光稳定剂作用机理及增塑剂分类
光稳定剂
光稳定剂由于杂质和结构缺陷的存在，高分子材料对波长为２９０－４００ｎｍ的紫外光较为敏感。
紫外光的能量足以破坏高分子材料的化学键，导致光激发和光破坏，引起光、氧联合的光氧化过程，最终使高分子材料因光降解或由光引发的光氧化降解而老化。
添加光稳定剂是提高高分子材料的光稳定性的最有效途径之一。
光稳定剂的作用机理因自身结构和品种不同而不同。
有的能屏蔽紫外线或吸收紫外线并将其转化为无害的热能；有的可淬灭被紫外线激发的分子或基团的激发态，使其回复到基态；有的则推广捕获因光氧化产生的自由基，抑制光氧化链式反应的进行，使高分子材料免遭紫外线的破坏。
由于很多光稳定剂特别是早期产品都能吸收紫外线，因此习惯上也将光稳定剂称为紫外线吸收剂。
但是，光稳定效率最高的还属自由基捕获剂类的光稳定剂 光稳定剂按机理可分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕捉剂。
按化学结构可分为二苯甲酮、水杨酸酯、苯并三唑、取代丙烯腈、草酰胺、有机镍络合物、受阻胺、三嗪等。
理想的光稳定剂一般应具有以下条件： （１）化学稳定性好。
（２）良好的自身光稳定性、热稳定性。
（３）与聚合物相容性好。
（４）耐水解、耐水和其他溶剂的抽提、耐迁移。
（５）挥发性低。
（６）无毒或低毒。
（７）污染性小。
（８）价廉易得。
目前，各类光稳定剂的发展趋势为高相对分子质量化、无毒化、复合化、多功能化。
?. 水杨酸酯类１ 化学名 水杨酸苯酯（光稳定剂ＮＬ－１） 英文名 Ｐｈｅｎｙｌ ｓａｌｉｃｙｌａｔｅ 结构式 性质 白色结晶粉末，微具令人愉快的芳香气味，相对分子质量２１４．２２。
熔点４１～４３℃。
本品吸收紫外线的最大波长范围为２９０～３３０ｎｍ。
溶于多种有机溶剂和碱类水溶液中，几乎不溶于水。
用途 在塑料工业中主要用作聚酯、纤维素树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚氨酯等材料的光稳定剂。
本品光稳定效果欠佳，但价廉，用量最高可达４％，一般用量为０．５％～２％。
pvc稳定剂参数
pvc稳定剂参数一、引言PVC（聚氯乙烯）作为一种广泛应用的塑料材料，其在生产过程中需要添加一定的稳定剂以保证其性能稳定。
稳定剂的种类繁多，选择合适的稳定剂对PVC制品的质量和使用寿命至关重要。
本文将对PVC稳定剂的种类、选择原则、应用及注意事项进行详细介绍。
二、PVC稳定剂的种类及作用1.热稳定剂：热稳定剂主要用于提高PVC在高温加工过程中的稳定性，防止分解和变色。
常见的热稳定剂有锌钡剂、钙锌剂、稀土稳定剂等。
2.光稳定剂：光稳定剂能够提高PVC制品在阳光下的耐候性，延长使用寿命。
常见的光稳定剂有有机锡类、苯并三唑类、受阻胺类等。
3.抗氧剂：抗氧剂主要用于防止PVC在加工和使用过程中因氧化而导致的性能下降。
常见的抗氧剂有酚类、酮类、胺类等。
三、PVC稳定剂的选择原则1.材质匹配性：选择与PVC材质相匹配的稳定剂，确保稳定剂与PVC具有良好的相容性。
2.制品性能要求：根据PVC制品的性能要求，选择具有相应功能的稳定剂。
例如，对于户外使用的PVC制品，应选择具有良好耐候性的光稳定剂。
3.环境条件：考虑使用环境条件，如温度、光照等因素，选择适合的稳定剂。
四、PVC稳定剂的应用及注意事项1.稳定剂的添加量：根据PVC制品的性能要求和加工条件，合理控制稳定剂的添加量。
添加量过少，难以达到预期的稳定效果；添加量过多，可能导致制品性能下降、成本增加。
2.稳定剂的混合与分散：在添加稳定剂时，要注意将其充分混合和分散，以确保稳定剂在PVC制品中发挥最佳效果。
3.制品加工工艺：合理调整加工工艺，如温度、时间等，以保证稳定剂在PVC制品中的良好分布和性能。
五、结论PVC稳定剂的选择和应用对PVC制品的质量和使用寿命具有重要影响。
通过对PVC稳定剂的种类、选择原则、应用及注意事项的了解，可以为PVC 制品生产提供指导，提高制品性能，延长使用寿命。
塑料中使用的添加剂
用于塑料成型加工品的一大类助剂，包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂(见颜料)、填充剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂等。
其中着色剂、增白剂和填充剂不是塑料专用化学品，而是泛用的配合材料。
塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的。
20世纪60年代以后，由于石油化工的兴起，塑料工业发展甚快，塑料助剂已成为重要的化工行业。
根据各国塑料品种构成和塑料用途上的差异，塑料助剂消费量约为塑料产量的8％～10％。
目前，增塑剂、阻燃剂和填充剂是用量最大的塑料助剂。
增塑剂一类可以在一定程度上与聚合物混溶的低挥发性有机物，它们能够降低聚合物熔体的粘度以及产物的玻璃化温度和弹性模量。
其作用机理是基于增塑剂分子对聚合物分子链间引力的削弱。
增塑剂是最早使用的塑料助剂。
19世纪下半叶，就曾采用樟脑和邻苯二甲酸酯作硝酸纤维素的增塑剂。
1935年聚氯乙烯工业化后，增塑剂得到广泛应用。
目前，约80％用于聚氯乙烯和氯乙烯共聚物，其余用于纤维素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、天然和合成橡胶。
软质聚氯乙烯平均外加45％～50％(质量，下同)增塑剂。
由于不需或仅少量添加增塑剂的硬质聚氯乙烯的迅速发展，增塑剂在许多工业发达国家的增长率已低于聚氯乙烯。
中国聚氯乙烯软质制品仍占很大比例，故增塑剂仍将有较快的发展。
邻苯二甲酸酯类是增塑剂的主体，其产量约占增塑剂总产量的80％左右，其中邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)是最重要的品种。
生产规模较小的增塑剂有：己二酸和癸二酸的酯类（具有良好耐寒性），磷酸酯类（具有阻燃作用），环氧油和环氧酯类(与热稳定剂有协同作用)，偏苯三酸酯和季戊四醇酯（耐热性较好），氯化石蜡(辅助增塑剂和阻燃增塑剂)，烷基磺酸苯酯（辅助增塑剂）。
热稳定剂主要功能是防止加工时的热降解，也有防止制品在长期使用过程中老化的作用。
用量较大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的热稳定剂。
热稳定剂在软质制品中的用量为2％左右，而在硬质制品中为3％～5％。
增塑剂——概念、分类和性质
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• 自由体积理论
自由体积理论发展较早，不过用它来解释增塑作用则 比凝胶理论和润滑理论进展的较慢。凝胶理论和润滑 理论很容易由直观结构逐渐发展而成，而且简单相似。 而自由体积理论则是由晶体、玻璃态和液体不大明显
的性质发展而来。
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• 聚酯增塑剂是由饱和二羟基醇与饱和二元羧酸构成的直 链状骨架上有酯基的化合物。
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色度
• 色度是增塑剂的指标之一
粘度
• 粘度是物质的物性常数之一增塑剂的粘度一般用动力粘度(单位 :mPa〃S或Pa〃S)来表示 • 酸值指中和1g增塑剂所需KOH的毫克数，酸值的测定是增塑剂分析的 一项重要内容。
• •
增塑剂 邻苯二甲酸酯 二异丁酯 二丁酯 二(2-乙基己)酯 二正辛酯 二壬酯 二异癸酯 二(十三醇)酯
挥发减量 1h后 17.9 16.8 7.1 3.5 4.5 2.3 0.2 2h后 23.5 21.6 13.1 6.9 9.1 5.0 1.0
增塑剂 脂肪族二元酸 酯 丁二酸二辛脂 己二酸二辛脂 丁二酸二异癸 酯 壬二酸二辛脂 己二酸二异癸 酯 癸二酸二辛脂
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⑤ 绝缘性 • 纯PVC树脂和PVC硬制品体积电阻率很高，加入增塑 剂会降低电阻率。不同的增塑剂以及同一增塑剂但 浓度不同时对降低电阻率有不同的影响。 ⑥ 难燃性 • 增塑剂的难燃性与其挥发性，化学结构和分解产物 有关，增塑剂的挥发性大和分解产物易燃的不能用 作难燃剂。磷酸酯、含氯和含芳基结构的化合物阻 燃性较好。
• 苯二甲酸酯 • 苯二甲酸酯主要分为邻苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯 和对苯二甲酸酯。其中邻苯二甲酸酯具有最理想的 工作特性，与聚氯乙烯的相容性好，增塑效率高， 生产工艺简单，原料来源广泛
塑料加工助剂及配方复习题01
内润滑剂与外润滑剂；为了降低聚合物分子之间的摩擦(内摩擦)，需加入与聚合物有一定相容性的润滑剂，称之为内润滑剂。外润滑剂：一种是在高分子材料成型加工时，将润滑剂涂布在加工设备的表面上，让其在加工温度下熔化，并在金属表面形成一“薄膜层”，将塑料熔体与加工设备隔离开来，不致粘附在设备上，易于脱膜或离辊；另一种是将与聚合物相容性很小，在加工过程中很容易从聚合物内部迁移到表面上，从而形成隔离层的物质，在加工前配料时加入，使其分散到塑料中，而在加工过程中迁移到表面，起到润滑作用。
6，PVC树脂受热降解放出HCl是一个十分复杂的过程，一般有以下三种机理①自由基反应机理；②离子机理；③单分子机理。
7，品种有三大类：即无机阻燃剂，卤素阻燃剂，磷系阻燃剂，约45种。
8，维持燃烧的三要素：可燃物，氧，热。聚合物的燃烧性可用燃烧速度和氧指数。
9， 关于润滑剂的作用机理比较为人们接受的是塑化机理、界面润滑和涂布隔离机理
2、胺类和酚类抗氧剂有何优缺点？酚类具有极好的不变色和不污染性。由于分子量小，挥发性和抽出性较大，影响了抗老化能力。胺类抗氧剂抗氧化效果好，
最大的缺点是具有变色性和污染性，会使聚合物变色，限制了它的应用范围。
3、无卤无机阻燃剂有哪些品种？氢氧化铝，氢氧化镁 ，三氧化二锑 ，硼化合物主要是硼酸锌和硼酸钡，磷系阻燃剂主要有：赤磷(单质)，磷酸盐，磷酰胺，磷氮基化合物。
7.4.3 挤塑仪试验：一、混炼型塑化仪
使用混炼型塑化仪试验时，其抗混炼力矩值随时间的变化而变化。硬脂酸铅用量和PVC凝胶化时间的关系如下图所示。由图中可以看出，随着润滑剂添加量的增加抗混炼力矩的最大值相应降低，当硬脂酸铅的添加量增加到1.5~2.0%时，由于润滑性过度塑化物不能包辊，到达屈服点的时间推后，塑化物凝胶化不完全。
塑料助剂种类和比例
塑料助剂种类和比例塑料助剂是为了改善塑料加工性能、提高使用效能和降低成本而添加的一类化合物。
根据不同的塑料品种、加工方法和使用条件，所需助剂的种类和比例也有所不同。
以下是塑料助剂的主要种类及比例：1. 稳定剂：稳定剂主要用于延缓和阻止塑料制品在加工、贮存和使用过程中因光、热、氧作用而发生的老化现象。
主要包括热稳定剂、抗氧剂和光稳定剂。
2. 增塑剂：增塑剂能增加塑料的柔软性、延伸性、可塑性，降低塑料流动温度和硬度，有利于塑料制品的成型。
常用的增塑剂有苯二甲酸酯类、癸二酸酯类、氯化石蜡及樟脑等。
其中，樟脑是最常见的增塑剂。
3. 填料：填料主要用于提高塑料制品的强度、硬度、耐磨性等性能。
常用的填料有碳酸钙、硅藻土、滑石粉等。
填料的比例通常为塑料原料的5%-30%。
4. 润滑剂：润滑剂主要用于降低塑料制品在加工过程中的摩擦系数，减少能耗和延长模具寿命。
常用的润滑剂有硬脂酸、石蜡等。
润滑剂的比例通常为塑料原料的0.1%-5%。
5. 着色剂：着色剂主要用于改变塑料制品的颜色，提高产品的外观质量。
常用的着色剂有炭黑、颜料等。
着色剂的比例通常为塑料原料的0.1%-1%。
6. 抗静电剂：抗静电剂主要用于提高塑料制品的抗静电性能，减少静电积累和消除。
常用的抗静电剂有磷酸酯类、硅油等。
抗静电剂的比例通常为塑料原料的0.1%-5%。
7. 阻燃剂：阻燃剂主要用于提高塑料制品的阻燃性能。
常用的阻燃剂有磷酸酯类、卤素化合物等。
阻燃剂的比例通常为塑料原料的5%-30%。
需要注意的是，以上助剂的比例仅供参考，实际应用中需根据塑料品种、加工方法和使用条件进行调整。
同时，为确保塑料制品的安全性和环保性，选用助剂时应遵循相关法规和标准。
助剂知识
增塑剂的作用机理：①.润滑理论润滑理论认为，树脂能够抵抗形变（刚性）是因为分子间有磨擦力。
增塑剂能起润滑剂作用，促进大分子间或者分子链间的运动。
增塑剂仅仅降低分子间的作用力，因此只能引起部分增塑。
②.凝胶理论凝胶理论认为，聚合物抗形变由于内部存在着三维蜂窝状结构或者凝胶所致。
这种凝胶是由于在聚合物分子链间或多或少发生粘着而形成的。
由于分子吸咐点常集中在一块，因此软质塑料或者硬质塑料中的蜂窝是很小的。
这种蜂窝弹性极小，很难通过物体内部的移动使其变形。
增塑剂进入树脂中，沿高分子链产生许多吸咐点，通过新的吸咐而松弛破坏原来的吸引力，并替代了聚合物分子内的引力中心，使分子容易移动。
③.溶剂化理论基于胶体化学。
增塑剂的溶剂化和溶胀能力取决于3种分子间作用力。
增塑剂/增塑剂，增塑剂/聚合物，聚合物/聚合物之间的力。
增塑剂应该是小分子，对聚合物分子应该有一定的吸引力，而该力要小于聚合物/聚合物之间的作用力。
增塑剂/增塑剂间的力越低，越能发挥增塑剂的效能。
增塑剂也不应该太小，否则容易挥发。
④.极性理论极性理论认为，在增塑剂分子﹑聚合物分子和增塑剂/聚合物分子之间必须很好的平衡，以确保凝胶是稳定的。
因此增塑剂必须是含有一个或者多个与特定聚合物极性相匹配的极性或者非极性基团。
即以上提出的聚合物的结晶度。
增塑剂的作用2、热稳定剂如果不加说明，热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的稳定剂。
聚氯乙烯及氯乙烯共聚物属热敏性树脂，它们在受热加工时极易释放氯化氢，进而引发热老化降解反应。
热稳定剂一般通过吸收氯化氢，取代活泼氯和双键加成等方式达到热稳定化的目的。
工业上广泛应用的热稳定剂品种大致包括盐基性铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类等主稳定剂和环氧化合物类、亚磷酸酯类、多元醇类、个二酮类等有机辅助稳定剂。
由主稳定剂、辅助稳定剂与其他助剂配合而成的复合稳定剂品种，在热稳定剂市场具有举足轻重的地位。
热稳定剂的作用机理：①、捕捉游离HCl小分子，抑制并消除它的自动催化作用；②、限制双键共轭体系的形成，减少色变；③、置换聚氯乙烯分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子，改变了主链的分子结构，抑制脱氯化氢；④、捕捉自由基，阻止氧化反应。
增塑剂含增塑方法及作用机理[专业材料]
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专业知识
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② 氢键:在很多化合物中,氢原子可同时和两个 电负性很大而原子半径很小的原子(F，O，N) 相结合，这种结合叫氢键。含有—OH,-NH—的聚合物，如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维 素、能在分子间或分子内形成氢键。
氢键是一种比较强的分子间作用力、它会
防碍增塑剂分子的插入，特别是氢键链数目 较多的聚合物分子很难增塑。
Ghersa认为分子通过“搭桥”作用，使聚合物 分子链之间能够发生有效的分子间力的传递， 从而增加了分子间的作用。
专业知识
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利用反增塑：如将一些富有极性基和环状结构 的化合物(如氯化联苯,硝化联苯)作为聚碳酸酯 的反增塑剂，用以降低其伸长率，提高抗张强 度等。
克服反增塑：方法是对增塑效果差的增塑剂， 不妨加入量大些，而增塑效果好，由于添加量 小，就可变反增塑为正增塑，所以量不必大。
常用的二元酸：己二酸；癸二酸；苯二甲酸。
二元醇：1，3丙二醇；1，3或1，4丁二醇，乙二 醇，一缩乙二醇，一缩丙二醇等
聚酯端基材料：月桂酸，辛酸，丁醇，2－乙基己醇。
聚酯增塑剂中己二酸聚酯品种最多，而以己二醇， 丙三醇类与己二酸作用制得的聚酯最为重要。
专业知识
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聚酯增塑剂特点：大多为黄色透明粘稠液 体或半固体状物，由于分子量大，所以挥发 性能低，迁移性小，耐油和耐肥皂水抽出， 是性能很好的耐热性，耐久性增塑剂。由于 与聚合物相容性差，粘度大，塑化效率差， 故加工性能和低温性不够好，限制了更广泛 的应用。
专业知识
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2.1.3 增塑剂的作用机理
在聚合物---增塑剂体系中存在下列三种相互作用：
(1)聚合物---聚合物
作用力： 小(非极性物质) 增塑剂易插入。
塑料成型添加剂
塑料成型添加剂塑料成型加工添加剂一大类助剂，包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂(见颜料)、填充剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂等。
其中着色剂、增白剂和填充剂不是塑料专用化学品，而是泛用的配合材料。
塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的。
20世纪60年代以后，由于石油化工的兴起，塑料工业发展甚快，塑料助剂已成为重要的化工行业。
根据各国塑料品种构成和塑料用途上的差异，塑料助剂消费量约为塑料产量的8％～10％。
目前，增塑剂、阻燃剂和填充剂是用量最大的塑料助剂。
增塑剂一类可以在一定程度上与聚合物混溶的低挥发性有机物，它们能够降低聚合物熔体的粘度以及产物的玻璃化温度和弹性模量。
其作用机理是基于增塑剂分子对聚合物分子链间引力的削弱。
增塑剂是最早使用的塑料助剂。
19世纪下半叶，就曾采用樟脑和邻苯二甲酸酯作硝酸纤维素的增塑剂。
1935年聚氯乙烯工业化后，增塑剂得到广泛应用。
目前，约80％用于聚氯乙烯和氯乙烯共聚物，其余用于纤维素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、天然和合成橡胶。
软质聚氯乙烯平均外加45％～50％(质量，下同)增塑剂。
由于不需或仅少量添加增塑剂的硬质聚氯乙烯的迅速发展，增塑剂在许多工业发达国家的增长率已低于聚氯乙烯。
中国聚氯乙烯软质制品仍占很大比例，故增塑剂仍将有较快的发展。
邻苯二甲酸酯类是增塑剂的主体，其产量约占增塑剂总产量的80％左右，其中邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)是最重要的品种。
生产规模较小的增塑剂有：己二酸和癸二酸的酯类（具有良好耐寒性），磷酸酯类（具有阻燃作用），环氧油和环氧酯类(与热稳定剂有协同作用)，偏苯三酸酯和季戊四醇酯（耐热性较好），氯化石蜡(辅助增塑剂和阻燃增塑剂)，烷基磺酸苯酯（辅助增塑剂）。
热稳定剂主要功能是防止加工时的热降解，也有防止制品在长期使用过程中老化的作用。
用量较大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的热稳定剂。
热稳定剂在软质制品中的用量为2％左右，而在硬质制品中为3％～5％。
增塑料剂与稳定剂
增塑剂还可改善塑料的柔韧性、 耐冲击性和耐寒性，使其适应 不同环境和使用条件。
稳定剂在塑料工业中的应用
稳定剂主要用于抑制塑料在加工 和储存过程中的氧化、变色和降 解，提高其稳定性和使用寿命。
稳定剂可吸收和中和塑料中的自 由基，抑制氧化反应的进行，同 时可抑制光、热、氧等环境因素
对塑料的降解作用。
稳定剂还可改善塑料的加工性能， 防止在高温加工过程中出现粘流 和变色现象，提高产品质量和延
增塑剂与稳定剂的发展趋势
增塑剂的发展趋势
环保化
随着环保意识的提高，增塑剂行业正朝着环保化方向发展，研发 和生产低毒、低污染、可生物降解的增塑剂成为主流。
高性能化
为了满足高端领域的需求，增塑剂行业正致力于开发高性能的增塑 剂，如高分子量、高玻璃化温度、高稳定性等。
专用化
针对不同塑料制品和加工工艺的需求，增塑剂行业正朝着专用化的 方向发展，以满足不同领域和市场的需求。
加强研发和创新
未来，增塑剂与稳定剂的发展需要不断加强研发和创新，开发出更加环保、高效、低毒的 新型添加剂，以满足市场的不断变化和人们对于环保、健康的要求。
提高产品质量和安全性
在增塑剂与稳定剂的生产和使用过程中，需要加强质量管理和安全监管，确保产品的质量 和安全性符合相关标准和规定。
加强国际合作和交流
塑剂与稳定剂也是未来的一个重要方向。
ห้องสมุดไป่ตู้
05
结论
增塑剂与稳定剂的重要性和作用
01 02
增塑剂
增塑剂是塑料加工中常用的添加剂，其主要作用是通过削弱聚合物分子 间的相互作用，增加塑料的柔韧性、延展性和可塑性，使塑料更易于加 工和成型。
稳定剂
稳定剂主要用于防止塑料在加工和使用过程中受到光、热、氧等因素的 影响而发生降解，从而提高塑料的耐久性和稳定性。
光稳定剂的结构特点
光稳定剂的结构特点
光稳定剂的结构特点主要体现在以下几个方面：
1. 分子结构中通常包含苯环、氮原子等关键元素。
这些元素对光稳定剂的性能起着至关重要的作用。
2. 光稳定剂的分子结构中还可能包含其他基团，如羟基、氯原子等，这些基团也对其功能有重要影响。
3. 光稳定剂的作用机理因自身结构和品种的不同而有差异。
一些光稳定剂通过猝灭反应抑制聚合物的光氧化和光降解，而另一些则通过抑制聚合物中产生的自由基来达到光稳定的目的。
4. 光稳定剂按作用机理可分为光屏蔽剂和紫外线吸收剂。
光屏蔽剂能够遮蔽或反射紫外线，使光不能透入高分子内部，从而起到保护高分子的作用。
而紫外线吸收剂能有效地吸收特定波长的紫外线，同时具有良好的热稳定性和光稳定性。
总的来说，光稳定剂的结构特点是多方面的，包括苯环、氮原子、其他基团以及作用机理等，这些因素共同决定了光稳定剂的性能和效果。
高分子助剂复习答案 (2)
一、增塑剂1、什么是增塑剂? 主增塑剂与辅增塑剂有什么本质区别? 内增塑剂与外增塑剂的本质区别。
答：定义：对热和化学试剂稳定的有机化合物。
并能在一定范围内与聚合物相容，沸点较高，不易挥发的液体或低熔点的固体，使聚合物的可塑性、柔韧性增加的物质。
主增塑剂：它与被增塑物相容性良好，质量相容比几乎可达1:1，可单独使用。
它不仅能够插入到极性树脂的非结晶区域，而且可以插入到有规律的结晶区域，又称溶剂型增塑剂。
如邻苯二甲酸酯类、磷酸酯等辅增塑剂：它与被增塑物相容性良好，质量相容比几乎可达1:3，一般不可单独使用。
需要适当的主增塑剂配合使用，其分子只能插入聚合物非结晶区域，也称为非溶剂型增塑剂。
如脂肪族二元酸酯类、多元醇酯类、脂肪酸单脂类、环氧脂类内增塑剂：是在聚合的过程中加入第二单体进行共聚，对聚合进行改性。
外增塑剂：一般为低分子量的聚合物或化合物，将其添加到需要增塑的聚合物中，可增加聚合物的塑性两者的区别：内增塑剂是在聚合物聚合过程中添加的，相当于高分子链的一部分，不随时间的变长而迁移出来，外增塑剂是在聚合物成型加工的过程中添加的，随着时间的增长可能会迁移出来2、增塑剂的三种主要增塑机理，各有什么优缺点。
答：润滑理论：增塑剂在高分子材料中的作用就像油在两个移动的物体间起到的润滑剂作用一样，能促进在加工时高分子的大分子链之间的相互移动。
小分子的增塑剂在加入之后，小分子包围大分子链，小分子容易运动，带动了大分子相对运动，减少大分子内部的抗形变，克服了大分子之间直接的相互滑动磨擦和范德华力所产生的粘附力。
这一理论能解释增塑剂的加入使聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型加工，以及聚合物性质不会明显改变的原因。
凝胶理论：聚合物的增塑过程是使组成聚合的大分子力图分开，而大分子之间的吸引力又尽量使其聚集在一起的过程。
这种“时集时开”形成一种动态平衡。
在一定温度和浓度下，聚合物大分子间的“时开时集”造成分子间存在若干物理“连接点”，增塑剂的作用就是有选择地在这些“连接点”处使聚合物溶剂化，拆散或隔断物理“连接点”，并把使大分子链聚集在一起的作用力中心遮蔽起来，导致大分子间的分开。
增塑剂的分类
（2）塑化作用
增塑剂的分子插入聚合物分子链之间时，聚合物 分子链间的作用削弱，间隔也增大。从而妨碍了 聚合物分子链的接近，其微小热运动变得容易， 于是就成了柔弱的塑料了。
一般增塑剂分子内部都必须含有能与极性聚合物 （如PVC,硝酸纤维素、聚醋酸乙烯酯、 ABS等） 相互作用的极性部分（如酯型结构）和不与聚合 物作用的非极性部分。常用的增塑剂分为邻苯二 酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯等等
助剂与聚合物配伍性的另一个重要问题 是在稳定性方面的互相影响。如有些聚 合物的分解产物带有酸碱性，会使一些 助剂分解；也有一些助剂会加速聚合物 的降解。
（这2）是助选剂择的助耐剂久时性必须考虑的问题。 助剂的损失主要有三条途径： 挥发、 抽出、 迁移。
（3）助剂的加工适应性
某些聚合物的加工条件比较苛刻，如加工 温度高、时间长等，因此必须考虑助剂能 否适应。
本品是塑料加工中使用最广泛的增塑剂之一。增 塑效率高，挥发性小，耐紫外光，耐水抽出，迁 移性小，而且耐寒性、柔软性和电性能等也良好 ，是一类比较理想的增塑剂。本品广泛用于聚氯 乙烯、氯乙烯共聚物、纤维素树脂的加工、制造 薄膜、人造革、电线和电缆包皮、片材、板材、 模塑品、增塑糊等。用于硝酸纤维素漆，可提高 漆膜的弹性和抗张强度。本品也可作为合成橡胶 如丁腈橡胶的软花剂，能够改善制品的回弹性， 降低压缩永久变形，而且对胶料的硫化无影响。
4合成材料助剂
4.1概述
4.1.1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，用以 改善生产工艺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。ຫໍສະໝຸດ 4.1.2合成材料助剂的分类：
助剂工艺及化学复习题
2024/10/13
26
助剂化学及工艺学
2.4 增塑剂结构与性能的关系
2、与耐抽出性的关系
耐抽出性包括耐油性、耐溶剂型、耐水和耐肥皂水性等。在 增塑剂分子结构中，其烷基相对比例大的，耐水性、耐肥皂 水性好，而耐油性、耐溶剂性差，相反，苯基、酯基多的极 性增塑剂和烷基支链的增塑剂耐油性和耐溶剂型优良，而耐 水性和耐肥皂水性较差。
通常是沸点高、难挥发的液体或低熔固体。
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助剂化学及工艺学
2.1 增塑剂的定义、性能要求及分类
增塑剂的分类
知识点1
按与被增 塑物的相 容性分类
主增 塑剂
主增塑剂与被增塑物的相容性好，重 量相容比几乎可达1：1。可单独使用 。如邻苯二甲酸酯类，磷酸酯类，烷 基磺酸苯酯类等。
辅助 增塑剂
相互之间的稳定性，否则就会析出（喷霜或渗出）或无机填料沉淀，致 使助剂功能难显。当然也有一些助剂利用有限相容性而发挥作用。如润 滑剂、表面活性剂类抗静电剂等。
助剂对加工条件的适应性 加工条件对助剂的要求，最主要是耐热性，即要求助剂在加工温
度下不分解、不易挥发和升华。对加工设备和模具不产生腐蚀作用。
助剂对制品用途的适应性
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助剂化学及工艺学
2.3 增塑剂化学与工艺
6. 含氯化合物
增量剂
主要为氯化石蜡、氯烃-50、五氯硬脂酸甲酯等。
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助剂化学及工艺学
2.3 增塑剂化学与工艺
8. 石油酯 石油酯也称为烷基磺酸苯酯，结构式为
树脂中的添加剂和改性剂的选择和作用机理
树脂中的添加剂和改性剂的选择和作用机理树脂是一种常见的高分子化合物，广泛应用于电子、建筑、医药等领域。
在树脂的制备和应用中，添加剂和改性剂的选择和作用机理尤为重要。
一、添加剂的种类和作用添加剂是指添加到树脂中，用于改善树脂物理、化学和应用特性的化合物。
常见的添加剂有增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、防火剂等。
1.增塑剂：是一类常用的添加剂，可以改善树脂的柔韧性和可加工性。
增塑剂与树脂相容性良好，可以使树脂的刚性降低，增加它的柔韧性，从而提高树脂在加工过程中的可塑性和延展性。
2.稳定剂：是防止树脂在加工和储存过程中出现分解和氧化的化合物。
稳定剂可以降低树脂的分解反应速率，延长树脂的使用寿命。
3.抗氧化剂：是一类常用的添加剂，可以防止树脂在加工和使用过程中遭受氧化反应。
氧化反应会导致树脂的性能退化，使用寿命降低。
4.光稳定剂：是一种能够抵御日光、紫外线及其他光源的辐射，防止其对树脂产生负面影响的添加剂。
光稳定剂可以提高树脂的耐候性和使用寿命。
5.防火剂：是一种能够增加树脂阻燃性能的添加剂。
防火剂可以防止树脂在火灾事故中燃烧而产生的有毒气体。
二、改性剂的种类和作用改性剂是指向树脂中添加具有改变树脂性能的化合物。
常见的改性剂有增韧剂、增强剂、填充剂等。
1.增韧剂：通过增加树脂中的断裂韧性来改善其抗冲击性能，降低断裂概率。
增韧剂可以使树脂变得更加韧性和适用于高冲击负荷。
2.增强剂：通过增加树脂的强度和硬度来增强其机械性能和耐磨性。
增强剂可以使树脂的强度和硬度提高，使其抵抗外界力量的能力更加强大。
3.填充剂：用于改善树脂的性质。
填充剂可以降低树脂的收缩率、改善流动性、改善热稳定性及耐磨性。
三、添加剂和改性剂的选择树脂的添加剂和改性剂的选择应根据具体应用需求来进行。
不同的添加剂和改性剂有着不同的选择范围和优点。
1.对于增塑剂，应考虑材料的类型、使用温度范围等因素来选择合适的增塑剂。
常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类等。
塑料助剂功能及分类
塑料助剂功能及分类塑料助剂是指那些为改善它的加工特性和使用性能而分布于聚合物中，对聚合物分子结构又无明显影响的物质。
因此合成聚合物时所用的那些助剂不包括在塑料助剂之内。
影响塑料制品质量的三大要素是树脂、助剂、加工。
可见助剂在塑料工业中占有重要地位。
应该重视塑料助剂的发展，因为它是一种精细化工产品，只要在塑料中添加少量即能起很大作用，而助剂品种的多少和质量的优劣直接与塑料制品的应用密切有关。
如果没有各类热稳定剂，聚氯乙烯就成为不可加工的树脂而失去实用价值，没有增塑剂就不存在软质聚氯乙烯制品，不加光稳定剂和抗氧剂则聚丙烯和聚乙烯在室外的使用寿命大为缩短；没有阻燃剂塑料就不能广泛地应用于房屋建筑、汽车、飞机、船舶等领域；没有玻璃纤维等增强剂就不存在玻璃钢等增强塑料；不加颜料或染料之类的着色剂就住所有的塑料制品只呈单调的本色。
由此可见，助剂在一定程度上决定了塑料应用的可能性及其使用范围。
在为数众多的塑料助剂中如何恰当地选用，这要取决于理论指导和经验积累的结果。
人们首先考虑的是这种助剂对改善性能所起的效果大小及其卫生性。
助剂效果大小又与它同树脂的相溶性和挥发性有关。
如果助剂与树脂的相溶性好，助剂的分布就均匀，两种分子间可能存在一定的作用力，助剂分子就难以向塑料表面迁移，因此所起的作用就可持久。
对液状助剂和增塑剂则希望是高沸点的，这样才不会在该种塑料加工温度下大量挥发，容易保持增塑作用。
塑料制品总要与人接触，特别是那些食品包装用材对人的健康更有密切关系，因此必须要符合卫生要求。
各类铅盐对聚氯乙烯是高效的热稳定剂，但是无论在加工操作时还是制成聚氯乙烯塑料制品后的缓慢迁出都对所接触的人体有害，所以逐渐为其它无毒或低毒的钡、锌盐类所代替。
有时塑料中需加几种助剂，而助剂之间存在"协同"或"对抗"作用的现象应子注意。
所谓"协同作用"是指两种助剂配合使用后比单独用时的效果大，而'对抗作用"恰为相反。
增塑剂稳定剂原理
增塑剂的作用机理增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链间的应力,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，也就是对抗塑化作用的主要因素聚合物分子链间的应力和聚合物的分子链的结晶度，而他们则取决于聚合物的化学结构和物理结构。
聚合物的分子间力：当把增塑剂加入到聚合物中，增塑剂分子相互之间、增塑给予聚合物分子相互之间的相互作用力是很重要。
除非所有这些相互作用(增塑剂与增塑剂之间、增塑剂与聚合物之间、聚和物与聚合物之间)都是同样大小时，才可能没有增塑作用和反增塑作用。
1.范德华力范德华力是物质的聚集态中分子与分子间存在着的一种较弱的引力。
范德华力包括色散力、诱导力和取向力。
范德华力的作用范围只有几个埃。
(1) 色散力色散力存在于所有极性或非极性分子之间，是由于微小的瞬时偶极的相互作用使挨近的偶极处于异极相邻状态而产生的一种引力。
但是只有在非极性体系中，如苯、聚乙烯或聚苯乙烯中，色散力才占较主要的成分。
(2) 诱导力当一个具有固定偶极的分子在相邻的一个非极性分子中诱导出一个诱导偶极使，诱导偶极和固有偶极之间的引力叫做诱导力。
芳香族化合物因为π电子能高度极化所以影响特别强，如低分子量的酯与聚苯乙烯之间或苯与聚醋酸乙烯之间主要是诱导力。
(3) 取向力当极性分子相互靠近时，由于固有偶极的取向而引起分子间的一种作用力叫做取向力。
如酯类增塑剂与PVC 或与硝酸纤维素的相互作用就是代表性的例子。
2. 氢键含有—OH基或—NH—基团的分子，如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素等，在分子间、有时在分子内部都能形成氢键。
氢键是一个比较强的相互作用键，它们妨碍增塑剂分子插入聚合物分子间，如果氢键沿聚合物分子链分布越密相应的对抗增塑剂插入的作用也越强。
因此要求增塑剂与聚合物分子也能产生类似的强的作用。
另一方面随着温度的升高，分子间的吸引作用由于氢键的减少而显著削弱，这是因为分子的热运动妨碍了聚合物分子的取向。
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2．紫外线吸收剂 这是目前应用最广的一类光稳定剂，它 能强烈地、选择性地吸收高能量的紫外光， 并以能量转换形式，将吸收的能量以热能 或无害的低能辐射释放出来或耗掉，从而 防止聚合物中的发色团吸收紫外线能量随 之发生激发。具有这种作用的物质称为紫 外线吸收剂。
紫外线吸收剂所包括的化合物类型比较广 泛，但工业上应用最多的当属二苯甲酮类、 水杨酸酚类和苯并三唑类等。 紫外线吸收剂的应用为塑料的光稳定化 设臵了第二道防线。
3. 猝灭剂 又称减活剂或消光剂，或称激发态猝灭 能、能量猝灭剂。
这类稳定剂本身对紫外光的吸收能力很低 (只有二苯甲酮类的 1/l0~1/20)，在稳定过程 中不发生较大的化学变化，但它能转移聚 合物分子因吸收紫外线后所产生的激发态 能，从而防止了聚合物因吸收紫外线而产 生的游离基。 这是光稳定化的第三道防线。
增塑剂的种类
• 1．邻苯二甲酸酯类
• 邻苯二田酸酣类是目前最广泛使用的主增 塑剂，品种多、产量高，井具有色泽浅、 毒性低、电性能好、挥发件小、气味少、 耐低温性一般等特点。 • 其中最常用的是邻苯二甲酸二辛酯和邻苯 二甲酸二异辛酯两种。
2. 脂肪酸酯类
• 分子式C3H5O3（COR）3
• 脂肪酸酯类的低温性能很好，但与聚氯乙 烯的相溶性较差故只能用作耐寒的副增塑 剂与邻苯二甲酸酯类并用。最常用的品种 是己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。
3．磷酸酯类
• 磷酸酯与聚氯乙烯等树脂有良好的相溶性， 透明性也好，但有毒性。它们既是增塑剂， 又是阻燃剂。芳香族磷酸醋的低温性能很 差，而脂肪族磷酸酯的低温性能较好，但 热稳定性较差，耐久性不如芳香族磷酸酯。 其主要品种有磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯。
4．环氧酯类
• 环氧增塑剂是近年来应用很广的助剂，它 既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯 化氢，又能与聚氯乙烯树脂相溶，所以它 既是增塑剂又是稳定剂。主要用作耐候性 高的聚氯乙烯制品的副增塑刑。其于要品 种有环氧大豆油、环氧脂肪酸辛酯等。
4．自由基捕获剂 自由基捕获剂是近 20 年来新开发的一 类具有空间位阻效应的哌啶衍生物类光 稳定剂，简称为受阻胺类光稳定剂 (HALS) .
• 此类化合物几乎不吸收紫外线，但通过 捕获自由基、分解过氧化物、传递激发 态能量等多种途径，赋于聚合物以高度 的稳定性。
光屏蔽剂、紫外线吸收剂和猝灭剂所构成 的光稳定过程都是从阻止光引发的角度赋 予聚合物光稳定性功能，而自由基捕获剂 作为第四道防线则是以清除自由基，切断 自动氧化广泛使用的含氯增塑剂是氯化石蜡。 氯化石蜡价格低、电性能优良、具有难燃 性，但相溶性较差，热稳定性也差，仅用 作副增塑剂。
7．烷基磺酸醋类
• 这类增塑剂相溶性较好，可作主增塑剂用。 若与邻苯二甲酸酯类主增塑剂并用则效果 更好。它的机械性能、电性能、耐候 性良 好，但耐寒性较差。
5．聚酯类和偏苯三酸酯类
• 聚酯增塑剂一般塑化效率都很低、粘度大、加工 性和低温性都不好，但挥发性低、迁移性小、耐 油和耐肥皂水抽出，因此是很好的耐久性增塑剂。 通常需要与邻苯二甲酸酯类主增塑剂并用。聚酯 类多用于汽车、电线电缆、电冰箱等长期使用的 制品中。土要品种有已二酸、癸二酸等脂肪族二 元酸与一缩二乙二醇、丙二醇、丁二醇等二元醇 缩聚而成的低分子量聚酯。 偏苯三酸酯是一类性 能十分优良的增塑剂，兼有单体型增塑剂和聚合 型增塑剂两者的优点。挥发性低、迁移性小，耐 抽出和耐久性类似于聚酯增塑剂；而相溶性、加 上性和低温性又类似于邻苯二甲酸酯炎。
光稳定剂的作用机理
从光氧化降解机理可以看出，高分子材料的老 化，是由于综合因素作用而发生的复杂过程。为了 抑制这一过程的进行，添加光稳定剂是个简便而有 效的方法。聚合物的光稳定过程须从如下几个方面 进行： (1) 紫外线的屏蔽和吸收； (2) 氢过氧化物的非 自由基分解； (3)猝灭激发态分子； (4)钝化重金属离 子； (5)捕获自由基。其中 (1)~(4) 为阻止光引发， (5) 为切断链增长反应的措施。光稳定剂为抑制聚合物 光氧化降解，至少必须具备上述一种功能。
根据稳定机理的不同，光稳定剂大致分为 四类：光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、 自由基捕获剂 。
1. 光屏蔽剂 又称遮光剂，是一类能够吸收或反射紫 外光的物质。 它的存在像是在聚合物和光源之间设立 了一道屏障，使光在达到聚合物的表面时 就被吸收或反射，阻碍了紫外线深入聚合 物内部，从而有效地抑制了制品的老化。
这类稳定剂主要有炭黑、二氧化钛、氧化锌、 锌钡等。炭黑是吸附剂，而氧化锌和二氧化钛稳 定剂为白色颜料，可使光反射掉而呈现白色。其 中效力最大的是炭黑，在聚丙烯中加入 2% 的炭黑， 寿命可达30年以上。 在炭黑的结构中，具有苯醌结构及多核芳烃 结构，它们具有光屏蔽作用。由于含有苯酚基团， 故又具有抗氧化性，在橡胶中由于大量使用了炭 黑 ( 作补强剂 ) ，所以其光稳定性能比较好，没有 必要再加其他光稳定剂。
8．多元醇酯类
• 多元醇酯主要有双季戊四醇酯和乙二醇酪。 双季戊四醇酯的挥发性低、耐抽出性良好、 难于热分解和氧化、电绝缘性能又好，是 优良的耐热增塑刘，适用于高温电线绝缘 配方中，但价格昂贵。而乙二醇酯耐寒性 虽然很好，但色泽较深、挥发性较大。
9．其 它
• 樟脑，有特殊气味的结晶物，挥发性极强， 微溶于水，溶于大多数漆用溶剂。它是硝 酸纤维素和纤维素酯的优良增塑剂。