塑料助剂与配方(第一章)详解
塑料助剂与配方设计
塑料助剂与配方设计一、塑料助剂的种类和功能塑料助剂主要分为稳定剂、增塑剂、填充剂、色母粒等几大类。
1.稳定剂：主要功能是抑制或延缓塑料在高温、紫外线、氧化、冷热交变等环境下的降解过程，提高塑料的稳定性和耐候性。
常用的稳定剂有防老剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
2.增塑剂：主要功能是增加塑料的柔软性和延展性，提高塑料的可加工性和成型性。
常用的增塑剂有润滑剂、软化剂和延展剂等。
3.填充剂：主要功能是改善塑料的强度、硬度和耐磨性等机械性能。
常用的填充剂有纤维素、玻璃纤维、硅酸盐和氧化物等。
4.色母粒：主要功能是为塑料添加颜色，改善塑料的外观和装饰效果。
常用的色母粒有有机染料和无机颜料等。
二、配方设计的原则和步骤配方设计是根据塑料制品的目标性能要求和使用条件，选择合适的助剂种类和含量，合理地进行混合加工的过程。
其原则和步骤如下：1.原则：根据塑料制品的使用要求和生产成本的考虑，选择合适的助剂种类和含量。
同时要考虑助剂与塑料的相容性，避免助剂对塑料物理和化学性能的不良影响。
2.步骤：（1）确定塑料的性能要求和使用条件，包括强度、硬度、耐磨性、耐候性、可加工性等。
（2）选择适当种类的助剂，根据塑料的性质和使用要求进行搭配。
（3）确定各助剂的添加量，根据助剂的性质和塑料的种类，进行试验验证和经验积累。
（4）对助剂进行混合加工，通过热熔和混合等方法使助剂均匀分散到塑料基体中。
（5）进行试样制备和性能测试，根据测试结果进行调整和改进，最终确定最佳配方。
三、塑料助剂与配方设计的应用塑料助剂与配方设计广泛应用于日常生活和工业生产中的各类塑料制品，如塑料薄膜、塑料管材、塑料容器、电线电缆、汽车零部件等。
通过添加合适的助剂，可以改善塑料制品的机械性能、外观性能和使用寿命，满足不同领域和环境中的需求。
总结：塑料助剂与配方设计是塑料制品生产过程中的重要环节，通过选择合适的助剂种类和含量，可以改善塑料的物理和化学性质，提高产品的性能和降低生产成本。
2-4 塑料助剂
按作用和功能分
特性添加剂、 稳定剂
加工添加剂等。
高 分 子 材 料 加 工 基 础 3
（一）、特性添加剂
主要功能：赋予塑料制品某种特性，如物 理机械性能、柔韧性、阻燃性等。 主要包括：增塑剂、填充剂、增强剂、偶 联剂、着色剂、交联剂、阻燃剂、抗静电 剂、防霉剂、改性冲击剂和降解剂等。
高 分 子 材 料 加 工 基 础
高 分 子 材 料 加 工 基 础 20
11、发泡剂 能产生气体，使制品产生泡孔或空隙的物质 物理发泡剂： 压缩气体（N2、CO2） 主要用于PVC， 挥发液体（氯氟烃） 主要用于聚氨酯。
高 分 子 材 料 加 工 基 础 21
化学发泡剂:
在加工温度下迅速分解产生大量气体的固体 化合物。 多是肼的衍生物，其中最主要的是偶氮二甲 酰胺（AC），可用于PVC、PE、PS、PP、 ABS等。
（三）、加工添加剂
使塑料易于成型或提高成型效率的添加剂
主要包括脱模剂、润滑剂等
高 分 子 材 料 加 工 基 础
36
润滑剂：
能降低熔体粘度或熔体与加工设备之间摩擦
系数；
按功能可分为内润滑剂和外润滑剂。
内润滑剂通过降低聚合物分子间的摩擦，降
低成型加工中高聚物的熔体粘度并减少能量 消耗；
淬灭剂为二价镍络合物，多与二苯甲酮
类紫外线吸收剂共用于薄膜和纤维。
高 分 子 材 料 加 工 基 础
31
自由基捕获剂的主要功能是捕获活性自 由基，阻止链式反应的进行，并生成稳 定化合物。
主要有受阻胺型稳定剂。
高 分 子 材 料 加 工 基 础
32
《塑料助剂及配方》练习题及解答
《塑料助剂及配方》练习题一、名词解释1.阻燃机理之保护膜机理2.氧指数（OI）3.老化4.（阻燃剂作用之）吸热效应5.助发泡剂6.正增塑作用二、简答题1.影响PVC热降解的主要因素有哪些，并作详细分析。
2.硅烷偶联剂的使用方法有哪些，说明具体操作方法。
3.简要说明无机颜料的种类，并列举具体的品种。
4.简述三氧化二锑（Sb2O3）与有机卤化物协同作用下的阻燃机理。
5.增塑剂的主要作用是什么？聚合物中添加了增塑剂之后会使哪些物理性能产生变化？6.简述引发与促进高分子材料光降解的重要因素。
《塑料助剂及配方》练习题答案1.阻燃机理之保护膜机理：在较高温度下生成稳定的覆盖层，或分解成泡沫状物质，覆盖于聚合物材料表面。
2.氧指数（OI）：在规定的条件下，试样在氧气和氮气的混合气流中维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度，用混合气流中氧所占的体积分数表示。
3.老化：是指聚合物在加工、贮存及使用过程中，其物理化学性能及力学性能发生不可逆坏变的现象。
4.（阻燃剂作用之）吸热效应：通过阻燃剂的作用使聚合物材料的温度上升发生困难，从而阻燃。
5.助发泡剂：在发泡过程中，凡能与发泡剂并用并能调节发泡剂分解温度和分解速度的物质，或能改变发泡工艺，稳定泡沫结构和提高发泡剂质量的物质，称作助发泡剂。
6.正增塑作用：当增塑剂加入聚合物中增塑时，在正常情况下，由于分子间的作用力降低，因此弹性模量、抗张强度等相应降低，但伸长率和抗冲强度增大，这种情况为正增塑。
二、简答题1.影响PVC热降解的主要因素有哪些，并作详细分析。
（1）双键的影响（双键会使其热稳定性相对变差）。
（2）烯丙基氯的影响（在聚合物链上无规分布的烯丙基氯基团是最不稳定的结构）。
（3）共轭双键链段的影响（降解产物的颜色主要由上述共轭双键所引起）。
2.硅烷偶联剂的使用方法有哪些，说明具体操作方法。
主要包括预处理法和整体掺合法。
预处理法：先用硅烷偶联剂对无机填料进行表面处理，然后再加入到聚合物中。
塑料助剂PPT课件
稳定剂的作用机理是通过抑制 塑料中自由基的产生和反应， 从而延缓塑料的老化和降解。
稳定剂的选择应根据塑料的种 类、用途和使用环境而定，以 保证塑料的长期性能和安全性
。
加工助剂
加工助剂主要用于改善塑料的加工性能和提高生产效率， 使塑料更容易加工成型。
加工助剂的作用机理是通过降低塑料加工过程中的摩擦 和粘附力，提高塑料的流动性和加工性能。
填充剂的作用机理是通过增加 塑料中填料的质量和体积，从 而改变塑料的密度、硬度、耐 磨性等性能。
填充剂的选择应根据塑料的种 类、用途和成本要求而定，同 时需要考虑其对塑料性能的影 响。
增强剂
01
增强剂主要用于提高塑料的力学性能和耐热性能，提高塑料的使用寿 命。
02
常用的增强剂有玻璃纤维、碳纤维等有机或无机纤维，可广泛应用于 各种工程塑料制品中。
移现象。
功能性
满足塑料制品所需的各 种特殊性能，如阻燃、
抗静电、抗菌等。
环保性
符合环保标准，低毒或 无毒，易于降解。
塑料助剂的检测方法
01
02
03
04
化学分析法
通过化学反应对助剂成分进行 定性和定量分析。
光谱分析法
利用光谱技术对助剂的化学结 构进行分析。
热分析法
通过测量物质在加热过程中的 物理性质变化来分析助剂的热
评估塑料助剂的毒性，包括急性 毒性、慢性毒性和致癌性等。
生态风险评估
评估塑料助剂对生态系统的潜在风 险，包括对土壤、水体和生物的影 响。
暴露评估
评估人类和动物通过各种途径接触 塑料助剂的可能性及其暴露量。
塑料助剂的环保法规与标准
国际法规与标准
如欧盟REACH法规、美国EPA法 规等，规定了塑料助剂生产和使
第01章-塑料助剂-绪论
华南热带农业大学高分子系陈永平塑料助剂及配方设计目录第一章绪论2学时第二章增塑剂2学时第三章抗氧剂2学时第四章热稳定剂2学时第五章光稳定剂2学时第六章阻燃剂2学时第七章润滑剂2学时第八章发泡剂2学时第九章抗静电剂2学时第十章偶联剂2学时第十一章其他助剂4学时第十二章塑料配方设计概述4学时考试2学时参考书目：1、塑料加工助剂：曾人泉，中国物资出版社，1997年。
2、助剂化学及工艺学：冯亚青，王利军等，化学工业出版社，1997年。
3、塑料助剂生产技术与应用：丁学杰等，广东科技出版社，1996年。
4、功能助剂－塑料，涂料，胶粘剂：夏晓明，宋之聪，化学工业出版社，2003年。
第一章绪论第一节塑料第二节塑料加工助剂第三节塑料加工助剂生产及应用情况第四节塑料加工助剂发展趋势第一节塑料一、塑料及其分类塑料是一大类可塑性材料的总称。
1、按性质分类：热塑性塑料：热固性塑料：2、按用途分：通用塑料：产量大、用途广、价格相对低一些的一类塑料。
主要包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及其上述塑料的共聚物，还有酚醛塑料、氨基塑料、聚氨酯塑料等，这类塑料占塑料总量的98%左右。
工程塑料：指耐温较高、机械强度高，可作为结构材料用的一类塑料。
主要包括聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸1,4丁二醇酯(PBT)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚苯醚、ABS及特种耐高温工程塑料、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮等。
3、根据生产方法和分子结构：合成塑料缩聚物：聚酰胺、聚酯酚醛树脂等。
加聚物：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
聚合加成物：环氧树脂、聚氨酯等。
改性天然材料：硝酸纤维素、醋酸纤维素等。
二、塑料发展沿革1、100多年前，从牛奶中提取酪酸用来制造酪蛋白塑料；2、用棉花制造纤维素、硝酸纤维素（赛璐珞）等；3、以蓖麻籽为原料制造蓖麻油、癸二酸、尼龙1010等。
4、从煤中提取许多芳烃，其中有苯、甲苯、萘，并由这些有机物合成苯乙烯、苯酐等产品，再由苯酐和丁醇、辛醇（由粮食发酵而来）合成增塑剂DBP和DOP等。
塑料助剂选用配方要点全套
塑料助剂选用配方要点树脂的选择(1)塑料粒子的品种的选择塑料粒子要选择与改性目的性能最接近的品种，这样做的好处是可以节省助剂的添加量，以降低制作成本和减少工艺流程。
最常见的例子：想要得到耐磨改性的品种，塑料粒子(树脂)要首先考虑选择三大耐磨树脂PA、PoM、UHMWPE;再如透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC o(2)树脂流动性的选择配方中各种塑化材料的粘度要接近，以保证加工流动性。
对于粘度相差悬殊的材料，要加过渡料，以减小粘度梯度。
(3)塑料分成高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料.具体如下：高流动性塑料——PS、HIPS、abs、PE、PP、PA等。
低流动性塑^——PC、MPP0、PPS等。
不流动性塑料——聚四氟乙烯、UHMWPE、PPo等。
不同的加工方法所需用的流动性不同，所以牌号分为注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。
不同改性目的要求流动性不同，如高填充要求流动性好。
（4）树脂对助剂的选择性如PPS不能加入含铅和含铜助剂，PC不能用三氧化睇,这些都可导致解聚。
同时，助剂的酸碱性，应与树脂的酸碱性要一致，否则会起两者的反应。
助剂的选择Q）按要达到的目的选用助剂助剂的具体选择范围如下：增韧—-选弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料。
增强一一选玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。
阻燃—-澳类（普通漠系和环保漠系）、磷类、氮类、氮/磷复合类膨胀型阻燃剂、三氧化二睇、水合金属氢氧化物。
抗静电——各类抗静电剂。
导电——碳类（炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管）、金属纤维和金属粉、金属氧化物。
磁性—铁氧体磁粉、稀土磁粉包括衫钻类(SmCo5或Sm2Col7)x钦铁硼类(NdFeB)、彩铁氮类(SmFeN)、铝镖钻类磁粉三大类。
导热一金属纤维和金属粉末、金属氧化物、氮化物和碳化物;碳类材料如炭黑、碳纤维、石墨和碳纳米管;半导体材料如硅、硼。
耐热一玻璃纤维、无机填料、耐热剂如取代马来酰亚胺类和B晶型成核剂。
塑料助剂
10
作用机理
• 1、使用断链式抗氧剂的聚合物的稳定性 • 对抗氧剂干预链反应活性种反映机理，即段链式施主机理(CB-D)和段 链式受体机理(CB-A) • CB-D机理的典型是过氧化只有基团与抑制剂如酚类，其次是芳香胺 类之间的反应。从抑制剂 AH 中生出来的只有基可以按反应式 (1-43) 那样消灭一个过氧化物基团PO2。 • 2、使用预抗氧剂的高聚合物的稳定性 • 预防性或助抗氧剂可分解氢过氧化物，而不形成自由基中间产物，因 此，它们可防止由氢过氧化物分解为自由基是所导致的链的支化。 • 3、抗氧剂之间的协同作用 • 一个十分有名的例子就是双肉桂酰基硫代双丙酸脂 (DLTDP)或是双硬 脂酰基硫代双丙酸脂(DSTDP)与有空间位阻的酚类，在某些高聚物热 稳定性方面的应用。另一个有关协同作用的很重要的例子，是在提高 聚烯类的熔体稳定性时，见有空间位阻的酚类与亚磷酸脂复合作用。
13
主要产品
• 1、抗氧剂1010。白色流动性粉末，熔点120~125℃，毒性较低，是 一种较好的抗氧剂。他在聚丙烯树脂中应用较多，是一种热稳定性高 、非常适合于高温条件下使用的助剂，能延长制品的使用寿命，另外 ，也可以用于其它大多数树脂。一般加入量不大于0.5% • 2、抗氧剂1076。白色或微黄结晶粉末，熔点为50~55℃，无毒，不 溶于水，可溶于苯、丙酮、乙烷和酯类等溶剂。可作为聚乙烯、聚丙 烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、ABS和丙烯酸等树脂的抗氧剂。 具有抗氧性好、挥发性小、耐洗涤等特性。一般用量不大于0.5%；可 用作食品包装材料成型用助剂。 • 3 、抗氧剂 CA 。白色结晶粉末，熔点 180~188℃, 毒性低，溶于丙酮 、乙醇、甲苯和醋酸乙酯。适合于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS 和聚酰胺树脂中的抗氧助剂，并可用于与同接触的电线、电缆。一般 用量不超过0.5% • 4 、抗氧剂 164 。白色或浅黄色结晶粉末或片状物。熔点在 70℃，沸 点在260℃左右、无毒。用于多种树脂中，用途广泛。更适合用于食 品包装成型用料（聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS、聚酯和聚苯乙 烯）树脂中，一般用量为0.01%~0.5%
塑料助剂大全
塑料助剂大全一、增塑剂第一节概述一、概念一些常用的热塑性聚合物具有高于室温的玻璃化转变温度（Tg）,在此温度以下﹐聚合物表现为类似玻璃的脆化状态﹐在此温度以上﹐则呈现较大的回弹性﹑柔韧性和冲击强度。
要使聚合物具有实用价值﹐就必须使其玻璃转变温度降到使用温度以上。
增塑剂就是为了解决这个问题而引入聚合物的一类助剂。
增塑剂为挥发性较小之物质﹐将之添加于塑料时﹐能使塑料之弹性率﹑玻璃化转变温度（Tg）下降﹐而于常温时赋予适当之柔软性﹐于高温时减低其熔融黏度使其易于加工。
广义地讲﹐凡能与树脂均匀混合﹐不与树脂发生化学反应﹐在成型加工期间保持不变﹐或者与树脂发生化学反应﹐但能长期保留在聚合物制品中﹐并能够改变聚合物某些物理性质的物质﹐都可以称为增塑剂。
聚合物与增塑剂间的作用﹐可简单地看做以下两种方式﹕（1）树脂分子间偶极--偶极相互作用的抵消而减弱了树脂间的引力﹔（2）通过简单的稀释作用﹐缩小树脂分子间的距离（自由体积）而形成一定的空间。
结果增加了塑料片材的柔软性﹐增强了模塑制品的韧性的冲击强度。
因此可以说﹐增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的次价键﹐即范德华力﹐从而增加聚合物分子链的移动性﹐亦即增加聚合物塑性。
表现为聚合物的硬度﹑模量﹑伸长率﹑曲挠性和柔韧性的提高。
二﹑增塑剂应具备的条件(1)塑化效率(plasticizing efficiency)高,以较少的加入量获得较高的塑化效果.(2)与树脂相溶性行(compatibility)佳.相溶性不足时,增塑剂会从树脂中分离出来,表现为渗出发汗等情况.(3)挥发性（volatility）低减少成型加工以及制品存放过程中挥发损失对制品性能的影响.(4)耐久性好耐水﹑耐油﹑耐有机溶剂的抽出。
抽出性是指增塑剂向液体介质中的移动现象，塑料制品和与溶剂或洗涤液接触时，易抽出的增塑剂就会被抽取出来．(5)耐迁移性好耐迁移(Non migration) 指增塑剂由增塑制品中向着与其接触的另一种塑料制品（包括增塑剂种类和用量不同的一种塑料制品）迁移的现象(6)耐寒性好低温下仍有良好的柔软性(7)耐热性好在加工温度和使用温度在较高的温度下保持稳定.(8)无*﹑无味﹑无臭﹑无色。
塑料添加剂及配方设计
包括增塑剂的加入对聚合物的 ①凝胶化速度的影响 ②热稳定性的影响 ③粘性和润滑性的影响
4、对材料性能的影响
主要使材料的玻璃化温度降低，耐寒性提高，此外还影响力学性能、电性能、老化
性能和毒性等。
四、增塑剂的选用
酚类 不污染。抗氧剂 264 芳胺类 污染。防老剂 4010
（6）相容性和迁移性 取决于抗氧剂的化学结构、高分子化合物的种类及使用温度。
三、光稳定剂
种类很多，最普遍的是紫外线吸收剂（UV—531） 紫外线吸收剂作用机理：
①先于聚合物吸收入射的紫外线。 ②移出聚合物吸收的光能。
紫外线吸收剂由于本身形成分子内氢键，吸收光能后氢键被破坏，吸收的能量又可以热 能的形式放出，同时氢键恢复，进而继续发挥作用。
加入抗氧剂代替聚合物与氧反应。
（1）抗氧剂作游离基或增长链的终止剂（主抗氧剂） 多数为化合酚类和芳基仲胺，均有不稳定的氢原子可与自由基或增长链发生作用，
从而避免自由基或增长链从聚合物中夺取氢原子。
即：抗氧剂与各种自由基过氧化物作用生成活性较小的自由基或惰性产物，从而结
束反应。
（2）预防型抗氧剂
①氢过氧化物的分解剂（辅助抗氧剂）
25 phr DBP + 20 phr DOP
这样工艺变化不大，增塑效果相同，稳定性提高。
DBP——易混合，增塑效果好，但迁移性、挥发性大。
DOP——稳定性好
（3）分子上的基团 基团体积大，增塑剂在聚合物中不易运动，稳定性增强。另外，基团也影响溶解度
参数。 选用增塑剂时应考虑的问题： 1、相容性和稳定性的协调
使聚合物氧化降解产生的氢过氧化物分解成非游离基型的稳定化合物。
塑料配料和混合常识PPT文档
除湿立式干燥机：是一种以热传导为主的立干燥机设备干燥所需热量依靠热 传导间接加热，因此干燥过程不需或只需少量气体以带走湿分。这就极大地 减少了被气体带走的这部分热量损失，提高了热量利用率，是一种节能型干 燥设备。它适合颗粒状及粉末物料的干燥。
填充剂
1．碳酸钙类填充剂 2．炭黑类填充剂 3．纤维素类填充剂 4．硅酸盐类 5．三氧化硅类 6．金属氧化物 7．金属粉
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2.5.2着色剂的定义及分类
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2.5.3着色剂的比较 合成着色剂与天然着色剂的优缺点比较
安全 色域 稳定 着色 拼色 成本 种类
天然色素 高 窄 差 好 差
高速混合机混合效果好、生产效率高、并配有加热温度、转速和搅 拌混合时间控制系统，适合各种粒料、粉料的混合。
立式混合机具有结构简单，容易操作，维护清洗方面，其混合效果 好，能耗低，噪声小，适合各种粉料、粒料的混合。我们公司现有 的机台都是采用这种混料机。
螺杆式混合机其混合效果好，能耗低，可调速，噪声小，适合各种 粉料、粒料的混合。
原材料的混合
1.原材料的初混，主要是非分 散混合
2.混合设备的种类
3.混合的工艺流程与操作
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3.2.1聚合物的干燥设备的分类
按湿物料的运动方式，干燥机可分为固定床式、搅动式、 喷雾式和组合式；
固定床式干燥机
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喷雾式干燥机
组合式干燥机
3.2.2聚合物的干燥设备的分类 按结构，干燥机可分为厢式干燥机、输送机式干燥机、滚
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1.2 配料的特点
第一章+增塑剂
•
随着增塑剂的增加，拉伸强度最初增加（因有利于取向增加分子 间作用），但至一最高值后开始下降（低分子的影响）。伸长率 增加和软化点温度下降，软化温度可以从60度下降到-60℃（柔软 性增加）。当软化温度在－40～－50时，可做软膜或皮革使用。
小木虫经典出品 (C)
•
图1-2是增塑剂对PVC熔体的流动行为：非牛顿指数的影响。从 图中可以看到，不同的增塑剂其对非牛顿指数的影响是不同的。 TXP不论加入量多少都是n值不变，属于胀塑性流体。即n大于1。 其原因是与基体相容性不好，相当于粒子存在一样。TOP磷酸三 甲苯酯类似。加大量使n值增加到大于1。而其它相容性好较好的 增塑剂的在大用量范围内的n值都小于1。是假塑性流体。
• •
小木虫经典出品 (C)
•
（c)新型增塑剂以DU PONT公司新生产的ELVAROY-741/742T系为标 志――系乙烯－醋酸乙烯酯―一氧化碳三元共聚物，也称EVACO。它具有与极性聚合物相容性好、耐热耐挥发，不迁移、耐抽 出的优良性能。主要用于运动鞋。
• • •
1.5
增塑剂的应用
•总之，其影响规律是，相容性 越不好，n值就越大，超过1就变 成胀塑性流体。用量超过溶解 度，也相当于相容性变差，n值 会增大超过1，变成胀塑性流 体。
图1-2增塑剂用量对PVC流动行为的影响 TXP—磷酸三-二甲苯酯；DAP—邻苯二甲酸二烷基7—9酯；ODP— 磷酸辛基二苯酯；TOP—磷酸三辛酯
小木虫经典出品 (C)
•
1.2
• •
增塑剂的作用原理
增塑剂主要用于PVC,现以PVC为例阐述增塑作用及其原理。 对于聚氯乙烯，随增塑剂的增加其抗张强度和伸长率变化如以及软 化温度变化见图1－1 。
塑料助剂与配方(第一章)
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锆铝酸酯类偶联剂
锆铝酸酯偶联剂 这类偶联剂开发于1985年，其典 型结构为：
由有机官能团和无机框架构成，RX代表有机官能团， 它可以是氨基、羧基、甲基丙烯酰基及巯基等
49
铝钛复合偶联剂
50
偶联剂的选用原则
硅烷类使用范围：石英，硅灰石，滑石粉 酞酸酯类使用范围：碳酸钙 酸碱性 偶联剂加入量 加入顺序 协同作用
提高相容性的方法
45
偶联剂的类型
2 酞酸酯类偶联剂 单烷氧基型 RO-Ti-(OXRY)3 螯合型 R—O ｜ Ti（OXRY)2 R－O 配位型 季铵盐型 环状杂原子型
46
酞酸酯偶联剂类型
47
偶联剂的类型
3.锆酸酯类偶联剂 锆酸酯类偶联剂 同钛酸酯类一样，也开发于20 世纪80年代．其分子主链上络合两种有机配位 基，一种赋予其优良的水解稳定性，而另一种 配位基则具有良好的有机反应性，从而促进填 料与树脂的结合。 锆酸酯类偶联剂主要用于PO、EP及聚酯中。 4.铝酸酯类偶联剂 （C3H7O)xAl(OCOR)m(OCOOR)n（OAB)y 5.铝钛复合偶联剂
典型的正交表 LM(bK) L 正交表的符号 K 因素（变量的数目） b 水平 M 试验次数 M＝K+1（对于二水平） M=b(k-1) (对于多水平） 二水平：L4(23), L8(27), L12(211)等 三水平：L6(33), L9(37), L18(37) 四水平：L16(45) 等
15
二水平 L4(23) 正交表
列 号
试验号 1 1 1 2 1 3 1
2
3 4
1
2 2
2
1 2
2
2 1
塑料配方设计ppt课件
（1）改善成型加工性能 合理选择增塑剂、润滑剂和加工改性剂可
改善物料在成型加工中的流动性，防止熔体与 加工机械表面的粘连。
在常用塑料中，PVC是典型的必须进行加 工改性的树脂。
而对于一般树脂若进行适当的加工配方设 计，也可提高制品的表面光泽度，起到节能增 效的作用。
4
（2）改善制品的使用性能 制品使用环境千差万别，往往单一品种
一般：
ACR 用量1~4份，PE-C用量在3~8份以改善树脂塑化和熔体
流变特性为主。
PE-C、MBS、ABS、EVA用量4~16份， 以改善树脂冲击韧
性为主。
MBS主要用于透明PVC制品，用量4~12份。
34
（2）热稳定体系 ①与SPVC相比UPVC热稳定体系要求更高， 用量相应增加。 ② 非 透 明 UPVC 制 品 ： 三 盐 / 二 盐 / 金 属 皂 体系，如异型材和管材等。一般三盐和 二盐的总用量在3～6份，二者配比为 2﹕1或1﹕1，为降低成本也可根据需 要减少二盐用量，甚至不用。 金属皂的加入主要起稳定和润滑的双 重作用，可选用PbSt、BaSt、CaSt 。 35
②注重稳定剂间的协同作用：如三盐/二盐、 Ca/Zn、Ba/Pb、Ba/Cd/Zn；金属皂 与 环 氧类、金属皂与亚磷酸酯类等。
③不同制品性能要求对热稳定剂的选择性： 如：透明性制品选用有机锡类，无毒透明 制品选用Ca/Zn体系等。
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制品
配方举例
PVCSG-3 100； DOP 35； DOS 5；
23
24
25
26
增塑体系：
(3①)软软PVPCV制C品制配品方中核增心塑：剂 含 量 一 般 为 ： ②依26据～制8增0份品塑；的体性系能要求选用合适的增 ③增塑塑体体系稳；系定通体常系采用几种不同增塑剂 共用以发挥各自优势取得较好的使 用效果。
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实验次数——M=K+1＝3+1＝4次。 正交表——选L4(23)，具体排布如表1-l所示。
24
正交设计举例
热固性塑料压制成型配方及工艺条件的确定
模板温度/度 180 200 交联时间/秒 60 80 交联剂用量/份 0.5 1.0
因素 一水平 二水平
试验次数 M=K+1＝3＋1＝4 正交表 L4(23)
2
1 1 2 2
2
2 2 1 1
2
1 2 1 2
2
2 1 2 1
1
1 2 2 1
1
2 1 1
17
2
二水平 L12(211) 正交表
18
三水平 L9(34) 正交表
19
四水平 L16(45) 正交表
20
正交设计试验结果分析法
正交设计实验结果分析法 一个最佳的配方可能在所做的实验中，也可能不在其中， 这就需要对实验结果进行分析处理而找出最佳配方。 实验分析可以解决如下三个方面的问题： 1.对指标的影响，哪个因素主要，哪个因素次要，分清 主次关系； 2.各个因素以哪个水平为最好； 3.各个因素用什么样的水平组合起来，指标值最好。 常用的分析方法有两种，即直观分析法和方差分析法．
典型的正交表 LM(bK) L 正交表的符号 K 因素（变量的数目） b 水平 M 试验次数 M＝K+1（对于二水平） M=b(k-1) (对于多水平） 二水平：L4(23), L8(27), L12(211)等 三水平：L6(33), L9(37), L18(37) 四水平：L16(45) 等
6
份数（PHR）表示法
PVC配方例： PVC 100 DOP 40 三碱式硫酸铅 3 二碱式硫酸铅 2 BaSt 1.5 PbSt 0.5 HSt 1
7
百分数（％）表示法
PVC配方例： PVC 100/148 DOP 40/148 三碱式硫酸铅 3/148 二碱式硫酸铅 2/148 BaSt 1.5/148 PbSt 0.5/148 HSt 1/148
22
方差分析法
这是一种精确的计算方法，结果精确，但 手段繁杂。 其方法为通过偏差的平方和及自由度等一 系列计算，将因素和水平变化引起实验结果间 的差异与误差的波动区分开来，这样来分析正 交实验的结果，对下一步实验或投入生产的可 靠性很大。
23
正交设计法举例
[例一 指标———硬度合格率； 因素——模板温度、交联时间及交联剂用量三因素K=3。 水平一每个因素取二水平b=2，见表l—6 表1—6因素和水平表
塑料助剂与配方
曹新鑫 材料科学与工程学院
1
配方设计的意义
宗旨: 满足用户的使用要求 目的: 1. 改善加工性能(如:PVC、LLDPE、PPO) 2. 改善树脂的内在性能 3. 降低成本
2
改善树脂的内在性能
阻燃性 抗静电性 导电性
阻隔性
耐热性 增强改性
降解性
耐磨性 增韧改性
防老化性
外观 发泡
3
降低成本
发泡法 foam 2. 填充法 fill 3. 夹层法 sandiwitch
1.
4
配方设计的原则
根据制品的用途
助剂与树脂的相容性 助剂对加工条件的适应性 加工方法（成型设备及工艺条件）
可行性 原料的来源与成本 制品的透明度 卫生性
5
配方的量化表示方法
份数（PHR）表示法 –相对100份树脂，助剂的重量填加比例 百分数（％）表示法 –以树脂和各种助剂的总和为100％，树脂和各助剂的 重量百分数 比例表示法 –树脂和各助剂的比例 实际重量表示法 –树脂和各助剂的实际重量 重量和体积混合表示法 –树脂和各助剂的实际重量和体积
25
二水平 L4(23) 正交表
列 号 试验号 1(A) 1 1(180) 2(B) 1(60) 3(C) 1(0.5)
2
3 4
1(180)
2(200) 2(200)
2(80)
1(60) 2(80)
2(1.0)
2(1.0) 1(0.5)
26
正交设计法举例
试验号 1 2 3 4 模板温度 1（180） 1（180） 2（200） 2（200） 175 115 87.5 57.5 交联时间 1(60) 2(80) 1(80) 2(80) 135 155 67.5 77.5 交联剂 用量 1(0.5) 2(1.0) 2(1.0) 1(0.5) 160 130 80 65 硬度合格 率 90 85 45 70
21
直观分析法
计算每个水平几次实验取得指标的平均值，进行比 较，找出每个因素的最佳水平，几个因素的最佳水 平组合起来，即为最佳配方或工艺条件，另外，计 算每个因素 不同水平所取得不同指标值差，何种因素不同水平 之间指标差大，即为对指标最有影响的因素 具体方法参见下面实例[例一]及实例[例二] 直观分析法直观、简便，但不能区分因素与水平 的作用差异
正交设计法－－用数理统计原理进行科 学地安排与分析多因素变量的一种试验 方法 中心复合试验设计法－－用数学回归法 分析多因素变量的一种试验方法
13
正交设计法
概述
–应用数理统计原理科学地安排与分析多因 素变量的一种试验方法
正交设计表的组成 常用的正交表 正交设计举例：
14
正交设计表的组成
15
二水平 L4(23) 正交表
列 号
试验号 1 1 1 2 1 3 1
2
3 4
1
2 2
2
1 2
2
2 1
16
二水平 L8(27) 正交表
试验号 1 2 3 列 1 1 1 1 2 1 1 2 3 1 1 2 4 1 2 1 号 5 1 2 1 6 1 2 2 7 1 2 2
4
5 6 7 8
1
2 2 2 2
20～50 kg 188～220 kg ～100 g
10
重量和体积混合表示法
例：PP天蓝色配方 PP 100 kg 群青 15 g 酞青绿GN 5g DOP 100 ml
11
单变量配方设计方法
爬山法（逐步提高法）
黄金分割法(0.618法）
平分法（0.5法）
分批试验法
12
多变量配方设计方法
67.5% 27% 2% 1.4% 1% 0.3% 0.8%
8
比例表示法
例：卤素阻燃剂／磷系阻燃剂＝3／2 PVC阻燃配方 PVC 100 DOP 25 三碱式硫酸铅／二碱式硫酸铅＝3／2 12 氯化石蜡 12 Sb2O3/ZnO(2/1) 4
9
实际重量表示法
例如 废PS颗粒 水泥 膨胀珍珠岩