第五部分讲义塑料材料的常用助剂
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现代塑料助剂的概念基本框定在加工助剂方面。
表1 助剂的类型及改性功能
助剂的类型
改性功能
抗氧剂、稳定剂、热稳定剂、 稳定化
光稳定剂、防霉剂、驱避剂等
润 滑 剂 、 增 塑 剂 、 热 稳 定 剂 、 脱改 善 加 工 性 能
脱模剂等
增强剂、填充剂、偶联剂、抗 改善机械性能
冲击改性剂、交联剂等
增塑剂、发泡剂等
(radical)
Photochemical
Absorbtion of light influences energy of molecules ->lead less energy to split up
f (Energy)
Radiation
X- Rays, Gammas rays Will lead to split of Unsaturated
塑料助剂（也称作塑料添加剂）是塑料材料加
工过程中出于各种不同目的，如改进加工性能或使用性能， 或降低成本等等加入的一些有机或无机物，绝大多数塑料 中都加有助剂。
塑料助剂可以分为“合成助剂”和“加工助剂”两 大体系。
合成助剂是指由单体制备聚合物树脂过程所涉及的 各种辅助化学品，如阻聚剂、引发剂、分子量调节剂、 终止剂、乳化剂、分散剂和防粘釜剂等。它们旨在改 善聚合条件、调节分子量的大小和分布，与聚合工艺 密切相关，一般不会带入聚合物树脂及其塑料制品中， 此类助剂习惯上归在树脂的合成工艺中讨论。
第五部分塑料材料的常 用助剂
精品
讲授内容
助剂介绍 5-1 抗老化剂 5-2 热稳定剂 5-3 光稳定剂 5-4 增塑剂 5-5 润滑及开口剂 5-6 脱模剂 5-7 抗静电剂
5-8 偶联剂 5-9 增韧剂 5-10 阻燃剂 5-11 发泡剂 5-12 增容剂 5-13 填料 5-14 其它助剂
助剂介绍
普遍采用把粉粒状或液状的塑料助剂，用机械方法分散混 合于树脂之中。机械混和的办法有混合、捏和、密炼、辊炼、 挤出等方法。粉状树脂中需加液状助剂时通常采用捏和机与 密炼机将各组分多次的翻滚，互相渗透，使其分布均匀。
树脂和助剂都是粉状物时常常将秤量后的各组分加入球磨 机内，先初步混匀，再把它们加在二辊混炼机上反复混炼， 然后拉片切粒或者通过挤出机(最好是双螺杆挤出机)的塑化 造粒使均匀混和。
柔软化、轻量化
增塑剂、防雾化剂、着色剂等 改善表面性能和外观
阻燃剂等
难燃化
塑料助剂选用原则
一、助剂对改善性能所起的效果大小 助剂效果大小与它同树脂的相溶性和挥发性有关。 助剂与树脂的相溶性好，助剂分布均匀，两种分子
间存在一定的作用力，助剂分子难以向塑料表面迁 移，作用可持久。对液状助剂和增塑剂希望是高沸 点的，这样才不会在该种塑料加工温度下大量挥发， 容易保持增塑作用。
5.1抗老化剂
树脂、塑料及复合材料在成型加工、贮存和 使用过程中不可避免地要与氧气及光接触，再加 上温度的变化，导致它们在外观、结构和性能上 发生变化，也即老化。
Material ageing: Example Plastics
Thermal
Thermooxidative
Thermal degradation under influence of oxygen is
conectionos, build radicals
?Material Ageing:
Irreversibel chemical and physical processes
Ageing
Accelerated and comparable UV Ageing(Xenon Radiatioin), Hydrolitic testing, Chemical testing)
through degradation of the polymerchain, crosslinking reactions and uncontrolable
On teБайду номын сангаасt speciment (tensile bars, plaques)
changes of the chemical structure
二、卫生性
塑料制品总要与人接触，特别是那些食品包装对人 的健康更有密切关系，因此必须要符合卫生要求。
各类铅盐对聚氯乙烯是高效的热稳定剂，但是无 论在加工操作时还是制成聚氯乙烯塑料制品后的缓 慢迁出都对所接触的人体有害，所以逐渐为其它无 毒或低毒的钡、锌盐类所代替。
三、注意助剂之间存在的“协同”或“对抗”作用
with loss of mechanical propeties, FR properties, color, gloss, brittleness,
Anti Ageing
chemical resistance Factors amplify each other!
Light protection (UV Ageing, Gamma), Antioxidants, Heatstabilizers Can slow down ageing
四、塑料助剂的加入有助于某一性能，但也会存在有 损于另一性能的情况。
树脂中添加一些无机填料后能提高刚性和强度， 但降低了它的电绝缘性能。炭黑是廉价有效的紫外 线吸收剂和抗氧剂，同时还有抗静电作用，但是即 使它的加入量极少也只能得到失去了透明性的黑色 的塑料制品。
五、如何把塑料助剂均匀地加入树脂中，也是一个重要的问题。
所谓“协同作用”是指两种助剂配合使用后比单独用时 的效果大，而‘对抗作用”恰为相反。
受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂分别单独用时的抗 氧效果不如它们并用时的效果，这就是明显的协同作用。
铜、锰、钴、铁、镍等变价的过渡金属促进聚烯烃在氧 化过程中生成氢过氧化物、加速分解生成自由基的作用，因 此不仅不能抗氧化反而起助氧化效果，故在聚烯轻配方中不 能添加含这类金属离子的颜料作为着色剂。
significantly accelerated
Through heat exposure While drying
(extended, too highTemp) Use Temperature
Life Time Testing
Life time of part? Reasonable accelerated testing On part necessary for evaluation
表1 助剂的类型及改性功能
助剂的类型
改性功能
抗氧剂、稳定剂、热稳定剂、 稳定化
光稳定剂、防霉剂、驱避剂等
润 滑 剂 、 增 塑 剂 、 热 稳 定 剂 、 脱改 善 加 工 性 能
脱模剂等
增强剂、填充剂、偶联剂、抗 改善机械性能
冲击改性剂、交联剂等
增塑剂、发泡剂等
(radical)
Photochemical
Absorbtion of light influences energy of molecules ->lead less energy to split up
f (Energy)
Radiation
X- Rays, Gammas rays Will lead to split of Unsaturated
塑料助剂（也称作塑料添加剂）是塑料材料加
工过程中出于各种不同目的，如改进加工性能或使用性能， 或降低成本等等加入的一些有机或无机物，绝大多数塑料 中都加有助剂。
塑料助剂可以分为“合成助剂”和“加工助剂”两 大体系。
合成助剂是指由单体制备聚合物树脂过程所涉及的 各种辅助化学品，如阻聚剂、引发剂、分子量调节剂、 终止剂、乳化剂、分散剂和防粘釜剂等。它们旨在改 善聚合条件、调节分子量的大小和分布，与聚合工艺 密切相关，一般不会带入聚合物树脂及其塑料制品中， 此类助剂习惯上归在树脂的合成工艺中讨论。
第五部分塑料材料的常 用助剂
精品
讲授内容
助剂介绍 5-1 抗老化剂 5-2 热稳定剂 5-3 光稳定剂 5-4 增塑剂 5-5 润滑及开口剂 5-6 脱模剂 5-7 抗静电剂
5-8 偶联剂 5-9 增韧剂 5-10 阻燃剂 5-11 发泡剂 5-12 增容剂 5-13 填料 5-14 其它助剂
助剂介绍
普遍采用把粉粒状或液状的塑料助剂，用机械方法分散混 合于树脂之中。机械混和的办法有混合、捏和、密炼、辊炼、 挤出等方法。粉状树脂中需加液状助剂时通常采用捏和机与 密炼机将各组分多次的翻滚，互相渗透，使其分布均匀。
树脂和助剂都是粉状物时常常将秤量后的各组分加入球磨 机内，先初步混匀，再把它们加在二辊混炼机上反复混炼， 然后拉片切粒或者通过挤出机(最好是双螺杆挤出机)的塑化 造粒使均匀混和。
柔软化、轻量化
增塑剂、防雾化剂、着色剂等 改善表面性能和外观
阻燃剂等
难燃化
塑料助剂选用原则
一、助剂对改善性能所起的效果大小 助剂效果大小与它同树脂的相溶性和挥发性有关。 助剂与树脂的相溶性好，助剂分布均匀，两种分子
间存在一定的作用力，助剂分子难以向塑料表面迁 移，作用可持久。对液状助剂和增塑剂希望是高沸 点的，这样才不会在该种塑料加工温度下大量挥发， 容易保持增塑作用。
5.1抗老化剂
树脂、塑料及复合材料在成型加工、贮存和 使用过程中不可避免地要与氧气及光接触，再加 上温度的变化，导致它们在外观、结构和性能上 发生变化，也即老化。
Material ageing: Example Plastics
Thermal
Thermooxidative
Thermal degradation under influence of oxygen is
conectionos, build radicals
?Material Ageing:
Irreversibel chemical and physical processes
Ageing
Accelerated and comparable UV Ageing(Xenon Radiatioin), Hydrolitic testing, Chemical testing)
through degradation of the polymerchain, crosslinking reactions and uncontrolable
On teБайду номын сангаасt speciment (tensile bars, plaques)
changes of the chemical structure
二、卫生性
塑料制品总要与人接触，特别是那些食品包装对人 的健康更有密切关系，因此必须要符合卫生要求。
各类铅盐对聚氯乙烯是高效的热稳定剂，但是无 论在加工操作时还是制成聚氯乙烯塑料制品后的缓 慢迁出都对所接触的人体有害，所以逐渐为其它无 毒或低毒的钡、锌盐类所代替。
三、注意助剂之间存在的“协同”或“对抗”作用
with loss of mechanical propeties, FR properties, color, gloss, brittleness,
Anti Ageing
chemical resistance Factors amplify each other!
Light protection (UV Ageing, Gamma), Antioxidants, Heatstabilizers Can slow down ageing
四、塑料助剂的加入有助于某一性能，但也会存在有 损于另一性能的情况。
树脂中添加一些无机填料后能提高刚性和强度， 但降低了它的电绝缘性能。炭黑是廉价有效的紫外 线吸收剂和抗氧剂，同时还有抗静电作用，但是即 使它的加入量极少也只能得到失去了透明性的黑色 的塑料制品。
五、如何把塑料助剂均匀地加入树脂中，也是一个重要的问题。
所谓“协同作用”是指两种助剂配合使用后比单独用时 的效果大，而‘对抗作用”恰为相反。
受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂分别单独用时的抗 氧效果不如它们并用时的效果，这就是明显的协同作用。
铜、锰、钴、铁、镍等变价的过渡金属促进聚烯烃在氧 化过程中生成氢过氧化物、加速分解生成自由基的作用，因 此不仅不能抗氧化反而起助氧化效果，故在聚烯轻配方中不 能添加含这类金属离子的颜料作为着色剂。
significantly accelerated
Through heat exposure While drying
(extended, too highTemp) Use Temperature
Life Time Testing
Life time of part? Reasonable accelerated testing On part necessary for evaluation