6聚合物研究方法-第六章

作用如内润滑剂 较低的加工温度 减少对金属表面的粘附 降低熔点的粘度 改善延展性 较低的薄膜成型温度 改善颜料和填料的润湿和分散
11
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
二、增塑剂的工艺功用
2、对产品型能的影响（10%以上）



增塑聚合物 降低弹性模量和断裂拉伸强度 提高延伸性和断裂伸长率 改进柔软性 改进可逆弯曲强度 改进韧性和冲击强度
凡能和树脂高度相容的增塑剂（增塑剂与树脂的值量比率达1:1 时仍能相容）称为主增塑剂。这类增塑剂不仅能进入树脂分子链 的无定形区，也能插入分子链的部分结晶区，因此它不会渗出而 形成液滴或液膜，也不会喷霜而形成表面结晶，这类增塑剂能够 单独使用。 如果相容性较差，只能和主增塑剂混合使用，这类增塑剂称为辅 助增塑剂或非溶剂型增塑剂。
33
第五章 添加剂的剖析
填料
二、填料的应用
34
第五章 添加剂的剖析
填料
二、填料的应用（续）
35
第五章 添加剂的剖析
填料
百度文库
三、填料的化学分析
（一）定性鉴别
形态和密度（一维、二维、三维）
组成（单质、简单化合物、复杂化合物）
（二）定量分析
灰化法（高温焙烧） 溶解法（溶解性、溶解沉淀法）
36
作业
1. 2. 3. 4.
17
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
抗氧剂机理
高分子材料的氧化：
加工、贮存和使用中的降解；自由基历程； 高分子材料的抗氧化：
阻滞降解过程
18
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
一、抗氧剂的分类
受阻酚类（主抗氧剂） 芳香二级胺类（主抗氧剂） 硫醚和硫醇（辅抗氧剂） 磷酸酯和亚膦酸酯类（辅抗氧剂）
主抗氧剂（自由基吸收剂）：与增长着的各种形式自由基结合并形 成非活性的产物，来阻止或延缓链式降解反应。
羟基苄基化合物（例：抗氧剂330）
21
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
一、抗氧剂的分类
受阻酚类（主抗氧剂）
羟基苯基丙酸酯类（例：抗氧剂1076）
22
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
一、抗氧剂的分类
芳香二级胺类（主抗氧剂）
4-羟基十二烷酸酰苯胺（HLS）
23
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
一、抗氧剂的分类
硫醚和硫醇（辅抗氧剂）
27
第五章 添加剂的剖析
填料
填料：
填料是指填塞在聚合物中，起到降低聚合物的单耗、降低 制品的成本、改进某些性能的有机或无机物质。
填料是用以改善复合材料性能（如硬度、刚度及冲击强度 等），并能降低成本的固体添加剂，包括颗粒状及纤维状 （增强材料）。
28
第五章 添加剂的剖析
填料
填料的作用机理
填料作为添加剂，主要是通过它占据体积发挥作用，由于填料的存 在，基体材料的分子链就不能再占据原来的全部空间，使得相连的 链段在某种程度上被固定化，并可能引起基体聚合物的取向。由于 填料的尺寸稳定性，在填充的聚合物中，聚合物界面区域内的分子 链运动受到限制，而使玻璃化温度上升，热变形温度提高，收缩率 降低，弹性模量、硬度、刚度、冲击强度提高。
例如：8:20的聚氯乙烯/乙酸乙烯共聚物，用苯二甲酸 酯或磷酸酯增塑后，制成的留声机片可代替古老的紫 胶唱片。
9
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
类别
酯类 脂肪族二元 酸酯类
优点
性能全面，价格便宜 耐寒性辅助增塑剂 主增塑剂，阻燃性，相容性 良好 光、热稳定性，常用作耐气 候性和耐寒性辅助稳定剂 辅助增塑剂，阻燃性，价格 低 耐久性好，不被抽出，不挥 发，耐迁移，无毒
缺点
邻苯二甲酸 常用主增塑剂，相容性好， 相容性较差，耐抽出、 耐迁移性能差，价格贵 耐寒性差 相容性差 相容性及热稳定性较差 相容性较差 相容性差
10
常用增塑 剂特点
磷酸酯类 环氧酯类 含氯增塑剂 聚酯类
脂肪酸酯类 辅助增塑剂，耐寒性，无毒
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
二、增塑剂的工艺功用
1、作为加工助剂
30
第五章 添加剂的剖析
填料
一、填料的分类
1、无机填料和有机填料 ①无机类填料--无机类填料主要以天然矿物为原料经过开采、 加工制成的颗粒状填料，少数填料是经过处理制成的。 a.氧化硅及硅酸盐。 b.碳酸盐及碳化物。 c.硫酸盐及硫化物。 d.钛酸盐。 e.氧化物及氢氧化物。 f.金属类。 ②有机类填料--有机类填料是由天然的动植物及人工合成的 有机材料（如再生纤维素、合成树脂等）制成的。
32
第五章 添加剂的剖析
填料
一、填料的分类
4、片状、纤维状、针状填料 ①鳞片状填料 是在两个方向上长度比第三个方向长得多的粒子， 具有鳞片形状。 ②晶须 是碳化硅、氮化硼、氧化铝、石墨或铍的金属氧化物制成 的微小纤维状单晶体。 5、玻璃粉与磨碎玻璃纤维填料 是由碎玻璃或玻璃纤维研磨而成，是热固性和热塑性基体的填料， 能赋予制品耐热性和低收缩性，并可改善机械性能。 6、复合型填料 利用不同填料的特性，通过特殊处理方法将两种或两种以上的填 料组合、改性后制成。
31
第五章 添加剂的剖析
填料
一、填料的分类
2、惰性填料及活性填料 ①惰性填料 是将天然矿石用湿磨研磨后烘干或干磨成粉直接使用。 ②活性填料 采用偶联剂表面处理使填料表面有被覆层或天然矿物经 过煅烧亦或兼有两种方法。 3、微球形（实心或空心）填料 微球形填料其主要特征是在任意方向上长度大致相等。 ①玻璃微珠 有实心微珠（沉珠）和空心微珠（漂珠）两种。 ②聚合物微珠 是有机化合物制成的高分子聚合物微珠。
辅助抗氧剂（过氧化物分解剂）：除去与高分子链结合形成的过氧 化物自由基和分解时所形成的过氧化氢等而阻滞降解过程。
19
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
一、抗氧剂的分类 受阻酚类（主抗氧剂）
烷基酚（例：BHT，抗氧剂264）
亚烷基二酚（例：双酚A）
20
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
一、抗氧剂的分类
受阻酚类（主抗氧剂）
功能添加剂
3
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
增塑剂： 改善高分子材料的柔性、延伸性和加工性的添加剂
凡能和树脂均匀混合，混合时不发生化学变化， 但能降低物料的玻璃化温度和塑料成型加工时的熔 体黏度，且本身保持不变，或虽起化学变化但能长 期保留在高分子材料中并能改变树脂的某些物理性 质，具有这些性能的液体有机化合物或低熔点的固 体，均称为增塑剂。
5. 6. 7.
酸值、皂化值、羟值、碘值、环氧值、羰值 的定义 Wijs法和Kaufmann法测碘值的机理 羟值的计算公式，解释酸值的影响 靛酚试验检验苯乙烯的方法，苯酚是否会影 响，为什么？ 如何区别苯酚树脂和甲酚树脂 增塑剂的定义和分类 填料的作用机理
37
38
29
第五章 添加剂的剖析
填料
填料的作用
① 降低成型制件的收缩率，提高制品的尺寸稳定性、表面光洁度、
平滑性以及平光性或无光性等；
② 树脂粘度有效的调节剂； ③ 可满足不同性能要求，提高耐磨性、改善导电性及导热性等，大 多数填料能提高材料冲击强度及压缩强度，但不能提高拉伸强度； ④ 可提高颜料的着色效果； ⑤ 某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性； ⑥ 有增容作用，可降低成本，提高产品在市场上的竞争能力。
硫代二丙酸十二烷醇酯（DLTP）
24
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
一、抗氧剂的分类
磷酸酯和亚膦酸酯类（辅抗氧剂）
三（2,4-叔丁基苯基）磷酸酯（TBP）
25
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
二、抗氧剂的应用范围 加工稳定剂、长效稳定剂、协效剂
PE、PP类（添加量一般为0.05%~0.25%）
PS类（添加量一般为0.1%~0.25%） 尼龙类（添加量一般为0.3%~0.7%）
高分子材料的化学分析
第六章 添加剂的剖析
1
第六章 添加剂的剖析
目录
增塑剂 抗氧剂
填料
添加剂对高分子材料的影响
添加剂的种类
2
第六章 添加剂的剖析
添加剂
添加剂是指被物理地分散在聚合物母体中，而不 明显影响聚合物分子结构的物质。
加工添加剂 加工稳定剂：聚氯乙稀稳定剂、金属钝化剂…… 加工助剂：润滑剂、脱模剂、触变剂…… 稳定化添加剂：抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂…… 改性剂：增塑剂、填料、颜料、偶联剂……
聚碳酸酯（添加量一般为0.05%~0.15%）
聚甲醛（添加量一般为0.1%~0.5%） 聚氨酯（添加量一般为0.05%）
橡胶（添加量一般为0.25%~5%）
26
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
三、抗氧剂的化学分析
（一）定性鉴别
酚类（有色偶氮染料试验、密隆试验）
对苯二胺（相关显色试验）
（二）定量分析
受阻酚类抗氧剂含量的可见光谱分析（偶合试验） PE中抗氧剂N,N’-二(-萘基)对苯二胺的测定（430 nm）
4
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
一、分类和应用范围
主增塑剂和辅助增塑剂
通用增塑剂与特殊增塑剂 极性增塑剂和非极性增塑剂 小分子增塑剂和高分子增塑剂
5
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
四大类重要增塑剂
邻苯二甲酸酯类
磷酸酯类
己二酸酯类
癸二酸酯类
6
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
主增塑剂与辅助增塑剂

12
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
二、增塑剂的工艺功用
2、对产品型能的影响（10%以上）



降低玻璃化转变温度 扩张聚合物在较低温度下的可应用型 改进对各种基料的粘合 提高或降低薄膜的封口性 改进润滑性能和减少摩擦 减少静电充电能力 改进表面光泽和外观
13
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
增塑方式
内增塑 化学方法 外增塑 物理方法
链结构不规则，内聚力较弱， 性能较全面，生产使用方便， 使用温度较窄，在聚合过程 应用范围广，但易迁移和挥发 中加入 而损失
14
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
三、增塑剂的化学分析
混合增塑剂的鉴别方法（分离、单一或混合物）
密度、折射率和沸点（精馏、数据对照） 酸值和皂化值（测定方法、理论和实验值） 元素分析（元素《－－－》增塑剂） 主要增塑剂的分析（邻苯二甲酸酯类、酚类、环氧类）
15
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
三、增塑剂的化学分析 主要增塑剂的分析
邻苯二甲酸酯类
定性分析：苯酚－－－》酚酞；间苯二酚－－－》荧光素 定量分析：注意其他添加剂的干扰
酚类
定性分析：吉布斯靛酚试验 环氧类
16
第五章 添加剂的剖析
抗氧剂
抗氧剂：
根据美国食品药物管理局（ＦＤＡ）的定义所谓抗氧剂是指“作 为延滞因氧化所引起的劣变、酸败、或变色的物质”。抗氧剂在食 品中的功能是要防止酸败、不良气味及油哈味形成 。 抗氧剂乃是指那些能够减缓高分子材料自动氧化反应速度的物质. 抗氧剂除了在塑料、橡胶中应用外,也广泛用于石油产品、油脂及 食品工业中,以防止燃料油、润滑油酸度和粘度上升及油脂、肉类 和饲料的酸败 。 所谓抗氧剂是指那些能延缓聚合物材料自动氧化反应速度的物质. 当前,抗氧剂的应用非常广泛,除了塑料、橡胶、涂料、胶黏剂行业 得到广泛应用外,在其他行业如食品工业也被广泛应用 。

7
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
通用增塑剂与特殊增塑剂

有些增塑剂具有广泛的适应性，但无特殊的功 能，这些增塑剂称为通用增塑剂。
有些增塑剂除具有一般的增塑功能外，尚具有 其他的特殊功能，这些增塑剂称为耐寒、耐燃、 耐久、耐热等特殊增塑剂。

8
第五章 添加剂的剖析
增塑剂
增塑剂和聚氯乙烯树脂

增塑剂和聚氯乙烯有着相互依赖、相互发展的紧密关 系。对聚氯乙烯工业的发展起了重大的促进作用。