挥发 性较低，耐久性较好，但有毒且价格较贵。
按化学结构分四类： 磷酸三烷基酯
磷酸三芳基酯
磷酸烷基芳基酯
含氯磷酸酯
特点：芳香族磷酸酯的低温性能差，而脂肪族磷酸 酯的低温性能好，但热稳定性较差，而抽出性不如 芳香族磷酸酯。
4.1.3助剂在合成材料中的作用
聚丙烯为是一种极易老化的合成树脂,纯聚丙烯薄 片在150℃下只需0.5h就脆化，毫无使用价值。但 如果在树脂中添加了适量的抗氧剂和稳定剂后,在 同一温度下就可经受2000h的老化考验。这样，就 可使聚丙烯成为十分宝贵的通用塑料。
在纤维染整过程中，表面活性剂的添加可以适应各 种纤维染整加工工艺的不同要求，因为表面活性剂 可以起到洗涤、乳化、润湿、渗透、起泡、匀染、 柔软、防水、防油、防静电等的作用。
主要品种： 磷酸三苯甲酯（TCP）
磷酸三苯酯（TPP）
磷酸三丁酯（TBP、
磷酸三辛酯（TOP）
磷酸二苯一辛酯（DPOP）
生产方法有两种：
①相热进法行（酯P化O，C用l3法铝）、，镁脂、肪钛醇或和锡三的氯氧氧化磷物在作低为温催液化 剂。
②温冷下法酯（化P。C其l3法中）冷，却苯的酚生或产烷成基本酚更与低三。氯化磷于低
1、增塑剂和聚合物 有良好的相溶性
2、塑化效率高 3、低挥发性 4、耐寒性好 5、耐老化性好 6、耐久性好 7、电结缘性好
8、具有难燃性能 9、要求尽可能是无色、无臭、
无味、无毒 10、耐霉菌性好 11、配置增塑剂糊的黏度稳定性好 12、良好耐化学药品和耐污染性好 13、价格低廉
4.2.5增塑剂结构与性能的关系