塑料的(de)生产过(guò)程中,聚合物、助剂、加工设备是三个主要的物质条件。
热塑性塑料(liào)所使用的助剂品种和数量较多,热固性塑料的加工(gōng)中(zhōng)除了固化所需要的助剂外(wài),对其他助剂的需求(qiú)则相对(duì)较少。
助剂的用量较小,一般为聚合物重量的(de)百分之几(jǐ),甚至千分之几。但像增(zēng)塑剂、补强剂、填(tián)充剂、软化剂、阻燃剂(jì)等用量(liàng)较大,可(kě)达(dá)10份至数十份。助(zhù)剂的用量虽小,但作用显著,甚至可(kě)以使某些因性能缺陷较大或加工很困难而几乎(hū)失去实用价值的聚合物变成宝(bǎo)贵的材料(liào)。
由于助剂的使用,从而使许(xǔ)多精细化工产(chǎn)品获得更有效地(dì)应用。因此,助剂又形象地(dì)被(bèi)称为“工业(yè)味精”。
按目的选择(zé)助剂
增韧 —— 选弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料;
增强(qiáng) ——选玻璃纤维、碳纤维、晶须和(hé)有机纤维;
阻(zǔ)燃 ——溴类(普通溴系和环保溴系)、磷类、氮类、氮(dàn)/磷复合类膨胀型阻燃剂(jì)、三氧化二锑、水合金属氢氧化物;
抗静电 —— 各类(lèi)抗静电剂;
导(dǎo)电 —— 碳类(lèi)(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、稀土磁粉包括钐钴类(SmCo5或Sm2Co17)、钕铁硼类(NdFeB)、钐铁氮类(SmFeN)、铝镍钴类磁(cí)粉三大类;
导热(rè) —— 金(jīn)属纤(xiān)维和金属粉末、金属氧化物、氮化物和碳化物;碳类(lèi)材料如炭黑、碳纤维、石(shí)墨和碳纳米(mǐ)管;半导体材料如硅、硼;
耐热 —— 玻璃纤维、无机填料、耐热剂如取代马来酰亚胺类和(hé)β晶型成核(hé)剂;
透明 —— 成核剂,对PP而(ér)言α晶型成核剂的山梨醇系列Millad 3988效果最(zuì)好;
耐磨 —— 石墨、二硫化钼、铜粉等;
绝缘(yuán) —— 煅烧高(gāo)岭土等;
阻隔 —— 云(yún)母、蒙(méng)脱土、石英等。
按制品特性选择(zé)助剂
一、提高稳定性的助剂
即稳定剂,是防止或延缓聚合物在加工(gōng)、贮藏和使(shǐ)用过程中老化变(biàn)质(zhì)。由于老化的机理各异,稳定化助剂又分为以下(xià)四(sì)类:
1、抗(kàng)氧剂
(1)自由基抑制(zhì)剂:主抗氧剂(jì),包括胺类和酚类;
(2)过氧化物(wù)分解剂(jì):辅助抗氧(yǎng)剂,主(zhǔ)要是硫代二(èr)羧(suō)酸酯(zhǐ)和亚磷酸酯,通常与主抗氧剂并用。
2、光稳定剂
又称为紫外(wài)光稳定剂
(1)光(guāng)屏蔽剂:炭黑、氧化锌和一些无(wú)机颜料(liào);
(2)紫外光吸收剂:水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等;
(3)猝灭剂:主要(yào)是镍的(de)有机(jī)螯合物。
3、热稳定剂(jì)
一般专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物所用(yòng)的(de)稳定剂(jì)
(1)主(zhǔ)稳定剂:盐基性(xìng)铅盐、金属皂类和盐类(lèi)、有机锡化合物等。
(2)辅助稳定剂(jì):环氧化合(hé)物、亚磷酸酯、多元醇等。
(3)复合(hé)稳定剂:由主稳定剂(主要是金属皂类和盐类以及(jí)有机锡化合物)与辅助稳定剂、其他稳定化助剂组成。
4、防霉剂
绝大多数聚合物对霉菌是不敏感的,但由于在加工中添加了增塑剂、润滑剂、脂肪酸皂类热稳定剂等可以滋生霉菌(jun1)的(de)物质,从而具有霉(méi)菌易感受性。防(fáng)霉剂的化学类型很多,包括元素有机化合物(wù)、含氮有机物、二硫代(dài)氨基甲酸盐、三(sān)卤代甲基硫化物、有(yǒu)机卤化物和酚类衍生物等。
二(èr)、改善机械性能(néng)的助剂
改善如拉伸(shēn)强度、硬度、刚性、冲击强度(dù)、热(rè)变形性等。主要包(bāo)括以下三类:
1、树脂交联剂 —— 分为辐射交联和化学交联
化学交联采用交联(lián)剂,常用有(yǒu)机(jī)过氧化物与(yǔ)一(yī)些交联剂和交联促进剂(jì)并用,以提高交联度和交联速度。环氧树脂的交联(lián)剂(jì)即为固(gù)化剂,常采用胺和有机(jī)酸酐。紫外线交联的光敏化剂也属于交联剂。
2、补强剂、填充剂和偶联剂
具有补强(qiáng)作用的纤维型填充(chōng)剂如玻璃纤维、碳纤维、金属晶须等;填充(chōng)剂主要有碳酸钙、陶土、滑(huá)石、云母、氧化(huà)硅、硫酸钙、亚硫酸钙、木粉和纤维等;偶联剂是无机质的增强材料和填(tián)充剂与有机质的聚合物之间的桥梁,可以显(xiǎn)著(zhe)提高塑料(liào)的机械强度,主要为含(hán)有功能性基(jī)团的硅烷和钛酸酯类化合物。
3、抗冲击剂 —— 用(yòng)于改(gǎi)善硬质塑料制品的(de)抗冲击性(xìng)能
常用的有(yǒu):MBS(甲基丙烯酸酯(zhǐ)-丁(dīng)二烯-苯乙烯共聚物)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(xī)共聚(jù)物)以及CPE(氯化聚乙烯)。
三、改善加工性(xìng)能的助剂
包(bāo)括润滑剂、脱模剂、软化剂等。增塑剂也有改善聚合物加(jiā)工性能的作用。润滑剂可以改善聚合物加热成型时的流动性和脱模性,包括烃类、脂肪酸及其(qí)酰胺、酯(zhǐ)、金属皂等衍生物。脱模剂涂布(bù)于模具表面,使模制品易于脱模,并使其(qí)表面光洁,常采用硅油(yóu)。
四、柔软化和轻(qīng)质化的助剂
1、增塑剂
增塑剂的绝大部分用于(yú)PVC,是消耗(hào)量最大的助(zhù)剂。增塑剂中以(yǐ)邻苯二甲酸酯类为主(zhǔ),其他还有脂肪(fáng)族二(èr)元酸酯、偏(piān)苯三酸酯、磷酸酯(zhǐ)、环(huán)氧酯、聚酯、烷基磺酸苯酯和氯化石蜡等类。
2、发泡剂
主要用于泡沫塑料。常用的发泡剂(jì)有偶氮化合(hé)物、亚硝基化合物、磺酰肼等类。用于调(diào)整(zhěng)发泡剂分解温度的发泡(pào)助剂,有尿素类、有机酸类和脂肪酸皂类。
五、难燃化的助剂
“难燃”包含不燃和阻燃两个概念(niàn)。目前使用的难燃化助剂主要指阻燃剂。含有阻燃剂的塑料接触火源时燃烧缓慢,脱(tuō)离火(huǒ)源后立即熄灭。
资料来源:塑料技术(shù)咨询 . 中塑在线
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