塑料添加剂
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抗静电剂又称静电消除剂。
混入塑料中或涂覆于塑料制品表面,能降低表面电阻,适度赋予导电性,从而消除或防止静电荷积累所产生的危害的添加剂。
抗静电剂大多属离子型和非离子型表面活性剂。
其作用机理主要有4种:亲水基团增加塑料制品表面吸湿性,形成单分子导电膜层;增加制品表面的离子浓度,提高其导电性;增大摩擦体之间的介电性;增加制品表面平滑性,减低其摩擦系数。
按使用方法,可分为涂覆型和内加型两类。
涂覆型抗静电剂可用各种涂覆方法涂施于制品表面,见效快,适应面广,但易因摩擦和洗涤而损失,因此只有短期抗静电效果。
内加型抗静电剂可直接混入塑料中,均匀分散后,有持久性抗静电效果,故普遍采用。
抗氧剂又称抗氧化剂。
能抑制或延缓塑料在制造、加工、应用和贮存中,因受热、光、机械应力、电场、辐射及添加剂中所含重金属离子等因素所引起的塑料及制品外观和内在性能的劣化作用。
其种类繁多。
按化学结构可分为酚类、胺类、含磷化合物、含硫化合物和有机金属盐等5大类。
根据不同的作用机理,酚类和胺类又称为主抗氧剂,含磷和硫的化合物又称为辅抗氧剂。
主抗氧剂的作用是捕获氧化降解中产
生的活泼自由基,从而中断链式降解反应,达到抗氧化目的。
辅助抗氧剂的作用是将氧化降解的中间产物分解为非自由基产物。
通常,主、辅抗氧剂并用,通过相互的协同效应达到最佳的抗氧化效果。
抗氧剂研究的主要方向是提高抗氧效率、持久性和相容性。
近年来出现了大分子量(500~1000)抗氧剂,分子内除含有抗氧基团外,还有庞大的辅助基团,借助增大分子量来提高抗氧持久性。
此外,还有反应型抗氧剂,能在塑料制造和加工过程与合成树脂组分发生化学反应,有永久性抗氧剂之称。
光稳定剂能抑制或减弱塑料因吸收紫外光而导致的光降解或光老化作用,延长塑料制品使用及贮存寿命的添加剂。
其机理在于屏蔽光辐射源,吸收并消散能引发塑料降解的紫外光辐射,或消散塑料分子上的激发态能量。
光稳定剂可在塑料配混中混入。
常用的光稳定剂有:水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和有机络合物类。
发泡剂能在特定条件下产生大量气体,使塑料形成连续或不连续微孔型结构的添加剂。
具有这种微孔结构的塑料,称为泡沫塑料或微孔塑料。
根据产生气体的方式,发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。
①物理发泡剂:一般是无味、无毒的惰性气体,或稳定性良好、沸点低的不燃性液体。
常用惰性气体有氮、二氧化碳和空气,常用低沸点液体有四氯乙烷、氯甲烷和戊烷等。
此外,可溶出性固体化合物(如食盐)也是常用的物理发泡剂。
物理发泡剂适用于聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等的发泡。
②化学发泡剂:在室温下稳定,而在塑料加工温度下能分解释出大量气体的化合物。
在泡沫塑料制造中应用很普遍。
工业上常用的化学发泡剂大多是释放氮为主要气相成分的有机化合物,和能分解并分别释放氨或二氧化碳的碳酸氢铵和碳酸氢钠。
化学发泡剂多适用于各种热塑性塑料的发泡。
为了降低化学发泡剂的分解温度,改善其分散性和提高发泡量,也常使用一种能活化化学发泡剂的发泡促进剂,或称助发泡剂,如水杨酸、尿素等。
阻燃剂能阻止塑料引燃或抑制火焰蔓延的添加剂。
多为含卤素、磷、锑、硼、铝等元素的无机或有机化合物。
按其使用方式,可分为反应型和添加型两大类。
反应型阻燃剂作为单体参与合成树脂的聚合反应,对塑料性能影响较小。
添加型阻燃剂则在塑料配混过程中,以一般方法混入合成树脂,使用方便,适应性强,但常会影响塑料性能。
常用品种有三氧化二锑(锑白)、三水合氧化铝、硼酸锌、偏硼酸锌、四溴丁烷、六溴联苯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯等。
大多数阻燃剂常按多种机理发挥其功能,因此,常同时使用几种阻燃剂以求达到最佳的协同效应。
由于塑料在建筑、汽车、飞机等工业领域中应用日益广泛,对阻燃要求日趋严格,所以阻燃剂的增效性配方研究成为实用研究的重要课题。
此外,塑料燃烧生成的烟雾和毒性气体所引起的生理效应日益受到重视,所以,开发不挥发性阻燃剂,以增大表面结焦层及其稳定性,减少燃烧时毒性气体的逸散,也是当代阻燃剂研究的重点课题之一。