塑料添加剂研究报告

润滑剂的选用原则
❖ 润滑效能高而持久 ❖ 与树脂的相容性大小适中，内部和外部润滑作用平衡，不喷
霜，不易造成结垢 ❖ 表面张力小，粘度小，在界面处扩展性好，易形成界面层 ❖ 不降低聚合物的力学强度、HDT、耐侯性、透明性和电性能，
不影响塑料的二次加工性能如印刷性、粘合性、电镀和焊接 性能 ❖ 本身的耐热性和化学稳定性优良，在高温加工中不分解、不 挥发，不与树脂或其它助剂发生有害反应 ❖ 不腐蚀设备，不污染制品，无毒
❖ 与树脂有良好的相容性 ❖ 增塑效率高，增塑速度快 ❖ 耐久性（挥发性低、迁移性小、耐抽出性高） ❖ 环境稳定性好（耐光、耐热、耐菌、耐化学药品和
阻燃性好） ❖ 无毒、无污染、无气味 ❖ 电绝缘性好 ❖ 价格低廉
润滑剂
❖ 在塑料的成型加工中，存在两种有害摩擦，即熔融时聚合物 分子之间的内摩擦和聚合物与加工机械表面的外摩擦。引起 熔体流动性降低，制件表面粗糙，形成流纹。
偶联剂
❖ 在改性塑料领域，无机填料是最便宜、性能特异和来源 广泛的增强剂和填充剂。但无机物与有机聚合物的结构 极不相同，必须利用偶联剂将无机物与有机物紧密结合。
❖ 偶联剂为两性结构的物质，其分子中部分基团与无机物 表面形成强固的化学键合；另一部分可亲和有机物，可 与有机分子反应或物理缠绕。
塑料添加剂
分类 选用原则 分类说明
（抗氧剂、光稳定剂、增塑剂、润滑剂、
着色剂、偶联剂、抗静电剂、成核剂）
现状
添加剂的分类
❖ 特性添加剂： 增塑剂、偶联剂、着色剂、阻燃剂、抗静电 剂、成核剂、冲击改性剂、填充剂、增强剂、 防雾剂、
❖ 稳定剂： 光稳定剂、抗氧剂、抗微生物剂
❖ 加工添加剂： 润滑剂、脱模剂、发泡剂
❖ 抗氧剂是一种可阻碍氧化进而阻碍聚合物老化的 化学助剂。
❖ 抗氧剂的作用机理：1、主抗氧剂干预氧化反应 过程中链的增长阶段；2、辅助抗氧剂可破坏导 致链引发反应及链分支反应的氢过氧化物基团。
抗氧剂的选用原则
❖ 抗氧效能高 ❖ 无毒，不刺激皮肤 ❖ 耐热性好，在加工温度下稳定 ❖ 挥发性和迁移性小，耐（水、油、溶剂等）抽出性高，防护性能
着色剂
❖ 加入塑料中改变其固有颜色的物质为着色剂。
❖ 分为染料和颜料两类，主要是溶解性不同。
❖ 染料应用于纺织纤维印染，着色性强，色泽鲜艳， 但耐热、耐光和耐溶剂性差，易形成串色和污染， 一般不能应用于塑料着色中。
❖ 颜料是不溶性的，为塑料的主要着色剂。按形状分 为粉末状着色剂、颗粒着色剂、润湿性着色剂、液 体着色剂、色母粒。
水和溶剂抽出 ❖ 对可见光的吸收低，不着色或变色 ❖ 热稳定性和化学稳定性好，加工时稳定，不影响聚
合物的加工性能
增塑剂
❖ 作用：削弱聚合物分子间的作用力，从而降低熔融 温度，减小熔体粘度，增加流动性，改善聚合物的 加工性能和柔韧性。
❖ 分类：
1、邻苯二甲酸酯类（占总量的70~80%）
2、脂肪族/芳香族单羧酸酯类
着色剂的选用原则
❖ 色彩美艳，着色力大 ❖ 分散性好，能够均匀地分散于塑料中而不凝集 ❖ 耐热性好，在高温成型时不变色，不分解，且能长期耐热 ❖ 光稳定性好，长期受日光照晒不褪色 ❖ 耐溶剂性和化学稳定性好，与溶剂或含有增塑剂的制品接触
而不会发生溶出而迁移、串色。并能耐酸碱，与其它助剂不 发生有害的化学反应 ❖ 对塑料的加工性和使用性能无影响 ❖ 无毒，无臭 ❖ 价格低廉
酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类） 3、第三道防线：猝灭剂（金属络合物） 4、第四道防线：自由基捕获剂（受阻胺或受阻哌啶）
O HO C
R
R'
二苯甲酮类
HO N
NFra Baidu bibliotek
N
or
苯并三唑类
HO N
N
N
各种塑料最易造成破坏的敏感波长
塑料
PE PP PVC PS 聚酯 氯乙烯-醋酸乙 烯共聚物
敏感波长,nm
❖ 润滑剂是提高润滑性、减小有害摩擦、降低界面黏附为目的 的助剂。脱模剂、防粘连剂、爽滑剂均属润滑剂范畴。
❖ 润滑剂的作用机理，可分为外部润滑机理和内部润滑机理 （与增塑剂的作用相似）。
❖ 常用润滑剂主要有以下几类：脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、 金属皂、烃类、有机硅化合物、其它（包括高级醇、复合润 滑剂等）。
塑料
敏感波长,nm
300
聚醋酸乙烯酯
280
310
POM
300~320
310
PC
295
318
PMMA
290~315
325 322~364
硝酸纤维素
醋酸丁酸纤维 素
310 295~298
光稳定剂的选用原则
❖ 能够有效消除或削弱紫外光对聚合物的破坏作用， 而对聚合物的其它性能没有影响
❖ 稳定剂本身具有优良的光稳定性，不被光能破坏 ❖ 与聚合物有良好的相容性，不挥发和水迁移，不被
3、脂肪族二羧酸酯类 4、磷酸酯类
5、聚酯或聚合物型增塑剂
6、特殊增塑剂
7、增量剂
作用机理：
❖ 热塑性塑料的线型分子链之间存在着相互作用力（范得华力和 氢键）。分子极性越大，作用力越强。
❖ 增塑剂的作用就是削弱聚合物分子间的作用力。一般认为增塑 剂插入到大分子之间，削弱分子间的作用力可能有三种方式：
持久 ❖ 与树脂相容性好，不喷霜 ❖ 污染性与着色性小 ❖ 与其它添加剂无化学反应 ❖ 不影响塑料的加工性能和其它性能 ❖ 价格低廉
光稳定剂
❖ 光稳定剂是一种能够干预光诱导降解物理化学过程 的化合物。
❖ 光稳定剂的作用机理：
1、第一道防线：光屏蔽剂（碳黑、TiO2、ZnO 等） 2、第二道防线：紫外线吸收剂（水杨酸酯类、二苯甲
➢ 隔离作用——增大大分子的距离，削弱作用力。主要用来解释 非极性增塑剂增塑非极性聚合物。
➢ 屏蔽作用——增塑剂的非极性部分遮蔽聚合物的极性基，使相 邻聚合物分子的极性基不发生作用。
➢ 偶合作用——增塑剂的极性基团与聚合物分子的极性基团偶合， 破坏原来聚合物分子间的极性联结，从而削弱其作用力。
增塑剂的选用原则
添加剂的选用原则:
❖ 添加剂与树脂的相容性 ❖ 添加剂的耐久性 ❖ 添加剂对加工条件及制品用途的适应性 ❖ 添加剂配合中的协同作用和对抗作用
抗氧剂
❖ 所有高分子材料都可以和氧发生反应，主要由热 和光（主要是紫外光）两个因素引起。
❖ 氧化的典型表现就是老化现象：1、影响表面；2、 机械性能的降低。