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    產(chǎn)品應用

    塑料助劑的具體分類(lèi)介紹

    塑料助劑的具體分類(lèi)介紹

    塑料助劑的分類(lèi)方式有多種,比較通行的方法是按照助劑的功能和作用進(jìn)行分類(lèi)。在功能相同的類(lèi)別中,往往還要根據作用機理或者化學(xué)結構類(lèi)型進(jìn)一步細分。
    增塑劑
    增塑劑是一類(lèi)增加聚合物樹(shù)脂的塑性,賦予制品柔軟性的助劑,也是迄今為止產(chǎn)耗量最大的塑料助劑類(lèi)別。增塑劑主要用于PVC軟制品,同時(shí)在纖維素等極性塑料中亦有廣泛的應用。增塑劑所涉及的化合物類(lèi)別大致包括鄰苯二甲酸酯、脂肪二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、環(huán)氧酯、烷基磺酸苯酯、磷酸酯和氯化石蠟等,尤以鄰苯二甲酸酯類(lèi)最為重要。
    熱穩定劑
    如果不加說(shuō)明,熱穩定劑專(zhuān)指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的穩定劑。聚氯乙烯及氯乙烯共聚物屬熱敏性樹(shù)脂,它們在受熱加工時(shí)極易釋放氯化氫,進(jìn)而引發(fā)熱老化降解反應。熱穩定劑一般通過(guò)吸收氯化氫,取代活潑氯和雙鍵加成等方式達到熱穩定化的目的。工業(yè)上廣泛應用的熱穩定劑品種大致包括鹽基性鉛鹽類(lèi)、金屬皂類(lèi)、有機錫類(lèi)、有機銻類(lèi)等主穩定劑和環(huán)氧化合物類(lèi)、亞磷酸酯類(lèi)、多元醇類(lèi)、個(gè)二酮類(lèi)等有機輔助穩定劑。由主穩定劑、輔助穩定劑與其他助劑配合而成的復合穩定劑品種,在熱穩定劑市場(chǎng)具有舉足輕重的地位。 
    加工改性劑
    傳統意義上的加工改性劑幾乎特指硬質(zhì)PVC加工過(guò)程中所使用的旨在改善塑化性能、提高樹(shù)脂熔體黏彈性和促進(jìn)樹(shù)脂熔融流動(dòng)的改性助劑,此類(lèi)助劑以丙烯酸酯類(lèi)共聚物(ACR)為主,在硬質(zhì)PVC制品加工中具有突出的作用?,F代意義上的加工改性劑概念已經(jīng)延展到聚烯烴(如線(xiàn)性低密度聚乙烯LLDPE)、工程熱塑性樹(shù)脂等領(lǐng)域,預計未來(lái)幾年茂金屬樹(shù)脂付諸使用后還會(huì )出現更新更廣的加工改性劑品種。
    抗沖擊改性劑
    廣義地講,凡能提高硬質(zhì)聚合物制品抗沖擊性能的助劑統稱(chēng)為抗沖擊改性劑。傳統意義上的抗沖擊改性劑基本建立在彈性增韌理論的基礎上,所涉及的化合物也幾乎無(wú)一例外地屬于各種具有彈性增韌作用的共聚物和其他的聚合物。以硬質(zhì)PVC制品為例,目前應用市場(chǎng)廣泛使用的品種主要包括氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯共聚物(ACR)、甲基丙烯酸酯—丁二烯—苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯—乙烯基醋酸酯共聚物(EVA)和丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)等。聚丙烯增韌改性中使用的三元乙丙橡膠(EPDM)亦屬橡膠增韌的范圍。20世紀80年代以后,一種無(wú)機剛性粒子增韌聚合物的理論應運而生,加上近年來(lái)納米技術(shù)的飛速發(fā)展,賦予了塑料增韌改性和抗沖擊改性劑新的含義。對此,國內外已有大量的專(zhuān)著(zhù)和文獻見(jiàn)諸報道。 
    阻燃劑
    塑料制品多數具有易燃性,這對其制品的應用安全帶來(lái)了諸多隱患。準確地講,阻燃劑稱(chēng)作難燃劑更為恰當,因為“難燃”包含著(zhù)阻燃和抑煙兩層含義,較阻燃劑的概念更為廣泛。然而,長(cháng)期以來(lái),人們已經(jīng)習慣使用阻燃劑這一概念,所以目前文獻中所指的阻燃劑實(shí)際上是阻燃作用和抑煙功能助劑的總稱(chēng)。阻燃劑依其使用方式可以分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。添加型阻燃劑通常以添加的方式配合到基礎樹(shù)脂中,它們與樹(shù)脂之間僅僅是簡(jiǎn)單的物理混合;反應型阻燃劑一般為分子內包含阻燃元素和反應性基團的單體,如鹵代酸酐、鹵代雙酚和含磷多元醇等,由于具有反應性,可以化學(xué)鍵合到樹(shù)脂的分子鏈上,成為塑料樹(shù)脂的一部分,多數反應型阻燃劑結構還是合成添加型阻燃劑的單體。按照化學(xué)組成的不同,阻燃劑還可分為無(wú)機阻燃劑和有機阻燃劑。無(wú)機阻燃劑包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻、硼酸鋅和赤磷等,有機阻燃劑多為鹵代烴、有機溴化物、有機氯化物、磷酸酯、鹵代磷酸酯、氮系阻燃劑和氮磷膨脹型阻燃劑等。抑煙劑的作用在于降低阻燃材料的發(fā)煙量和有毒有害氣體的釋放量,多為鉬類(lèi)化合物、錫類(lèi)化合物和鐵類(lèi)化合物等。盡管氧化銻和硼酸鋅亦有抑煙性,但常常作為阻燃協(xié)效劑使用,因此歸為阻燃劑體系。
    抗氧劑
    以抑制聚合物樹(shù)脂熱氧化降解為主要功能的助劑,屬于抗氧劑的范疇??寡鮿┦撬芰戏€定化助劑最主要的類(lèi)型,幾乎所有的聚合物樹(shù)脂都涉及到抗氧劑的應用。按照作用機理,傳統的抗氧劑體系一般包括主抗氧劑、輔助抗氧劑和重金屬離子鈍化劑等。主抗氧劑以捕獲聚合物過(guò)氧自由基為主要功能,又有“過(guò)氧自由基捕獲劑”和“鏈終止型抗氧劑”之稱(chēng),涉及芳胺類(lèi)化合物和受阻酚類(lèi)化合物兩大系列產(chǎn)品。輔助抗氧劑具有分解聚合物過(guò)氧化合物的作用,也稱(chēng)“過(guò)氧化物分解劑”,包括硫代二羧酸酯類(lèi)和亞磷酸酯化合物,通常和主抗氧劑配合使用。重金屬離子鈍化劑俗稱(chēng)“抗銅劑”,能夠絡(luò )合過(guò)渡金屬離子,防止其催化聚合物樹(shù)脂的氧化降解反應,典型的結構如酰肼類(lèi)化合物等。最近幾年,隨著(zhù)聚合物抗氧理論研究的深入,抗氧劑的分類(lèi)也發(fā)生了一定的變化,最突出的特征是引入了“碳自由基捕獲劑”的概念。這種自由基捕獲劑有別于傳統意義上的主抗氧劑,它們能夠捕獲聚合物烷基自由基,相當于在傳統抗氧體系中增設了一道防線(xiàn)。此類(lèi)穩定化助劑目前見(jiàn)諸報道的主要包括芳基苯并呋喃酮類(lèi)化合物、雙酚單丙烯酸酯類(lèi)化合物、受阻胺類(lèi)化合物和羥胺類(lèi)化合物等,它們和主抗氧劑、輔助抗氧劑配合構成的三元抗氧體系能夠顯著(zhù)提高塑料制品的抗氧穩定效果。應當指出,胺類(lèi)抗氧劑具有著(zhù)色污染性,多用于橡膠制品,而酚類(lèi)抗氧劑及其與輔助抗氧劑、碳自由基捕獲劑構成的復合抗氧體系則主要用于塑料及艷色橡膠制品。
    光穩定劑
    光穩定劑也稱(chēng)紫外線(xiàn)穩定劑,是一類(lèi)用來(lái)抑制聚合物樹(shù)脂的光氧降解,提高塑料制品耐候性的穩定化助劑。根據穩定機理的不同,光穩定劑可以分為光屏蔽劑、紫外線(xiàn)吸收劑、激發(fā)態(tài)猝滅劑和自由基捕獲劑。光屏蔽劑多為炭黑、氧化鋅和一些無(wú)機顏料或填料,其作用是通過(guò)屏蔽紫外線(xiàn)來(lái)實(shí)現的。紫外線(xiàn)吸收劑對紫外線(xiàn)具有較強的吸收作用,并通過(guò)分子內能量轉移將有害的光能轉變?yōu)闊o(wú)害的熱能形式釋放,從而避免聚合物樹(shù)脂吸收紫外線(xiàn)能量而誘發(fā)光氧化反應。紫外線(xiàn)吸收劑所涉及的化合物類(lèi)型較多,主要包括二苯甲酮類(lèi)化合物、苯并三唑類(lèi)化合物、水楊酸酯類(lèi)化合物、取代丙烯腈類(lèi)化合物和三嗪類(lèi)化合物等。激發(fā)態(tài)猝滅劑意在猝滅受激聚合物分子上的能量,使之回復到基態(tài),防止其進(jìn)一步導致聚合物鏈的斷裂。激發(fā)態(tài)猝滅劑多為一些鎳的絡(luò )合物。自由基捕獲劑以受阻胺為官能團,其相應的氮氧自由基是捕獲聚合物自由基的根本,而且由于這種氮氧自由基在穩定化過(guò)程中具有再生性,因此光穩定效果非常突出,迄今已經(jīng)發(fā)展成為品種最多、產(chǎn)耗量最大的光穩定劑類(lèi)別。當然,受阻胺光穩定劑的作用并不僅僅局限在捕獲自由基方面,研究表明,受阻胺光穩定劑往往同時(shí)兼備分解氫過(guò)氧化物、猝滅單線(xiàn)態(tài)氧等作用。
    填充增強體系助劑
    填充和增強是提高塑料制品物理機械性能和降低配合成本的重要途徑。塑料工業(yè)中所涉及的增強材料一般包括玻璃纖維、碳纖維、金屬晶須等纖維狀材料。填充劑是一種增量材料,具有較低的配合成本,包括碳酸鈣、滑石粉、陶土、云母粉、二氧化硅、硫酸鈣、粉煤灰、紅泥以及木粉和纖維素等天然礦物、合成無(wú)機物和工業(yè)副產(chǎn)物。事實(shí)上,增強劑和填充劑之間很難區分清楚,因為幾乎所有的填充劑都有增強作用。由于填充劑和增強劑在塑料中的用量很大,有的已經(jīng)自成一個(gè)行業(yè)體系,習慣上已不在加工助劑的范疇討論。應當說(shuō)明的是,近年來(lái)廣泛研究的納米填充增強材料對塑料的改性作用已經(jīng)遠遠超出填充和增強的意義,它們的應用將給塑料工業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)新的革命。偶聯(lián)劑是無(wú)機和天然填充與增強材料的嚷面改性劑,由于塑料工業(yè)中的增強和填充材料多為無(wú)機材料,配合量又大,與有機樹(shù)脂直接配合時(shí)往往導致塑料配合物加工和應用性能的下降。偶聯(lián)劑作為表面改性劑能夠通過(guò)化學(xué)作用或物理作用使無(wú)機材料的表面有機化,進(jìn)而增加配合量并改善配合物的加工和應用性能。目前見(jiàn)諸報道的偶聯(lián)劑大致包括長(cháng)碳鏈脂肪酸、硅烷類(lèi)化合物、有機鉻化合物、鈦酸酯類(lèi)化合物、鋁酸酯類(lèi)化合物、鋯酸酯類(lèi)化合物以及酸酐接枝的聚烯烴等。 
    抗靜電劑
    抗靜電劑的功能在于降低聚合物制品的表面電阻,消除靜電積累可能導致的靜電危害。按照使用方式的不同,抗靜電劑可以分為內加型和涂敷型兩種類(lèi)型。內加型抗靜電劑是以添加或共混的方式配合到塑料配方中,成型后從制品的內部遷移到表面或形成導電網(wǎng)絡(luò ),進(jìn)而達到降低表面電阻泄放電荷的目的。涂敷型抗靜電劑是以涂布或浸潤的方式附著(zhù)在塑料制品的表面,藉此吸收環(huán)境中的水分,形成能夠泄放電荷的電解質(zhì)層。從化學(xué)物質(zhì)的組成來(lái)看,傳統的抗靜電劑幾乎無(wú)一例外地屬于表面活性劑類(lèi)化合物,包括季銨鹽類(lèi)陽(yáng)離子表面活性劑,烷基磺酸鹽類(lèi)陰離子表面活性劑,烷醇胺、烷醇酰胺和多元醇脂肪酸酯等非離子表面活性劑等。然而,近年來(lái)出現的“高分子量永久型抗靜電劑”打破了這種常規,它們一般系親水性的嵌段共聚物,以共混合金的方式與基礎樹(shù)脂配合,通過(guò)形成導電通道傳導電荷。與表面活性劑類(lèi)抗靜電劑相比,這種高分子量永久型抗靜電劑不會(huì )因遷移、揮發(fā)和萃取而損失,因而抗靜電性持久穩定,并極少受環(huán)境濕度的影響。
    潤滑劑和脫模劑
    潤滑劑是配合在聚合物樹(shù)脂中,旨在降低樹(shù)脂粒子、樹(shù)脂熔體與加工設備之間以及樹(shù)脂熔體內分子間摩擦,改善其成型時(shí)的流動(dòng)性和脫模性的加工改性助劑,多用于熱塑性塑料的加工成型過(guò)程,包括烴類(lèi)(如聚乙烯蠟、石蠟等)、脂肪酸類(lèi)、脂肪醇類(lèi)、脂肪酸皂類(lèi)、脂肪酸酯類(lèi)和脂肪酰胺類(lèi)等。脫模劑可涂敷于模具或加工機械的表面,亦可添加于基礎樹(shù)脂中,使模型制品易于脫模,并改善其表面光潔性臥前者稱(chēng)為涂敷型脫模劑,是脫模劑的主體,后者為內脫模劑,具有操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。硅油類(lèi)物質(zhì)是工業(yè)上應用最為廣泛的脫模劑類(lèi)型。 
    分散劑
    我們知道,塑料制品實(shí)際上是基礎樹(shù)脂與各種顏料、填料和助劑的混合體,顏料、填料和助劑在樹(shù)脂中的分散程度對塑料制品性能的優(yōu)劣至關(guān)重要。分散劑是一種促進(jìn)各種輔助材料在樹(shù)脂中均勻分散的助劑,多用于母料、著(zhù)色制品和高填充制品。包括烴類(lèi)(石蠟油、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟等)、脂肪酸皂類(lèi)、脂肪散酯類(lèi)和脂肪酰胺類(lèi)等。
    交聯(lián)劑
    塑料的交聯(lián)與橡膠的硫化本質(zhì)上沒(méi)有太大的差別,但在交聯(lián)助劑的使用上卻不完全相同。樹(shù)脂的交聯(lián)方式主要有輻射交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)兩種方式,有機過(guò)氧化物是工業(yè)上應用最廣泛的交聯(lián)劑類(lèi)型。有時(shí)為了提高交聯(lián)度和交聯(lián)速度,常常需要并用一些助交聯(lián)劑和交聯(lián)促進(jìn)劑。助交聯(lián)劑是用來(lái)抑制有機過(guò)氧化物交聯(lián)劑在交聯(lián)過(guò)程中對聚合物樹(shù)脂主鏈可能產(chǎn)生的自由基斷裂反應,提高交聯(lián)效果,改善交聯(lián)制品的性能,其作用在于穩定聚合物自由基。交聯(lián)促進(jìn)劑則以加快交聯(lián)速度,縮短交聯(lián)時(shí)間為主要功能。不飽和聚酯和環(huán)氧樹(shù)脂等熱固性塑料的固化劑亦屬交聯(lián)劑的范疇,常見(jiàn)的類(lèi)型如有機胺和有機酸酐類(lèi)化合物。另外,紫外線(xiàn)輻射交聯(lián)工藝中所使用的光敏化劑也可視作交聯(lián)助劑看待。 
    發(fā)泡劑
    用于聚合物配合體系,旨在通過(guò)釋放氣體獲得具有微孔結構聚合物制品,達到降低制品表觀(guān)密度之目的的助劑稱(chēng)之為發(fā)泡劑。根據發(fā)泡過(guò)程產(chǎn)生氣體的方式不同,發(fā)泡劑可以分為物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩種主要類(lèi)型。物理發(fā)泡劑一般依靠自身物理狀態(tài)的變化釋放氣體,多為揮發(fā)性的液體物質(zhì),氟氯烴(如氟里昂)、低烷烴(如戊烷)和壓縮氣體是物理發(fā)泡劑的代表?;瘜W(xué)發(fā)泡劑則是基于化學(xué)分解釋放出來(lái)的氣體進(jìn)行發(fā)泡的,按照結構的不同分為無(wú)機類(lèi)化學(xué)發(fā)泡劑和有機類(lèi)化學(xué)發(fā)泡劑。無(wú)機發(fā)泡劑主要是一些對熱敏感的碳酸鹽類(lèi)(如碳酸鈉、碳酸氫銨等)、亞硝酸鹽類(lèi)和硼氫化合物等,其特征是發(fā)泡過(guò)程吸熱,也稱(chēng)吸熱型發(fā)泡劑。有機發(fā)泡劑在塑料發(fā)泡劑市場(chǎng)具有非常突出的地位,代表性的品種有偶氮類(lèi)化合物、N—亞硝基類(lèi)化合物和磺酰肼類(lèi)化合物等。有機發(fā)泡劑的發(fā)泡過(guò)程多伴隨放熱反應,又有放熱型發(fā)泡劑之稱(chēng)。此外,一些具有調節發(fā)泡劑分解溫度的助劑,即發(fā)泡助劑亦屬發(fā)泡劑之列。
    防霉劑
    防霉劑又稱(chēng)微生物抑制劑,是一類(lèi)抑制霉菌等微生物生長(cháng),防止聚合物樹(shù)脂被微生物侵蝕而降解的穩定化助劑。絕大多數聚合物材料對霉菌并不敏感,但由于其制品在加工中添加了增塑劑、潤滑劑、脂肪酸皂類(lèi)等可以滋生霉菌類(lèi)的物質(zhì)而具有霉菌感受性。塑料用防霉劑所包含的化學(xué)物質(zhì)很多,比較常見(jiàn)的品種包括有機金屬化合物(如有機汞、有機錫、有機銅、有機砷等)、含氮有機化合物、含硫有機化合物、含鹵有機化合物和酚類(lèi)衍生物等。


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