高分子材料加工助剂
第4章热稳定剂
4.2 热稳定剂的作用机理
4.2.1 合成材料的热降解
聚合物的热降解有三种基本的表现形式： （1）非链断裂降解(小分子消除反应) ➢ 非链断裂降解是指高分子材料在受热过程中从高分子链上
脱落下来各种小分子，例如HCl、NH3、H2O等。很明显 这一过程根本不涉及高分子链的断裂，但改变了高分子链 的结构，从而改变了合成材料的性能。 ➢ 但当小分子消除反应进行到主链薄弱点较多时，也会发生 主链断裂，导致全面降解。
8
（2）金属皂类 ➢是由碱金属以外的金属、金属氧化物或盐类与脂肪酸、 松香酸、环烷酸等作用而成。 ➢钡/镉类稳定性极佳，但有毒，主要用于对毒性无要求的 领域； ➢钡/锌类为取代镉的产品，低毒；钙/锌类无毒，与辅助 稳定剂并用于食品包装。 ➢一般来讲，金属皂单独使用很难达到理想的稳定效果， 复配的通过组分之间的协同作用可起到良好的稳定作用， 应用范围广。
➢ 一般来说，PVC软制品中热稳定剂使用量在2份左右（对 100份树脂而言）；硬制品用3-5份。
➢ 而用于聚烯烃的热稳定剂，主要防止高温下的热氧降解， 实际起的是抗氧剂的作用。
4
热稳定剂的发展变迁 ➢ 聚氯乙烯工业随着稳定剂的发展而发展。 ➢ 20世纪20年代中期，由于缺乏合适的PVC加工机械，解
这仅是一年的消耗量，是仅仅用于PVC塑料制品加工用的量！
这20万吨含铅稳定剂加工而成的PVC塑料制品就高达1250万吨 左右，这每年千万吨回收利用困难的含铅产品废弃后给人类 带来了极大的健康威胁。
12
➢ 铅盐类稳定剂目前状况是往无尘复合铅发展，趋向于低 铅，最终还是会转到无铅。
➢ 复合铅盐热稳定剂是在保证稳定效果不变的情况下，加 热和混炼条件下将有协同效应的各种铅盐稳定剂、辅助 热稳定剂与内外润滑剂等充分分散混合后制成的粒状或 片状复合稳定剂。
第十章--高分子材料添加剂
压制成型
转移模压法
§11.4 真空成型(热成型)
这一方法只适用于热塑性塑料。将预制的塑料片 置于模具上方，在片材上方加热。待预制片软化到一 定程度，从模具四周的孔中抽真空，使塑料片紧贴在 模具上同时被冷却。这一方法只适合制造薄壁制品。
真空成型
§11.5 压延
压延法是使用热辊对物料进行混炼与成型加工的总称。
注射成型
反应注射成型
§11.3 压制成型（模压成型）
压制用的模具多为一个阳模，一个阴模。压制成 型多用于热固性塑料。将配好的粉料倒入阴模，然后 压入阳模，在压力和高温下固化成型。如果被压制原 料不是粉料而是液体，则采用转移模压法。先在一个 料筒中将物料进行预热，通过柱塞将物料打到模腔中， 再进行压制成型。这一方法常用来代替注射成型。由 于热固性塑料固化所需时间较长，转移模压法更为经 济实用。
3、加工性 包括增塑剂的加入对聚合物的
•凝胶化速度的影响 •热稳定性的影响 •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 为了解决相容性、稳定性，首先要了解增塑剂的
（1）溶解度参数 增塑剂与聚合物的溶解参数相近，相容性才好。
二、增塑剂作用机理
增塑剂一般是有机物，是高沸点的油类或低熔 点的固体。 1、非极性增塑剂
起溶剂化作用，增塑剂使聚合物分子之间的距 离增大，降低了聚合物分子间的作用力。
增塑剂的增塑效果与其体积成正比： △Tg=KV
2、极性增塑剂 起屏蔽作用，增塑剂分子中的极性基团与聚合
物分子的极性基团相互吸引，从而取代了聚合物分 子间的极性基团的相互吸引，降低了聚合物分子间 的作用力。
高分子加工助剂名词解释
1助剂是某些材料和产品在生产或加工过程中所需要添加的各种辅助化学品用以改善生产工艺和提高产品性能,树脂和生胶加工成塑料和橡胶制品这一过程中所需要的各种辅助化学品。
2喷聚:固体助剂的析出；发汗:液体助剂的析出。
3焦烧现象：是指橡胶胶料在加工过程中产生的早期硫化的现象。
4促进剂的后效应：在硫化温度以下,不会引起早期硫化达到硫化温度时则硫化活性大的这种性质。
5色母粒:是一种把超常量的颜料或染料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体。
6增塑剂：是加进塑料体系中增加塑性同时又不影响聚合物本质特性的物质。
外增塑剂：一般为外加到聚合体系中的高沸点的较难挥发的液体或低熔点固体物质。
内增塑剂：在聚合物的聚合过程中引入能降低了聚合物分子链的结晶度增加了塑料的塑性第二单体物质。
主增塑剂：分子既能插入聚合物的无定形区域同时又能插入结晶区域的增塑剂。
辅助增塑剂：分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域的增塑剂,此增塑剂又叫非溶剂型增塑剂。
7相容性：增塑剂与树脂相互混合时的溶解能力,是增塑剂最基本要求之一。
8聚能密度(CED)：单位体积溶剂的蒸发能。
9溶解度参数：单位体积溶剂的蒸发能的平方根所得值。
1浊点(Tc)：聚合物与增塑剂的稀均相溶液,在冷却下变成浑浊时的温度。
2塑化效率：使树脂达到某一柔软程度的增塑剂用量称为该增塑剂的塑化效率。
3聚合物的氧化是指随着时间的增加聚合物的性能降低,又称为自动氧化。
分为诱导期、强烈氧化期。
4抗氧剂：是指对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的一类化学物质。
主抗氧剂：主抗氧剂被认为是一种自由基的清洗剂,它通过偶合反应(即终止反应)或给出一个氢原子来阻止聚合物中的自由基的破坏作用。
辅助抗氧剂：助抗氧剂的作用是可分解聚合物氧化所产生的过氧化物。
5金属离子钝化剂：具有防止重金属离子对聚合物产生引发氧化作用的物质。
6稳定剂：是防止或延缓聚合物在加工、贮藏和使用过程中老化变质的化学药品。
热稳定剂：主要用于PVC和其他含氯的聚合物,既不影响其加工与应用,又能在一定程度上起到延缓其热分解的作用的一类助剂。
新教材人教版高中化学选择性必修三 第五章 合成高分子 知识点梳理
CH2CH CH CH2nCH2CH2CH2CH第五章合成高分子一、加成聚合反应（一）高分子的相关概念1、高分子的分类（1）天然高分子一淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶等（2）合成高分子一塑料、合成纤维、合成橡胶等2、高分子与低分子的区别与联系高分子低分子相对分子质量通常在 104以上一般在1000以下相对分子质量数值平均值具有明确的数值分子的基本结构由若干个重复结构单元组成单一分子结构性质在物理、化学性质上有较大的差别联系有机高分子是由低分子有机物经聚合反应得到的3、合成高分子的基本方法（1）加成聚合反应——一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应（2）缩合聚合反应——一般是含有两个(或两个以上)官能团的单体之间发生的聚合反应（二）加聚反应1、特点（1）单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物（如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等）（2）加聚反应发生在不饱和键上（3）无副产物产生，聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同（4）加聚反应生成的聚合物的平均相对分子质量为单体的相对分子质量的整数倍。
2、种类（1）烯烃的均聚反应：乙烯的加聚反应：（2）二烯烃的均聚反应：1,3丁二烯的加聚反应：nCH2=CH-CH=CH2−−−→催化剂“破两头移中间”（3）共聚反应：由两种或两种以上单体发生的加聚反应①烯烃的共聚反应：乙烯和丙烯的共聚反应：nCH2=CH2+nCH2=CH-CH3−−−→催化剂CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2n催化剂催化剂(或②烯烃与二烯烃的共聚反应：乙烯和1,3丁二烯的共聚反应：nCH2=CH2+ nCH2=CH-CH=CH2−−−→催化剂（4）碳碳三键的加聚反应：乙炔的加聚反应：（三）由聚合物推单体：“无双键，两碳拆；有双键，四碳拆，单双键互换”1、若链节的主链上只有C-C，则 2 个C一起拆，单键变双键。
2、若链节的主链上有C=C，则 4 个C一起拆，单双键互换。
二、缩合聚合反应（一）特点：1、缩聚反应单体往往是具有双官能团或多官能团的小分子2、缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物生成，这是缩聚反应与加聚反应的重要不同之处3、一般的缩聚反应多为可逆反应，为提高产率，并得到具有较高聚合度的缩聚物，需要及时移除反应产生的小分子副产物。
高分子材料 作业一
1.高分子材料中添加助剂的目的是什么？答：助剂是一些材料和产品在生产或者加工过程中所添加的各种辅助化学品，用以改善生产工艺和提高产品性能。
助剂也被称为添加剂或者配合剂；其分为合成用助剂和加工用助剂合成用助剂包括阻聚剂（可以防止聚合作用的进行，在聚合过程中产生诱导期即聚合速度为零的一段时间，诱导期的长短与阻聚剂含量成正比，阻聚剂消耗完后，诱导期结束，即按无阻聚剂存在时的正常速度进行）、引发剂（引发单体聚合的助剂）、分子量调节剂（即在聚合体系中添加少量链转移常数大的物质。
由于链转移能力特别强，只需少量加入便可明显降低分子量，而且还可通过调节其用量来控制分子量）、终止剂（在聚合反应中能终止反应继续进行的物质。
这些物质能与引发自由基及增长自由基反应，使它们失去活性从而终止链的生长）、乳化剂（当它分散在分散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。
）和分散剂（使用润湿分散剂减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜料分散体，改性颜料粒子表面性质，调整颜料粒子的运动性。
）等。
加工助剂：a:对热塑性塑料有抗氧剂（链终止型抗氧剂和预防型抗氧剂防止高分子材料的老化）、润滑剂（改善材料加工成型时的流动性和脱模性）、热稳定剂（防止材料因受热引发自动反应致聚合物降解）、光稳定剂（能屏障或抑制光氧化还原或光老化过程而加入的一些物质）、阻燃剂（赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂）、发泡剂（能产生大量泡沫，而且泡沫具有优异性能，能满足各种产品发泡的技术要求）、着色剂（使物质健美用着色剂显现设计需要颜色的物质）、增塑剂（使聚合物体系的塑性增加）。
b:对橡胶材料其硫化体系有硫化剂（使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性剂强度增加的物质）、硫化促进剂（能促进硫化作用的物质。
可缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能）、防焦剂（提高胶料操作安全性，增加胶料或胶浆的贮存寿命。
高分子材料加工助剂_增塑剂PPT课件
2.1 增塑剂的定义与性能要求
2.1.1 增塑剂的定义
广义地说，凡添加到聚合物体系中，能增加聚合物的塑性，改善加工性、赋予制品 柔韧性和伸长性的物质均可为增塑剂。
作用： 提高塑性、流动性和柔软性； 降低刚性和脆性； 改善塑料的工艺性能和使用性能。
2.1.2 增塑剂的性能要求
增塑剂通常是沸点高、较难挥发的液体或低熔点的固体，这 样制品在高温加工或升温过程中使其不易损失。从全面性能来说， 一个理想的增塑剂应满足以下条件：
内增塑剂：在聚合物的聚合过程中引入第单体，由于第二单 体共聚在聚合物的分子结构中，故降低了聚合物分子链的结晶度。
按应用性能分类
耐寒性增塑剂、耐热性增塑剂、阻燃增塑剂、耐霉菌 增塑剂、耐光、热增 塑剂、无毒增塑剂、 通用增塑剂等
按增塑剂的极性大小分类
极性增塑剂和低极性增塑剂
按相对分子量的大小分类
增塑效率高，受热不易变色，耐低温和耐光性好，在挤 压和压延加工中，有良好的润滑性，使制品有一定手感 性，但因挥发性大，迁移性大，电性能差等缺点，使它 只能作辅助增塑剂与DOP，DBP等并用
耐寒性比DOA好，粘度低、沸点高、挥发性小以及优 良的耐热耐光及电绝缘性 ，增塑效率高
2.3.3 磷酸酯类
磷酸酯是发展较早的一类增塑剂，它们的相容性好，可作主增塑剂使 用。磷酸酯除具有增塑剂的作用外，尚有阻燃作用，是一种具有多功能的 主增塑剂，这是引起塑料加工工业重视的主要原因。
| ClCH
| HCH
| HCCl
| HCH
| ClCH
| HCH
| HCCl
| HCH
| ClCH
PVC
C2 H5 |
-O-CH3 -CH2-C4H9 -O-CH3 -CH2-C4H9
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。
第3章.抗氧剂
③电子给予体 ➢ 这种情况较少。最常见的是叔胺抗氧剂。作为主抗氧剂，
（1）反应型抗氧剂
（2）高分子量化 持久性、高效性是衡量稳定剂综合性能的两个方面，分 子量的提高有助于降低其在制品中的挥发、抽出和迁移 损失，同时减少制品起雾、发汗等现象。但并非分子量 越大越好，因氧化主要发生在制品表面，当表面抗氧剂 消耗殆尽后，制品内部的抗氧剂能否及时迁移到表面成 为其发挥效能的关键，所以抗氧剂的相对分子质量通常 在1500以下。在提高稳定剂分子量的同时，还应提高有 效官能团的含量，即高分子量。
➢ 主要用来防止热老化的，叫做热稳定剂； ➢ 主要用来防止光老化的叫做光稳定剂。
8
3.1.2 抗氧剂的含义及性能要求
（1）抗氧剂的含义 许多聚合物在隔绝氧的情况下，即使加热到较高温度，
也是比较稳定的。但在大气中，由于氧的存在，即使 在较低的温度下也会发生降解。 ➢ 聚合物受到空气中氧气的作用而产生的氧化反应称为 氧化。 ➢ 凡能抑制或减缓聚合物氧化的措施称为抗氧化。 ➢ 为完成抗氧化加入的物质称抗氧剂。
32
➢ 此种类型的抗氧剂分子中必须具有活泼的氢原子，这是因 为它们必须与聚合物分子 RH 竞争，在争夺与自由基如 ROO• 的反应中占优势，如下所示： ROO•＋RH（聚合物） → ROOH 十R• ROO•＋AH（抗氧剂） → ROOH + A•（稳定自由基）
➢ 只有 AH 中的 H 比 RH 中的 H 活泼，才能使上述第一个 反应不进行而阻止氧化降解的自由基链的增长，达到抗热 氧老化的目的。
12
➢ 我国抗氧剂的生产始于1952 年，首先是防老剂甲（N-苯 基-1-萘胺）和 防老剂丁 ( N-苯基-2-萘胺）投入工业生产。改革开放以来， 我国抗氧剂行业格局发生了巨大变化，无论是品种、能力 还是产品质量均有了较大的进步，生产技术趋于成熟，生 产装备亦成规模和系列。
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。
塑料助剂的选择与应用高分子材料用添加剂(PolymerAdditives)属于
塑料助剂的选择与应用高分子材料用添加剂（Polymer Additives）属于精细化工的范畴。
按照分子量大小和玻璃化温度的大小高分子材料可分为纤维、塑料、橡胶，相应的就有纤维用助剂、塑料用助剂、橡胶用助剂等。
这三类助剂没有严格的区分，可以相互使用，在品种上也有相互交叉，但在选择上只有一条，即“适用”，要适应制品材料、适应加工工艺、适应使用环境等。
一、塑料助剂的类别塑料助剂是一类可保证高聚物树脂通过加工工艺或赋予塑料制品以特定功能的添加剂。
其分类方式多种多样，不同的分类依据相应有不同的分类结果。
1、根据定义：加工助剂、功能性助剂凡在塑料制品生产过程中，可保障树脂抵御热、氧、剪切等因素破坏，或改善树脂的加工性的助剂统称为加工助剂，如：抗氧剂、热稳定剂、润滑剂等。
可赋予塑料某一特定功能或使用性的助剂称为功能助剂，如：抗静电剂、防老化助剂、阻燃剂、爽滑剂、抗菌剂等。
某些助剂在两类助剂中均有作用，这样存在着类别上的重复，比如成核剂即可有助于缩短成型周期、有利于脱模，还可提供刚性、透明性和挺性等外部功能特征，兼具两种助剂的作用。
同样的还有抗氧剂、爽滑剂等。
2、反应型、添加型反应型助剂多使用于带官能团的树脂结构中，如环氧树脂、聚酯、聚酰胺、不饱和树脂等，其本身结构也是带有反应性官能团结构的单体。
如阻燃剂中的四溴双酚A、DOPO及其衍生物等。
利用自身结构体现功能性，在加工过程中没有出现化学反应的为添加型助剂。
3、树脂品种对应的助剂：根据使用的树脂不同，而使用的助剂相应品种也不尽相同，主要有聚烯烃类助剂、PVC助剂、聚酯用助剂、尼龙用助剂。
比如PVC用热稳定剂、PVC用增塑剂、尼龙专用光稳定剂、聚酯耐水解剂等。
针对不同的树脂，所用的助剂体系也不相同。
PVC用流滴剂体系和PE用流滴剂体系和EV A用流滴剂体系之间由于这两种树脂极性的不同就有很大的区别。
而易水解的树脂响应比聚烯烃等非水解树脂要用到耐水解剂。
半结晶性树脂对成核剂的响应性比非结晶性树脂的响应性要高，等等。
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。
高分子加工助剂第五章(增塑剂).
(2)、诱导力： 当一个具有固有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时，诱导偶极和 固有偶极之间的分子引力称为诱导力。对于芳香 族化合物，因为π电子能高度极化，所以诱导力 特别强。 (3)、取向力： 当极性分子相互靠近时，由于固有偶极的取向， 从而引起分子间产生一种作用力，通常称为取向 力。酯类增塑剂与PVC的相互作用就是一个代表性 的例子。
第五章 增塑剂
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 增塑剂的增塑原理 增塑剂的基本性能 增塑剂的品种及用途 增塑剂的生产
第一节 概述
增塑剂是加进塑料体系中增加塑性同时又不影 响聚合物本质特性的物质。 增塑剂的主要作用 : 削弱聚合物分子间的范德 华力，增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物 分子链的结晶性，亦即增加塑料的塑性。 塑料的伸长率、曲挠性和柔韧性都得到提高， 而硬度、模量、软化温度和脆化温度都下降。 增塑剂分为内增塑剂和外增塑剂。
增塑PVC二级转变温度区域与增塑剂（DOP）含量的关系
(2)、模量 塑化效率也可以用模量和阻尼来表示。测定模 量和阻尼的方法很多，最简单的是扭摆法。 剪切模量（G）可以用下式计算：
38527.9 104 L I G （Pa） 3 2 CD P
式中：L：试样长(cm)； C：试样宽(cm)； D：试样厚(cm)； P：振动周期(s)； I：系统开始摆动的一瞬间的惯性； μ：试样的形状因素，为C/D的函数。
2使混合物变软加工工艺变良好使混合物变软加工工艺变良好增塑剂的加入大分子间的距离增大相互作增塑剂的加入大分子间的距离增大相互作用力下降材料的用力下降材料的tgtftm降低降低流动性提高加工性变好流动性提高加工性变好3制品在常温下变柔软制品在常温下变柔软因为制品的因为制品的tg下降而在常温下表现为软质下降而在常温下表现为软质4制品的耐寒性增加制品的耐寒性增加表现在材料的表现在材料的tg和脆性温度和脆性温度tb下降下降tb
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。
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。
感谢观看
THANKS
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《高分子材料加工助剂》习题解答一、助剂按其作用分可分为哪几类？答：1.稳定化助剂：这类助剂的功用是防止或延缓聚合物在贮存、加工和使用过程中的老化变质，所以也可以称为“防老剂”或“稳定剂”。
由于引起老化的因素很多，有氧、光热、微生物、高能辐射和机械疲劳等，老化机理各不相同，所以稳定化助剂的类别也很多。
其中有些助剂兼具几种作用，但没有一种“万能”的稳定剂，为了达到良好的防老化效果，各类稳定化助剂常常是配合使用的。
常用的稳定化助剂有抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防腐剂等。
2.改善机械性能的助剂：这类助剂的功能是改善聚合物材料的某些机械性能，如抗张强度、硬度、刚性、变形性、冲击强度等，具有这种作用的助剂包括聚合物的硫化（交联)体系所用的各类助剂、补强剂、填充剂、偶联剂、抗冲击剂等，3.改善加工性能的助剂：这类助剂包括润滑剂、脱模剂、塑解剂、软化剂等，4.柔软化和轻质化的助剂：(1）增塑剂：绝大部分用于聚氯乙烯，是产量和消耗量最大的一类助剂。
(2)发泡剂：发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂两大类，其中以化学应用最广。
主要用于泡沫塑料、合成木材、海绵橡胶制品的制造。
5.改进表面性和外观的助剂：这类助剂包括润滑剂、抗静电剂、防雾滴剂等。
6.难燃化的助剂：随在塑料在建筑、航空、汽车、电器等方面应用的迅速扩大,对难燃塑料的需求急剧增长。
“难燃”包含不燃和阻燃两个概念，目前使用的难燃化助剂主要是指阻燃剂。
近年来又发现许多聚合物燃烧时能产生大量使人窒息性的烟雾，因而作为阻燃剂的一个分支，又发展为新的助剂一烟雾抑制剂。
二、如何选用助剂？综合考虑哪些因素？答:1.助剂与聚合物的配伍性助剂应与聚合物匹配，这是选用助剂时首先要考虑的问题，助剂与聚合物的配伍性，包括它们之间的相容性以及在稳定性方面的相互影响。
一般地说,助剂必须长期、稳定、均匀地存在于制品中，才能发挥其应有的效能，所以通常要求所选择的助剂与聚合物要有良好的相容性。
如果相容性不好，助剂就容易析出，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”，助剂析出后不仅失去作用，而且影响制品的外观和手感。
2.助剂的耐久性这也是选用助剂时必须着重考虑的一个问题。
助剂的损失主要通过三条途径：挥发、抽出和迁移。
挥发性大小取决于助剂本身的结构。
抽出性与助剂在不同介质中的溶解度直接相关，要根据制品的使用环境来选择适当的助剂品种，迁移是指助剂由制品中向邻近物品的转移，其可能性大小与助剂在不同聚合物中的溶解度相关。
3.助剂对加工条件的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，因此必须考虑助剂能否适应。
同一种聚合物由于加工成型的方法不同，所需要的助剂,也可能有所不同，加工条件对助剂的要求，最主要的是耐热性，即要求助剂在加工温度下不分解、不易挥发和升华。
此外还要注意助剂对加工设备和模具可能产生的腐蚀作用。
4.制品用途对助剂的制约助剂的选择常常受到制品最终用途的制约.这是选用助剂的重要依据。
不同用途的产品对助剂的外观、颜色、气味、污染性、耐久性、电性能、热性能、耐候性、毒性等都有一定的要求。
选用助剂时未考虑制品用途的制约。
5.助剂配合中的协同作用和相抗作用一种聚合物常常同时使用多种助剂，这些助剂同处于一个聚合物体系象，彼此之间有所影响。
如果配合得当，不同助剂之间常常会有相互增效，即起到所谓的“协同作用”。
在设计聚合物配方时，应尽量选用一些能产生协同作用的助剂。
配方选择不当，有可能产生助剂之间的“相抗作用”。
相抗作用是协同作用的反面，会彼此削弱各种助剂原有的效能。
另外还应注意不同助剂可能发生化学反应或引起变色等不良后果。
三、对增塑剂的性能要求有哪些？答：（1）高聚物的柔软温度降低，在使用温度范围内，使髙聚物具有柔软性以及弹性、粘着性等特性，从而改善制品的性能。
（2）.高聚物的熔融温度或熔融粘度降低，使之易于加工成型。
从全面的性能来说，一个理想的增塑剂应满足以下的条件；（1）与高聚物(如树脂、橡胶等)的相容性好.（2）增塑效果大。
（3）耐热、耐光性能好。
（4）耐寒性好。
（5）耐候性好。
（6)迁移性好。
（7）挥发性好。
（3）（8）耐水、耐油、轍溶剂。
（9）耐燃性好。
(10)耐菌性好。
（11）绝缘性能好。
(12)无色、无味、无臭、无毒（13）价廉易得。
四、对抗塑化作用的主要因素有哪些？答:1.聚合物的分子间力髙聚物的大分子链，由于互相吸引的作用，使得它们强烈地聚集在一起,这种吸引力，对非极性高分子来说，主要表现为色散力：对极性高分子来说主要表现，除色散力外，还有偶极引力。
由于这些引力的存在，对大分子链运动会有防作用，结果使得高聚物保持较硬状态，而难以变形。
因此，聚合物的分子间力是对抗塑化作用的主要因素之一。
要使高聚物易于加工成型，或使其具有柔软性，首先必须设法使高聚物大分子链，的引力减弱，或者说，必须削弱大分子链间的聚集作用。
2.聚合物的结晶度空间有规结构的聚合物的分子链在适当的条件下能够结晶，即链状分子从卷绕的和杂乱的状态变成紧密折叠成行的有规则状态。
在一般条件下,工业生产的聚合物不可能是完全结晶的，而往往是由结晶散插在无定形区域构成的。
显然，増塑剂的分子插入结晶区域要比插入无定形区域困难得多，因为在结晶区域,聚合物链与链之间的自由空间最小。
所以说，聚合物的结晶度也是影响塑化作用的因素,五、举例说明增塑剂的塑化作用机理答：塑化作用机理，可以用邻苯二甲酸酯类塑化聚氯乙烯作为不说明。
聚氯乙烯由于氯原子存在，使聚氯乙烯分子链间具有较强的偶极引力，但在加热的情况下，由于分子链热运动加剧，分子链间相互吸引力减弱，距离增大，这时增塑剂就可以加入到聚氯乙烯分子链与分子链之间。
如果增塑剂分子中含有极性基团与非极性部分,则此极性基团与聚氯乙烯分子链上的部分发生偶极吸引力，这样，在冷却后，增塑剂分子仍可停留在聚氯乙烯中原来的位置，增塑剂的非极性部分，可将聚氯乙烯分子链隔开，增大它们之间的距离，减弱分子链间的吸引力，使聚氯乙烯分子链的运动较容易，结果就会导致聚氯乙烯一系列的物理机械性能的改变。
例如：降低高聚物链间的聚集力、刚度,增加了柔软性、可塑性，以及降低高聚物的熔融粘度与流动温度。
这样就可起到调节性能易于加工的作用六、性能良好的增塑剂分子结构应该具有的条件是什么？答：（1）分子量在300—500左右（2）具有2-3个极性强的极性基团（3）非极性部分和极性部分保持一定的比例（4）分子形状成直链状，少分枝。
七、高分子材料老化有哪几种表现？答：（1）外观的变化：如表面的变暗、变色、出现斑点、变粘、变形、裂纹、脆化、长霉等。
（2）物理及化学性能的变化：如溶解性、熔融指数、玻璃化温度、流变性、耐热性及耐寒性、折射率、比重、羰基含量的变化。
（3）机械性能变化：如抗张强度、伸长率、抗冲击强度、疲功强度、硬度变化等。
（4）电性能变化：如绝缘电阻、介电常数、击穿电压的变化。
八、作为高分子聚合物使用的抗氧剂应当满足什么要求？答：（1）有优越的抗氧性能；（2）与聚合物相溶性好，并且在加工温度下稳定;(3)不影响聚合物的其他性能，也不和其他化学助剂进行不利的反应：（4）不变色，污染性小并有无毒或低毒.九、按自由基的理论写出聚合物的氧化过程？答：1.链的引发髙分子RH受到热和氧化作用后，在髙分子结构的“弱点”处(如支链、以链等）产生自由基。
RH→R•+H• (1)O→R•+•OOH (2)RH+22链的传递和增长自由基R•在氧存在下，自动氧化成过氧化自由基ROO和大分子过氧化氢。
O→R•+ROO• (3)R• +2ROO•+RH→R•+ROOH (4) 大分子过氧化氢又分解为链自由基ROOH→RO•+ •OH （5）ROOH→RO•+H 2O （6）3.链终止大分子自由基相结合而终止链反应。
R•+•R→R-R (7)R•+•OOR→ROORROO•+•OOR→ROOR+ O (8)十、有效的抗氧剂应具有的结构是什么?答：(1)具有这样的氢原子，在苯环的邻对位上引进一个给电子基团(如烷基、烷氧基),则可以使胺类、酚类抗氣氧基N-H 、O-H 键的极性减弱，更容易释放出氢原子，从而提高链的终止反应的能力。
（2）抗氧剂自由基的活性要低，以减少对高分子链引发的可能性，但又可能参加链终止反应。
（3）随着抗氧剂分子中共轭体系增大，抗氧剂的效果提高，因为共轭体系增大,自由基独电子的离域程度就越大，这种自由基就越稳定，而不致成为引发自由基。
（4）抗氧剂本身应该是最难氧化，否则它自身受氧化作用而破坏，起不到应有的作用。
（5）对酚类抗氧剂来说，由于邻位取代基数目增加及其分支增加，增大突间阻碍效应，就可以使酚氧自由基受到相邻大基团保护，降低了受氧袭击而发生反应的几率，即提高酚氧自由基的稳定性，从而提高其抗氧性能。
此外，高分子材料常在较高温度下加工成型，抗氧剂 的挥发性大，消耗就大，因此常用提高抗氧剂分子量的办法提高沸点，降低在高温下的挥发度。
增大分子量，一是增大取代基；二是增加芳环个数。
因此常见的抗氧剂，都是分子量较大、结构复杂的。
抗氧剂还要与高分子化合物有良好的相溶性，在髙分子材料中分散性也要好。
十一、链终止型抗氧剂的作用机理是什么？答：链终止型抗氧剂与自由基R •、RO2的反应，中断了自动氧化的链增长。
以AH 表示链终止剂。
则它能与活性自由基R • 、ROO •等结合，生成稳定的化合或低活性自由基，从而阻止了链的传递与增长。
R •+AH −→−1k RH+A •RO 2+AH −→−2k ROOH+A • A •为活性低的自由基 RO 2+AH −→−3k ROOH+R • 必须是上述反应中，反应速率常数K1 和k2大于K3 ，才能有效地阻止链增长反应。
一般认为，消除过氧自由基RO2•是阻止高聚物降解的关键，因为消除RO2•可以抑制氢过氧化物的生成。
链终止型抗氧剂作用机理又可分为三类：（1） 自由基捕获体自由基捕获体能与自由基反应使之不再进行引发反应，或由于它的加入而使自动氧化反应稳定化。
前者如炭黑，醌、某些多核芳烃和一些稳定的自由基等，后者多为一些稳定的自由基，当与R • 反应而终止动力学链。
某些酚类化合物作为抗氧剂时，能产生ArO2•自由基，且有捕集RO2•等自由基的作用。
ArO RO ArO 22RO ·→+ (Ar 为芳基)（2）电子给予体由于给出电子而使自由基消失，例如，变价金属在某种条件下，具有抑制氧化的作用。
+-++→+322·2Co Co ·RO RO(3) 氢给予体这类抗氧剂如一些具有反应性的仲芳胺和受阻酚化合物，它们可以与聚合物竞争自由基，从而降低了聚合物的自动氧化反应速度。
··222N Ar ROOH RO NH Ar +→+ (链转移) （1）2222RO ·NO Ar N Ar →+ (2) 又：ArO ROOH ·2+→+RO ArOH (链转移) (3) ArO ArO 22RO RO ·→+ (4) 上述反应中，（1）、（3）式为仲芳胺和受阻酚抗氧剂的氢转移反应，（2）、（4）为比较稳定的自由基ArO2•或ArO •捕获自由基RO2•，使反应动力学链终止。