高分子材料助剂.详解
高分子材料助剂详解
高分子材料助剂详解高分子材料助剂是一种用于改善高分子材料性能的添加剂。
它可以通过改变高分子材料的分子结构或改善加工工艺来提高材料的力学性能、热性能、电性能、耐候性、耐化学性等方面的性能。
本文将详细介绍高分子材料助剂的种类及其作用机制。
增塑剂是一种能增加高分子材料柔软度和可塑性的助剂。
增塑剂主要通过两种机制起作用：第一种机制是与高分子材料相容形成可靠的分散体系，第二种机制是在高分子材料之间形成弱的力学键。
这两种机制使得高分子材料的分子间空隙增加，从而提高了材料的柔软性和延展性。
稳定剂是一种能保护高分子材料免受外界因素（如热、光、氧、溶剂等）影响的助剂。
稳定剂可以防止高分子材料的分子链断裂、氧化和降解等现象的发生，从而延长材料的使用寿命。
稳定剂的选择通常根据高分子材料的特性以及使用环境的需求进行。
增强剂是一种能提高高分子材料强度、刚度和耐磨性的助剂。
增强剂主要通过增加高分子材料的纤维含量或改变其分子结构来提高材料的力学性能。
常用的增强剂有纤维增强剂、颗粒增强剂等。
填充剂是一种能改善高分子材料热导率、抗压强度和耐磨性的助剂。
填充剂主要通过填充高分子材料空隙、增加材料的接触面积来提高材料的物理性能。
常用的填充剂有纳米填料、粉状填料、纤维填料等。
除了上述介绍的几种常见助剂外，高分子材料助剂还包括阻燃剂、抗氧化剂、抗静电剂等。
这些助剂可以根据高分子材料的性质和使用要求进行选择和配置，以获得最佳的性能。
综上所述，高分子材料助剂在高分子材料的开发和应用中起到了至关重要的作用。
不同种类的助剂具有不同的作用机制，能够改善高分子材料的力学性能、热性能、电性能、耐候性、耐化学性等方面的性能。
通过合理选择和配置助剂，可以使高分子材料更好地适应各种使用环境和要求，提高材料的综合性能和使用寿命。
新型高分子助剂
新型高分子助剂
新型高分子助剂是指近年来随着高分子材料行业的不断发展，新研发出的一系列具有优异性能和广泛应用的高分子助剂。
新型高分子助剂在提高材料性能、改善加工工艺和降低生产成本等方面具有显著优势，为高分子材料行业带来了诸多创新和突破。
新型高分子助剂的种类繁多，以下是一些常见的新型高分子助剂及其作用：
1. 稳定化助剂：这类助剂主要用于提高高分子材料的稳定性能，包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂和防腐剂等。
2. 改善力学性能的助剂：这类助剂可以提高高分子材料的力学性能，包括聚合物的硫化（交联）体系所用的助剂。
3. 加工助剂：这类助剂主要用于改善高分子材料的加工性能，如增塑剂、塑化剂、偶联剂等。
4. 功能助剂：这类助剂可以赋予高分子材料特定的功能，如导电助剂、磁性助剂、阻燃助剂等。
5. 环保助剂：这类助剂主要关注高分子材料的环境友好性，如
生物降解助剂、可回收助剂等。
6. 新型纳米助剂：这类助剂将纳米技术应用于高分子材料中，以实现材料性能的显著提升，如纳米填料、纳米增强剂等。
7. 智能助剂：这类助剂具有感知、响应和控制等功能，可以实现对高分子材料性能的实时调控，如智能型增塑剂、自修复助剂等。
新型高分子助剂的研究和应用为高分子材料行业带来了巨大的发展潜力。
随着科技的不断进步，未来还将有更多新型高分子助剂被研发出来，推动高分子材料行业的持续创新。
建筑材料用高分子助剂
建筑材料用高分子助剂建筑材料是土木工程和建筑工程中使用的材料的统称。
可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。
近年来，高分子材料在建材行业中应用已相当广泛，生产这些高分子材料时大多需要用到一些助剂以改善材料的加工性能和产品质量；另一方面，有些高分子聚合物本身就可以作为其它高分子材料的合成和生产助剂，例如，氟聚合物可作为无规共聚聚丙烯（PPR）的加工助剂用来降低聚丙烯的挤出压力、消除机头口模积粒现象和提高制品的表面光洁度。
本文主要介绍建筑材料中常用的丙烯酸酯类（ACR）、有机硅两类高分子助剂。
1 丙烯酸酯类高分子助剂聚氯乙烯（PVC）是一种由氯乙烯聚合成的通用塑料，它的用途十分广泛，具有优异的力学性能和低廉的价格，因而被广泛地应用于管材、型材、板材、片材等建材领域。
但是，PVC存在加工性能差、热稳定性差、低温冲击强度差等加工和性能缺陷。
因而，PVC的配方体系中包含有稳定剂、填充剂、抗冲击改性剂及各种润滑剂等多种助剂。
丙烯酸酯类（ACR）就是PVC加工过程中非常重要的一类抗冲改性剂，它能够显著改善PVC制品的低温冲击强度。
丙烯酸酯类抗冲击改性剂是一种具有核壳结构的弹性体，它的“壳”层是一种丙烯酸酯类聚合物，它的玻璃化温度较高，“核”层的玻璃化温度低，是一种交联的丙烯酸酯类单体聚合物（如PBA）。
具有抗冲型的ACR分为双层和三层两种核壳结构。
具有双层“核壳”结构的ACR的外层是一种共聚物，这种共聚物主要由丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯组成；三层“核壳”结构ACR又可分为次外层与最外层，次外层通常为苯乙烯聚合物，除核层为轻度交联外，其它层又可根据应用的需要分为线形或交联的2。
分步乳液聚合法是目前生产ACR的常用制作方法，这种方法第一步是用种子乳液聚合法来制作种子乳胶粒，再进行适度交联，然后在其中滴加其他单体，从而在种子的乳胶粒表层间形成接枝共聚反应，经过上述化工流程，制成ACR的乳液。
第二步是把第一步形成的ACR乳液进行喷雾干燥，制成粉状树脂。
高分子材料助剂课件
隔离作用 “溶剂化”
相互作用
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二、增塑剂
增塑过程
1.润湿和表面吸咐 增塑剂分子进入树脂孔隙并填充其孔隙。 2.表面溶解 增塑剂先溶解溶胀聚合物表面的分子，当聚合物表面有悬浮聚合残留的胶体时，能延 长诱发阶段。 3.吸咐作用 树脂颗粒由外部慢慢地向内部溶胀，产生了很强的内应力，表现为树脂和增塑剂的总 体积减少。 4.极性基的游离 增塑剂掺入到树脂内，并局部改变其内部结构，溶解了许多特殊的官能团，反应为增 塑剂被吸咐之后，介电常数比起始混合物高。这一过程受温度和活化能大小的影响。 5.结构破坏 干混料中的增塑剂是以分子束的形式存在于高分子或者链段之间。当体系受到较高能 量如加热至160----180oC,或者将其辊炼。聚合物的结构将会破坏，增塑剂便会渗入到 该聚合物的分子束中。 6.结构重建 增塑剂与聚合物的混合物加热到流动态而发生塑化后，再放冷，会形成一种有别于原 聚合物的结构。这一结构表现出较高的韧性，但结构形成往往需要一段时间。
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三、抗氧剂 2、酚类抗氧剂的作用 大多数酚类抗氧剂的结构中都含有一种位阻酚，它有一 个烷基长链，就象有一个独特的分子“臂”相连。这个分子 “臂”可以改进溶解性或提高活性。
酚类化合物可提供氢原子给烷氧自由基、碳自由基和过 氧化自由基。这个反应中产生的酚类自由基处于稳定共振态， 反应活性极小。所生成的已“失活”的化合物，包括烃类和醇 类，这些都是从聚丙烯或聚乙烯中形成的。
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三、抗氧剂 3、胺类抗氧剂 胺类抗氧剂在一些应用领域甚至优于酚类抗氧剂的抗氧 化效果。胺类抗氧剂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。所以胺类抗氧剂大都应用 于深色或黑色的橡胶和塑料制品中。 胺类抗氧剂如同酚类抗氧剂一样，也是氢原子提供者。 和氮原子相连的氢原子是最活泼的，如下图所示。
高分子材料助剂
高分子材料助剂
高分子材料助剂是指在高分子材料的生产和加工过程中，为改善和提高高分子
材料的性能、加工工艺和降低成本而使用的各种辅助材料。
它们可以被广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料、胶粘剂等领域，对提高产品品质、节约原料、改善劳动条件和环境保护等方面起着重要作用。
首先，高分子材料助剂在高分子材料的生产过程中发挥着重要作用。
例如，添
加稳定剂可以有效防止高分子材料在生产过程中受到光热氧化而降解，延长其使用寿命；添加抗氧化剂可以防止高分子材料在加工过程中受到氧化而失去原有性能；添加阻燃剂可以提高高分子材料的阻燃性能，减少火灾事故的发生。
其次，高分子材料助剂在高分子材料的加工过程中发挥着重要作用。
例如，添
加润滑剂可以降低高分子材料的摩擦系数，改善加工性能，提高生产效率；添加增塑剂可以增加高分子材料的柔韧性和延展性，改善加工性能，提高产品的使用性能；添加填充剂可以降低高分子材料的成本，提高产品的硬度和强度。
最后，高分子材料助剂在高分子材料的应用过程中发挥着重要作用。
例如，添
加抗静电剂可以有效防止高分子材料在使用过程中产生静电，避免静电引起的危险；添加抗UV剂可以有效防止高分子材料在使用过程中受到紫外线的照射而老化，延长其使用寿命。
综上所述，高分子材料助剂在高分子材料的生产、加工和应用过程中发挥着重
要作用，对提高产品品质、节约原料、改善劳动条件和环境保护等方面起着重要作用。
因此，选择合适的高分子材料助剂，并合理使用，对于提高高分子材料的性能、加工工艺和降低成本具有重要意义。
希望本文的内容能够对高分子材料助剂的应用提供一定的参考和帮助。
高分子材料助剂
7类交联体系
硫磺/硫化促进剂体系 有机过氧化物 空气（氧） 含官能团的有机化合物 有机金属盐与有机金属化合物 金属氧化物 硅烷化合物
Ⅰ、硫磺/硫化促进剂体系
▪ 硫磺是橡胶硫化（交联）最主要的交联剂。 ▪ 在橡胶硫化时，可以加快硫化速度、缩短硫化时间、降低
硫化温度、减少硫化剂用量以及改善硫化胶的物理机械性 能的助剂称为硫化促进剂，简称硫化剂。早期使用的硫化 促进剂为无机化合物(如氧化锌、氧化镁等)，但因其效能 较低，已改为活性剂使用。目前使用的硫化促进剂基本上 采用有机化合物。 ▪ 硫化促进剂种类：1）二硫代氨基甲酸盐
２）耐久性
包括耐热着色性、耐热老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐碱、耐洗涤性耐迁移 性、耐抽出性。
３）加工性
包括加工操作性、干燥性、润滑性、交联性、塑性流动性、长期反复操作性.
４）安全性
包括卫生性、无臭性、无味性、不燃性、再生利用性、降解性。
５）经济性等
塑化效率的定义
▪ 可以使高分子材料达到某一柔软程度时需要添加 的增塑剂的量来衡量，所需增塑剂的量越少，其 增塑效率越高。
➢加工用助剂 加工助剂是指材料在加工过程中所加的添加剂。
（3）按作用功能分类
二.助剂的选择中应注意的问题
1．助剂与制品的配伍性 固体助剂的析出俗称为“喷霜”，液体助剂的析出则称作 “渗出”或“出汗”。
2．助剂的耐久性 聚合物材料在使用条件下，仍可保持原来性能的能力叫耐久 性。保持耐久性就是防止助剂的损失。助剂的损失主要通过 三条途径：挥发、抽出和迁移。
▪ 常用的偶联剂：硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
▪ 硅烷偶联剂是由美国联合碳化物公司开发的，主要用于玻 璃纤维增强塑料。硅烷偶联剂9分子结构式一般为：Y— R—Si(OR)3，(式中Y一有机官能基．SiOR一硅烷氧基)。 硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有 反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界 面之间，可形成有机基体—硅烷偶联剂—无机基体的结合 层。典型的硅烷偶联剂有WD—20(或A151)(乙烯基三乙 基硅烷)、A17l(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三 (β—甲氧乙氧基)硅烷”等。
高分子材料助剂分析
缺点： 不能解释许多聚合物在增塑剂量低时 所发生的反增塑现象等。
2. 增塑剂的作用原理（现在普遍接受的一种说法）
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 链之间，削弱了聚合物分子链间的作用力，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，从而使聚合物塑性增加。
塑性两种。
复合材料的增强剂分类：纤维增强剂、粉状增强剂。
纤维增强剂品种：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、
硅碳纤维、聚对苯撑对苯二甲酰胺纤维（凯芙
拉）、晶须（其主要材料是氧化铝、碳化硅、氮 化硅等）。 粉状增强剂品种：二氧化硅、炭黑、金属粉、石 棉、云母、玻璃、木屑、硅藻土、碳酸钙、滑石
粉等。
4、高聚物分子中对抗塑化的因素 （１）范德华力（作用能: 2~8kJ/mol） 取向力 诱导力 色散力 （２）氢 键（13~29 kJ/mol） （３）结晶
四、增塑剂的主要品种
１．苯二甲酸酯类
邻苯二甲酸二辛酯（ＤＯＰ）的制备与工艺流程：
常见的邻苯二甲酸酯类增塑剂
2．脂肪族二元酸酯类
6.2
增塑剂
一． 增塑剂的定义和性能要求
１．增塑剂的定义：
增塑剂——是一种加入到高分子聚合体系中 能增加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质
2. 增塑剂的性能要求
1）基本性能要求
增塑剂分子应与高聚物的相容性好，同时还要考虑透明性、塑化效率、刚性、 强度、伸长率、低温柔软性、低温脆性、橡胶状弹性、耐曲挠性、尺寸稳定 性、电绝缘性、耐电压性、介电性、抗静电性和粘合性等。
２）耐久性
包括耐热着色性、耐热老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐碱、耐洗涤性耐迁移 性、耐抽出性。
高分子材料助剂-概述解析
关于高分子材料及加工
常用高分子材料（塑料）的种类、结构、性能及 其加工应用。
高分子材料常用助剂的特性及使用。 常用塑料品种的结构－加工－性能关系。
通用塑料
聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯
工程塑料
聚酰胺 聚碳酸酯 聚酯 聚醚类塑料 氟塑料
粘流态可进行流动性加工
Degradation
Tg
Tf
Td
Temperature
Processing Temperature
Tg
Tf
线型非结晶聚合物的温度、 力学状态及成型加工的关系
Td
熔融纺丝 注射成型 薄膜吹塑 挤出成型 压延成型 中空吹塑成型 真空和压力成型 薄膜和纤维热拉伸 薄膜和纤维冷拉伸
按塑料的 产量和耐热等级 分类：
（1）通用塑料：指一般用途的塑料。 特点：成本低、产量大、用途广泛、性能变化大、制品 多样，但机械性能和耐热性不高设备等工业用途 的塑料，与通用塑料无严格的区分。
特点：强度、刚性、硬度等均比通用塑料高、耐高、低温 性能好，但产量相对小，成本较高。耐热温度大于100oC。 （3）特种工程塑料：耐热等级更高，价格更贵，产量更小。
时间
1907 1927 1927 1930 1936 1936 1938 1938 1939 1941 1942 1942 1943 1943 1943
聚合物名称
酚醛树脂 聚氯乙烯 醋酸纤维素 丁苯橡胶 聚甲基丙烯酸甲酯 聚醋酸乙烯酯 聚苯乙烯
尼龙66 聚偏氯乙烯 聚四氟乙烯 不饱和聚酯 支化聚乙烯 丁基橡胶
热塑性塑料的基本分类和主要品种
塑料
通用塑料
低密度聚乙烯（LDPE） 高密度聚乙烯（HDPE） 聚丙烯（PP） 聚氯乙稀（PVC） 聚苯乙烯（PS）
助剂在高分子材料加工中的作用和应用
助剂在高分子材料加工中的作用和应用高分子材料加工是一项非常重要的工艺，它可以让我们制造出各种各样的塑料、橡胶等材料，以应对不同领域的需求。
但是，高分子材料本身具有柔软、易断裂、容易老化等缺点，因此人们需要使用助剂来改善其性能。
在本文中，我们将详细介绍助剂在高分子材料加工中的作用和应用。
一、添加剂的种类1.稳定剂稳定剂是指一种能够调整聚合反应的速率，防止聚合物在加工过程中出现升温、裂解、质量不均等问题的化学品。
它可以被分为热稳定剂和光稳定剂两种。
热稳定剂能够防止塑料在高温加工过程中的劣化，而光稳定剂则能够防止塑料在阳光下发生老化。
2.增塑剂增塑剂是一种能够提高塑料柔软程度的化学添加剂，通常用于生产柔软、延展性强的材料，如PVC、PE 和EVA。
增塑剂的作用原理是通过让聚合物链产生位移，降低分子间相互作用力，从而降低接枝点之间的距离，从而提高聚合物的柔韧性。
3.填充剂填充剂是一种将其它无机或有机物质添加到聚合物中来改善材料性能的助剂。
填充剂能够增强聚合物的机械强度，改善材料的导热性、燃烧性和弹性等性能。
常见的填充剂有滑石粉、石墨、铝肯石等。
4.防火剂防火剂是一种能够提高塑料抵抗火灾的化学品，防火剂通常采用含磷、含氮、含锰等元素的化合物，能够降低燃烧的点火温度，减少火焰燃烧的速度和持续时间，防止火焰传播。
5.抗氧化剂抗氧化剂是一种能够防止聚合物老化的化学品，可以降低材料在空气中暴露的情况下，由于氧化反应而导致的重量损失、强度降低等问题。
常见的抗氧化剂有 Hindered Amine Light Stabilizers (HALS)、Phenolic Antioxidants (PA) 等。
6.润滑剂润滑剂是一种能够减小高分子材料表面摩擦系数的化学品，在高温高压下，能够保持材料展向均匀，减少材料表面的瑕疵与缺陷，提高产品表面光泽度。
常见的润滑剂有内润滑剂和外润滑剂。
二、添加剂应用示例1.增塑剂的应用PVC是最常用的增塑塑料之一，通过加入适量的增塑剂，可以生产出柔韧、抗拉强度好的PVC材料。
高分子材料助剂
高分子材料助剂高分子材料助剂高分子助剂是专用于高分子工业为使聚合物配料能顺利加工及获得所需应用性能而添加到高分子基材——树脂中的化学品。
它与树脂、装备一起构成了高分子制品的三大要素。
助剂的功能包括改善成型加工性能使材料顺利加工；提高产量；赋予制品特定功能；改善制品的应用性能如弥补通用树脂的性能缺陷或降低成本。
其中高分子助剂在制品的成型加工中用量微不足道，但其对制品的加工和应用性能的改善和提高却举足轻重。
可以认为，助剂的选择和应用时决定制品成败的关键。
高分子材料助剂可以分为工艺性助剂和功能性助剂。
1、工艺性助剂工艺性助剂用于高分子的加工过程中，改善高分子的加工性能，使之能够顺利通过成型过程并起到降低能耗、缩短成型周期并提高产量和生产效率等作用，常常包括润滑剂、脱模剂、加工改性剂、分散剂等。
1.1 润滑剂与脱模剂润滑剂与脱模剂是配合在高分子树脂中，旨在降低树脂粒子、树脂熔体与加工设备之间以及树脂熔体内分子之间摩擦，改善其成型时流动性和脱模性的助剂，它又可以分为外润滑剂和内润滑剂。
主要产品有烃类（石蜡、聚乙烯蜡）、脂肪酸酯类、脂肪酸皂类等。
1.2 加工改性剂主要用于在高分子制品加工过程中旨在改善塑化性能、提高树脂粘弹性和促进树脂熔融流动的助剂。
例如丙烯酸酯共聚物和含氟聚合物加工助剂-PPA等1.3 分散剂主要用于促进各类助剂在高分子树脂中均匀分散的助剂，多用于母料、着色制品和高填充制品。
主要产品有烃类（石蜡、聚乙烯蜡）、脂肪酸酯类、脂肪酸皂类等2. 功能性助剂功能性助剂可以赋予材料特殊功能同时改善性能。
2.1 稳定化助剂稳定化助剂能抑制或者延缓聚合物在贮存、运输、加工和应用中的老化降解，延长制品使用寿命的助剂，其中又包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂和防酶剂等。
抗氧剂用以抑制或者延缓聚合物树脂热氧化降解为主要功能的助剂，分为主抗氧剂、辅助抗氧剂、重金属离子钝化剂、碳自由基捕获剂；光稳定剂又称之为紫外线稳定剂，是用来抑制聚合物树脂的光氧降解，降低紫外线对高分子破坏的助剂，如紫外线光屏蔽剂、紫外线吸收剂、紫外线猝灭剂、自由基捕获剂。
高分子材料助剂
高分子材料助剂高分子材料助剂是指在高分子材料的生产、加工、使用过程中，为了改善其加工性能、物理性能、化学性能、热稳定性、光稳定性等而添加的一类物质。
它们可以在高分子材料的生产过程中作为原料直接加入，也可以在加工过程中作为外加剂添加。
高分子材料助剂的种类繁多，具有多种功能，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等高分子材料的生产和加工中。
首先，高分子材料助剂可以改善高分子材料的加工性能。
在高分子材料的生产和加工过程中，往往需要加入一些助剂来改善其加工性能，例如降低熔体粘度、提高流动性、改善成型性等。
这些助剂可以使高分子材料更易于加工成型，提高生产效率，降低生产成本。
其次，高分子材料助剂可以改善高分子材料的物理性能。
通过添加适量的助剂，可以改善高分子材料的力学性能、耐磨性、耐热性、耐候性等。
例如，添加增韧剂可以提高高分子材料的韧性和抗冲击性，添加抗氧化剂可以提高高分子材料的耐老化性能，添加填充剂可以提高高分子材料的硬度和强度。
此外，高分子材料助剂还可以改善高分子材料的化学性能。
在高分子材料的生产和使用过程中，往往需要考虑其与其他物质的相容性、耐腐蚀性、耐化学药品性等。
通过添加一定的助剂，可以改善高分子材料的化学稳定性，使其更适合特定的使用环境和条件。
最后，高分子材料助剂还可以改善高分子材料的热稳定性和光稳定性。
在高温或阳光下，高分子材料往往会发生降解、变色、老化等现象。
通过添加热稳定剂和光稳定剂，可以有效延缓高分子材料的老化过程，提高其使用寿命和稳定性。
总的来说，高分子材料助剂在高分子材料的生产和加工中起着非常重要的作用。
它们可以改善高分子材料的加工性能、物理性能、化学性能、热稳定性、光稳定性等，提高其使用价值和应用范围。
随着高分子材料行业的不断发展和进步，高分子材料助剂的研究和应用也将得到进一步加强，为高分子材料的发展注入新的活力。
第四章 高分子材料助剂
NO2 Mx + N N NO2 NO2 Mx +
H NO2 NO2 N N NO2
阻聚剂常用品种
5、变价金属盐（电荷转移）：如氯化铁、三氯化 钛、氯化亚铜
6、氧（加成）：如空气中的氧气
7、其他:有机硫化物、单质硫磺
二甲基二硫代氨基甲酸钠、多硫化钠常用做低温乳液聚合反应的终止剂。
四、分子质量调节剂 (Molecular weight regulator)
缩聚反应（condensation polymerrization）：带有多个可 相互反应的官能团的单体通过有机化学中各种缩合反应消去 某些小分子而形成聚合物的反应称为缩聚反应。
9.1.1高聚物合成基本知识
二、聚合反应分类 2、按聚合反应的反应机理和动力学分类 （1）链式聚合（chain polymerization） （2）逐步聚合（step polymerization）
四、分子质量调节剂
链转移反应是指链自由基与体系中某些分子 作用，夺取分子中的氢或其它原子，使原来 的链自由基失去活性，停止增长，同时生成 一个新的自由基。 如下式：其中Rtr为链转移速率， 为链转移 反应速率常数。
五、阴离子聚合引发剂
阴离子聚合是指链增长活性中心是阴离子的聚合反应。
二、自由基聚合用：乳化剂(Emulsifier)
乳液聚合：借助机械搅拌和乳化剂的作用，使单体 分散在水或非水介质中形成稳定的乳液而聚合的反 应。
乳化剂主要是表面活性剂。工业上采用的乳化剂多 数是含碳原子12-18的烷基硫酸盐、磺酸盐或脂肪 酸盐。 其用量一般为单体量的2-10%。
三、自由基聚合用阻聚剂 (Polymerization inhibitor)
高分子材料助剂
高分子材料助剂高分子材料助剂是一种添加到高分子材料中以改善其性能的化学物质。
它们可以用于塑料、橡胶、纤维和其他高分子材料的生产过程中，以提高产品的质量、稳定性和功能。
高分子材料助剂的种类繁多，可以分为增塑剂、稳定剂、阻燃剂、增强剂、填充剂等多个类别。
其中，增塑剂是其中一类较为常见的助剂。
增塑剂可以增加高分子材料的柔软性、延展性和韧性，使其更易加工和成型。
常见的增塑剂有邻苯二甲酸酯、磷酸酯和脂肪酸酯等。
稳定剂可以帮助高分子材料抵抗氧化、热降解和光降解等不良环境影响。
其作用是通过抑制自由基、金属催化、光敏化和氧化反应等途径来延长高分子材料的寿命。
一些常见的稳定剂包括有机锡化合物、光稳定剂和热稳定剂等。
阻燃剂是一类重要的高分子材料助剂，可使材料具有较好的阻燃性能。
它们可以减缓燃烧速度、减少火焰蔓延和降低有害气体和烟雾的产生。
常见的阻燃剂有溴化物、氯化物和磷化物等。
增强剂用于提高高分子材料的强度、刚度和耐磨性。
主要的增强剂有玻璃纤维、碳纤维和纳米填料等。
填充剂主要是用来调整高分子材料的密度、热导率、膨胀系数和收缩性等性能。
常见的填充剂包括粉末、纤维、颗粒和纳米颗粒等。
高分子材料助剂的应用可以使高分子材料具有更多的应用场景和功能。
例如，通过添加阻燃剂，高分子材料可以在建筑行业中用于制造阻燃墙板、防火门和防火帘等；通过添加增塑剂，可以生产具有良好柔软性的塑料制品，如塑料袋和塑料瓶；通过添加稳定剂，可以延长高分子材料的使用寿命，使其更适用于室外使用等。
总之，高分子材料助剂在高分子材料行业中起着非常重要的作用。
它们能够改善高分子材料的性能，提高产品的质量和功能，拓宽高分子材料的应用领域，为各行各业提供更多的选择。
随着科技的不断进步，高分子材料助剂的研究和应用将会更加深入，从而推动高分子材料行业的发展。
高分子材料助剂课件
根据作用的不同，高分子材料助剂可 以分为加工助剂、稳定助剂、功能助 剂等几大类。
作用与应用领域
作用
高分子材料助剂的主要作用是改善高分子材料的加工性能、 机械性能、光学性能和电气性能等，使其满足各种应用场景 的需求。
应用领域
高分子材料助剂广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂、纤 维等领域，对提高产品质量、降低生产成本、增加产品功能 等方面具有重粒径等表观性质，初步评估其质 量。
物理性能
测量助剂的密度、折射率、吸湿性等物理性质，以评估其在特定应用 中的适用性。
化学性能
通过化学分析方法，测定助剂的化学组成、官能团等化学性质，以了 解其基本结构和性质。
机械性能
测试助剂在不同条件下的力学性能，如硬度、韧性、耐磨性等，以评 估其在材料加工和使用过程中的性能表现。
高性能化与多功能化的追求
随着高分子材料应用的广泛，对高分子材料性能的要求也越来越高，高分子材料 助剂作为提高高分子材料性能的关键因素，其高性能化和多功能化的需求也越来 越迫切。
高性能化与多功能化的高分子材料助剂能够满足各种特殊应用场景的需求，如高 温、高压、耐腐蚀、抗老化等，为高分子材料的广泛应用提供了有力支持。
产业升级与绿色化的要求
随着环保意识的提高和产业结构的调整，高分子材料助剂 的产业升级和绿色化发展成为必然趋势。
绿色环保的高分子材料助剂能够降低生产过程中的环境污 染，提高资源利用效率，符合可持续发展的要求，是未来 高分子材料助剂的重要发展方向。
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制备工艺
悬浮聚合
将单体、引发剂、分散剂 和其他添加剂在水中进行 聚合，制得高分子材料助 剂。
乳液聚合
将单体、引发剂、乳化剂 等在水或有机溶剂中进行 聚合，形成乳液形式的高 分子材料助剂。
高分子材料助剂介绍
聚合物的添加剂介绍1.介绍现代生活的方方面面均会涉及高分子材料。
高分子材料是由单体分子经聚合而得的高分子量材料，其分子量普遍大于1万。
高分子材料在应用上很少单独使用，几乎所有的高分子材料或多或少都会添加一定的其他物质，以满足不同的使用要求。
实际加工制造以及终端使用过程中，对高分子材料各方面特性有着多元化的要求，如机械结构件对材料的机械性有较高要求，电气零部件要求有良好的绝缘鞋等，因此，单一的添加剂往往难以满足。
根据添加剂实现的功能差异，大致可分为稳定剂、增塑剂、润滑剂、交联剂和固化剂、填充剂、抗冲击剂、抗静电剂等。
实际生产中，根据终端需求，添加多种添加剂，实现高分子材料的复配，满足制品需求。
2.稳定剂高分子材料制品长期暴露于自然或人工环境中，在光、热、氧、水、微生物等缓慢作用下，使高分子的表面结构甚至内部结构发生不可逆的质变或破坏，称之为材料的老化。
材料的老化往往意味着性能的恶化，可分为外观的变化以及物理化学性能的变化。
外观变化有表面变黄、光泽度和透明度的降低、裂纹的产生等；物理化学变化有机械强度和绝缘性能的下降、脆性增加、溶解度等的改变等。
材料的老化是其耐候性或耐久性的直接体现，影响因素诸多，可分为内因和外因。
内因方面，主要取决于高分子链的化学结构和聚集态结构。
化学结构主要取决于化学键的强度，键能越低，键断裂所需能量越小，材料也越容易发生老化。
聚集态结构主要指结晶度。
通常，高分子材料可分为结晶区和无定型区，结晶区密度大于无定型区，氧、水等物质更难渗透进内部结构，因此相应的老化速率也较慢。
外因方面则包括物理因素（光、热、应力、电场、射线等）、化学因素（氧、臭氧、重金属离子、化学介质等）与生物因素（微生物与小动物）。
诸多外因中，以光、氧、热三个因素最为重要。
内因为高分子材料的固有特性，难以通过添加剂等改变。
因此改善高分子材料的老化性能唯有从外因入手。
根据所针对的外部因素的不同，可将添加的稳定剂分为抗氧剂、光稳定剂和热稳定剂三类。
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凡能使高分子化合物引起交联的物质就称为交联剂(也称 硫化剂)。除某些热塑性橡胶外，天然橡胶与各种合成橡 胶几乎都需要进行“硫化”。某些塑料，特别是某些不饱 和树脂，也需要进行交联。
交联的作用：提高模量、抗张强度等机械物理性能，以及 耐温性和耐候性等。1）橡胶制品通过交联获得宝贵的高 弹性；2）热塑性塑料通过交联获得足够高的玻璃化温度 和稳定性；3）涂料经交联才能成牢固的涂膜，从而具有 耐高温、防腐蚀和绝缘性能；4）胶粘剂和密封胶只有交 联才有足够的内聚力，产生足够的强度；5）纤维制品防 皱加工、耐久压烫、防缩及定型整理等也离不开交联反应
(R，R’——烷基、芳基，通常为甲基、 乙基、丁基、苯基；Me——金属原子， 如锌盐、铅盐、铜盐、镍盐； n—— 金属原子价)
2）噻唑类 指分子中含有噻唑环结构的促进剂，常 见的品种有促进剂M(2—硫醇基苯并噻唑)、促进 剂MZ(2—硫醇基苯并噻唑锌盐)、促进剂DM(二 硫化二苯并噻唑)。
N S S S N S
反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界 面之间，可形成有机基体—硅烷偶联剂—无机基体的结合 层。典型的硅烷偶联剂有WD—20(或A151)(乙烯基三乙 基硅烷)、A17l(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三 (β—甲氧乙氧基)硅烷”等。
铁酸酯偶联剂在热塑性塑料、热固性塑料及橡胶等填料体 系中都具有较好的偶联效果。 铁酸酯偶联剂按其结构大致可分为四类：单烷氧墓型、单 烷氧基焦磷酸酯型、螯合型和配位体型。 单烷氧基型偶联剂的结构通式为：RO—Ti(OX—R—Y)3。代 表性品种为三异硬脂酰基钛酸异丙酯(TTS)，适用于碳酸 钙填料。 单烷基焦磷酸酯型偶联剂的结构通式为:
加工用助剂、织物后整理助剂。
石油工业用助剂 包括原油开采和处理添加剂、石油产品
添加剂.
食品工业用添加剂 主要有：调味剂、着色剂、抗氧剂、
防腐剂、香味剂、乳化剂、酸味剂等
按应用对象分类还包括涂料助剂、医药助剂、农药助剂、
饲料添加剂、水泥添加剂、燃烧助剂等
（2）按使用范围分类 合成用助剂 合成用助剂是指在合成反应中所加入的助剂。
4、高聚物分子中对抗塑化的因素 （１）范德华力（作用能: 2~8kJ/mol） 取向力 诱导力 色散力 （２）氢 键（13~29 kJ/mol） （３）结晶
四、增塑剂的主要品种
１．苯二甲酸酯类
邻苯二甲酸二辛酯（ＤＯＰ）的制备与工艺流程：
常见的邻苯二甲酸酯类增塑剂
2．脂肪族二元酸酯类
的增塑剂的量来衡量，所需增塑剂的量越少，其 增塑效率越高。
实际应用时，以DOP为标准，将其塑化效率 定
为100，在同一柔软程度的前提下，其他增塑剂
用量与 DOP用量的比值为该增塑剂的相对塑化效
率。
二． 增塑剂的分类
1．按与被增塑物的相容性分类 主增塑剂与辅助增塑剂 2．按增塑剂的分子量大小分类（分子结构） 单体型增塑剂与聚合型增塑剂 3. 按添加方式分类 外增塑剂与内增塑剂
偶联剂——其结构特点是分子中含一个亲无机物的基团 （与无机材料反应）和一个亲有机物的基团（与有机材料 反应）。它广泛用于复合材料和粘材料中。
常用的偶联剂：硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。 硅烷偶联剂是由美国联合碳化物公司开发的，主要用于玻 璃纤维增强塑料。硅烷偶联剂9分子结构式一般为：Y— R—Si(OR)3，(式中Y一有机官能基．SiOR一硅烷氧基)。 硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有
分子的某些部分缔结成凝胶网状时，增塑剂也能起润滑作 用而降低分子间的“摩擦力”，使大分子链能相互滑移。
换言之．增塑剂产生了“内部润滑作用”。 润滑理论优/缺点： 这个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，以及聚合物的性质不会明显 改变的原因。但单纯的润滑理论，还不能说明增塑过程的 复杂机理。
7类交联体系
硫磺/硫化促进剂体系 有机过氧化物 空气（氧） 含官能团的有机化合物 有机金属盐与有机金属化合物 金属氧化物 硅烷化合物
Ⅰ、硫磺/硫化促进剂体系
硫磺是橡胶硫化（交联）最主要的交联剂。 在橡胶硫化时，可以加快硫化速度、缩短硫化时间、降低 硫化温度、减少硫化剂用量以及改善硫化胶的物理机械性 能的助剂称为硫化促进剂，简称硫化剂。早期使用的硫化 促进剂为无机化合物(如氧化锌、氧化镁等)，但因其效能 较低，已改为活性剂使用。目前使用的硫化促进剂基本上 采用有机化合物。 硫化促进剂种类：1）二硫代氨基甲酸盐
塑性两种。
复合材料的增强剂分类：纤维增强剂、粉状增强剂。
纤维增强剂品种：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、
硅碳纤维、聚对苯撑对苯二甲酰胺纤维（凯芙
拉）、晶须（其主要材料是氧化铝、碳化硅、氮 化硅等）。 粉状增强剂品种：二氧化硅、炭黑、金属粉、石 棉、云母、玻璃、木屑、硅藻土、碳酸钙、滑石
粉等。
6.2
增塑剂
一． 增塑剂的定义和性能要求
１．增塑剂的定义：
增塑剂——是一种加入到高分子聚合体系中 能增加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质
2. 增塑剂的性能要求
1）基本性能要求
增塑剂分子应与高聚物的相容性好，同时还要考虑透明性、塑化效率、刚性、 强度、伸长率、低温柔软性、低温脆性、橡胶状弹性、耐曲挠性、尺寸稳定 性、电绝缘性、耐电压性、介电性、抗静电性和粘合性等。
壬二酸二乙基己基酯（DOZ）的制备工艺
３. 磷酸酯
磷酸酯的通式为：
４．环氧化合物类
５．含氯增塑剂
６．高分子量增塑剂
７．其他类型
6.3 高分子材料增韧剂
增韧剂——能赋予塑料（或粘合剂）更好韧性的
助剂（也称抗改性剂）。 增韧机理——多重银纹理论。 银纹：聚合物在张应力作用下，于材料某些薄弱 地方应力集中产生局部塑性形变，在材料表面或
4．助剂对制品用途的适应性
不同用途的制品对所欲采用的助剂的外观、气味、 污染性、耐久性、电性能、热性能、耐候性、毒性等都有 一定要求。
5．助剂配合中的协同作用与相抗作用
加和效应是指两种或两种以上助剂并用时．它们的总效应 等于它们各自单独使用效能的加和。
协同效应是指两种或两种以上助剂并用时，它们的总效应
影响增韧剂增韧效果的因素：作为增韧剂，在共
混体系中，其粒子大小和分布、粒子的密度、增 韧剂的结构和其玻璃化温度高低、共混体系中的 相界面结合好环等。
6.4聚合物复合材料增强剂、偶联剂
聚合物复合材料——以合成树脂为粘接剂，以无机或有 机纤维及其制品（布、带、毡等）、短纤维以及一些无 机填料为增强剂，再酸以偶联剂，通过一定方法复合而 成的材料。 复合材料分类：按其强度分高性能的增强材料和低性能 增强材料；按其所用合成树脂基体也可分为热固性和热
加工用助剂 加工助剂是指材料在加工过程中所加的添加剂。
（3）按作用功能分类
二.助剂的选择中应注意的问题
1．助剂与制品的配伍性 固体助剂的析出俗称为“喷霜”，液体助剂的析出则称作 “渗出”或“出汗”。 2．助剂的耐久性 聚合物材料在使用条件下，仍可保持原来性能的能力叫耐久 性。保持耐久性就是防止助剂的损失。助剂的损失主要通过 三条途径：挥发、抽出和迁移。 3．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。
内部出现垂直于应力方向的微细凹槽，呈银白色，
故称为银纹。
常用增韧剂：1）橡胶类物质。如乙丙橡胶（用于
增韧PS）、聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶
和丁苯橡胶。2）树脂类物质。如SBS（苯乙烯~丁 二烯嵌段共聚物）、MBS（甲基丙烯酸甲酯~丁二 烯~苯乙烯的接枝共聚物）、ABS（丙烯腈~丁二烯 ~苯乙烯共聚物）等。
凝胶理论优/缺点：
这一理论更适用于增塑剂用量大的极 性聚合物的增塑。而对于非极性聚合物的 增塑．由于大分子间的作用力较小，认为 增塑剂的加入．只不过是减少了聚合物大 分子缠结点(连接点)的数目而已。
3、自由体积的理论要点：
增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。而所有聚合物在 玻璃化转化温度了Ｔg时的自由体积是一定的，而增塑剂 的加入，使大分子间距离增大，体系的自由体积增加，聚 合物的粘度相应下降．塑性加大了。
２）耐久性
包括耐热着色性、耐热老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐碱、耐洗涤性耐迁移 性、耐抽出性。
３）加工性
包括加工操作性、干燥性、润滑性、交联性、塑性流动性、长期反复操作性.
不燃性、再生利用性、降解性。
５）经济性等
塑化效率的定义
可以使高分子材料达到某一柔软程度时需要添加
代表品种有异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯(LR-38S)
螯合型偶联剂的结构通式为：
代表品种是二(二辛基焦磷酰基)含氧乙酰酯钛(KR138S)。 配位型结构通式为：
代表品种有四异丙基二(亚磷酸二月桂酯)钛酸酯。
钛酸酯处理填料的方法：1）现场即时掺混法（也
称干法），特点是方法简单，成本低廉；2）预处
理法，又分为溶剂浆液处理法和水相浆料处理法。 两类偶联剂比较：硅偶联剂对含硅元素的填料有效， 适应填料面相对较窄，可增加复合材料的强度和刚 性；钛酸酯偶联剂对不含硅的填料较适用，它对于
树脂和无机填料的适用范围较广，其作用不仅使复
合材料的强度提高，还能赋予一定程度的挠屈性 。
6.6 高聚物交联及交联剂
3）秋兰姆
4）次磺酰胺类
(R1、R2可以是氢、烷基、芳基或环己基)， 其特点是有良好的后效性。
Ⅱ、有机过氧化物交联剂
有机过氧化物受热分解，产生活性很高的自
由基，而自由基容易夺取化合物分子中被活化了 的H，使聚合物主链变成活性大分子自由基，这
2、凝胶理论要点：
聚合物(主要指无定形聚合物)的增塑过程是使组成聚合物 的大分子力图分开，而大分子之间的吸引力又尽量使其 重新聚集在一起的过程．这样“时开时集”构成一种动