塑料助剂的基本知识及用途

晨美塑胶颜料色母粒厂家生产销售各种塑料助剂。

2025-02-27 07:49:34

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回答（1）：

塑料助剂在塑料中加入助剂的目的主要是为了改善加工性能，提高使用效能和降低成本。助剂在塑料用料中所占比例较少，但对塑料制品的质量却有很大影响。不同种类的塑料，因成型加工方法以及使用条件不同，所需助剂的种类和用量也不同。主要的助剂有以下几类：

1、稳定剂

我们都知道塑料制品在加工、贮存和使用过程中，在光、热、氧的作用下，会发生褪色、脆化、裂开的老化现象。为延缓和阻止老化现象的发生，必须加入稳定剂。主要用来防止热老化的，叫热稳定剂；主要用来防止氧化老化的，叫做抗氧剂;主要用来防止光老化的，叫做光稳定剂，它们统称为稳定剂。

当今性能最优秀的塑料稳定剂是甲基锡热稳定剂(简称181)，对硬质聚乙烯(pvc)的压延，挤塑，注塑和吹塑成型都非常有效。又由于它安全性高，所以特别用于食品包装和高清晰度的硬质聚乙烯制品，同时，它也被普遍应用于塑料门窗，上水管道，装饰材料中，以取代其他高毒性的塑料热稳定剂。它在美国，欧洲，日本得到了广泛的应用。近几年，181甲基锡热稳定剂在我国开始大量应用。

2、增塑剂

增塑剂能增加塑料的柔软性、延伸性、可塑性，降低塑料流动温度和硬度，有利于塑料制品的成型。常用的有苯二甲酸酯类、癸二酸酯类、氯化石蜡及樟脑等。我们最常见的是樟脑。

3、阻燃剂

能够提高塑料耐燃性的助剂叫做阻燃剂。含有阻燃剂的塑料大多数具有自熄性，或燃烧速率减缓等。常用的阻燃剂有氧化锑及铝、硼的化合物，卤化物和磷酸酯、四氯苯二甲酸酐、四澳苯二甲酸酐等。

4、抗静电剂

抗静电剂起着消除或减少塑料制品表面产生静电的作用。抗静电剂大多数是电解质，它们与合成树脂的相溶性有限，这样可以迁移至塑料表面，达到吸潮和消除静电的作用。

5、发泡剂

塑料发泡剂是一种在一定温度下可以气化的低分子有机物，如二氯二氟甲烷;或者受热时会分解出气体的有机化合物。这些气体留在塑料基体中便形成有许多细微泡沫结构的泡沫塑料。常用的有偶氮化合物、亚硝基化合物等。

6、着色剂

着色剂用于塑料的着色。主要起美化、修饰作用。塑料制品中约有80%是经过着色后制成最终制品的。

7、润滑剂

润滑剂是为了改善塑料加热成型时的脱模性和提高制品的表面光洁度而加入的物质。常用的润滑剂有：硬脂酸及其盐类、石蜡、合成蜡等。

8、增强材料和填料

在许多塑料中，增强材料和填料占有相当的比重，尤其是增强塑料和钙塑材料。主要目的是：为了提高塑料制品的强度和刚性，一般加入各种纤维材料或无机物。最常用的增强材料有：玻璃纤维、石棉、石英、炭黑、硅酸盐、碳酸钙、金属氧化物等。

回答（2）：

　　塑料助剂又叫塑料添加剂，是聚合物（合成树脂）进行成型加工时为改善其加工性能或为改善树脂本身性能所不足而必须添加的一些化合物。例如，为了降低聚氯乙烯树脂的成型温度，使制品柔软而添加的增塑剂；又如为了制备质量轻、抗振、隔热、隔音的泡沫塑料而要添加发泡剂；有些塑料的热分解温度与成型加工温度非常接近，不加入热稳定剂就无法成型。因而，塑料助剂在塑料成型加工中占有特别重要的地位。
　　应用途径：
　　一、成核剂
　　成核剂是一种用来改变聚丙烯结晶行为，进而改变其结晶形态、力学性能、热力学性能和光学性能的功能性助剂。
　　1、聚丙烯成核剂 HBP
　　添加成核剂改性后的聚丙烯具有透明性好、光泽度高，力学性能和加工性能优良等特点，其使用范围也比较广泛。
　　2、聚甲醛成核剂
　　聚甲醛(POM)是一种具有优良综合性质的高结晶工程塑料。其强度和硬度高、刚性好，并且有良好的耐磨性和耐疲劳性，因而被用来代替有色金属和合金，广泛应用于汽车、电子电器、建筑、机械等行业。由于聚甲醛的结晶度高(一般结晶度超过 60%)，制品存在缺口，冲击强度低、成型收缩率大的缺点，与其他各种优异性能不匹配，需要进一步改进。改进聚甲醛材料的性能主要有两种方法：严格控制加工条件和加入成核剂。研究发现，结晶性高聚物的冲击强度与球晶的大小和分布有关。实验主要是通过在聚甲醛中加入成核剂，改变聚甲醛球晶的形态，减小其结晶尺寸和成型加工过程中的收缩率，提高其冲击性，优化聚甲醛性能，使其能满足一些特殊要求。
　　二、抗氧化剂
　　PP，PE，PS等塑料在制造、加工、储存和使用过程中，由于光\氧、热等因素的作用，常常发生氧化降解，引起塑料劣化，致使塑料失去耐候性和耐久性，影响塑料的强度和外观。为了延长高分子材料的寿命，抑制或者延缓聚合物的氧化降解，通常使用抗氧剂。
　　1、主抗氧剂
　　主抗氧剂又称自由基捕捉剂，是抗氧剂中起主要作用的一类。它能捕捉在聚合物热氧化老化中生成的含氧自由基(·OH，RO·，ROO·)和碳自由基(但效果差)，从而中止或减缓聚合物的热氧老化。
　　2、辅助抗氧剂
　　辅助抗氧剂又称氢过氧化物分解剂。它是一类能够将热氧化老化链反映中生成的聚合物氢过氧化物分解，使之生成失去活性的化合物，从而终止或减缓热氧老化的助剂。由于它与主抗氧化剂常有协同效应，并只在与主抗氧化剂并用时才能发挥最大的效果，故通称辅助抗氧剂。
　　3、碳自由基捕捉剂
　　碳自由基(即烷基自由基)通常在热氧化老化的链反应中，在无氧及高温的情况下生成。
　　三、增塑剂
　　增塑剂是现代塑料工业最大的助剂品种，对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发展起着决定性作用。凡能和树脂均混合，混合时不发生化学变化，但能降低物料的玻璃化温度和塑料成型加工时的熔体黏度，且本身保持不变，或虽起化学变化但能长期保留在塑料制品中并能改变树脂的某些物理性质，具有这些性能的液体有机化合物或低熔点的固体，均称为增塑剂。
　　聚酯增塑剂由二元酸和二元醇通过缩合反应制得，种类主要有己二酸类聚酯和苯酐聚酯等。聚酯增塑剂与一般常用的增塑剂最大的不同在于具有较大的分子量。聚酯增塑剂的分子量可以与 PVC相当，因此与PVC具有更好的相容性。更由于其挥发性低，耐油及耐脂肪族或芳香族碳氢化合物的抽出，在油漆与橡胶中耐迁移，且耐老化性能优异，与低分子量增塑剂相比，聚酯增塑剂具有耐抽出、耐高温和迁移性小等性能超群的特点，使它享有“永久性增塑剂”之称，是发展较快的一类增塑剂。
　　四、热稳定剂
　　1、稀土热稳定剂的热稳定机理
　　稀土元素有众多的轨道可作为中心离子接受配位体的孤对电子，同时，稀土金属离子有较大的离子半径，与无机或有机配位体主要通过静电引力形成离子配键。PVC 降解时释放的 HCL 反应有强烈的催化作用，普遍认为它是离子型机理催化反应的，有 [CLHCL] - 或 [CL] - 离子参与反应过程，而 [CLHCL] - 或 [CL] - 离可作为提供孤对电子的配位体，按照 Pearson 提出的“软硬酸碱原则”，硬碱氯离子与稀土金属离子易形成稳定的络合物。因此稀土原子与 PVC 链上的氯原子之间具有很强的配位络合能力， [CLHCL] - 、 [CL] - 即不在参与催化脱 HCL的反应，那么对 PVC 就起到了一定的稳定作用。
　　2、抗氧剂 F 对聚甲醛热稳定作用
　　聚甲醛(POM)作为一种综合性能优良的工程塑料，被广泛应用。但由于其特殊的分子结构，POM热稳定性较差。在其熔融加工过程中，易在热、氧作用下发生断链、按自由基型分解方式进行热降解，进而发生连续脱甲醛反映。通常加入抗氧剂来捕捉体系产生的自由基，中断整个体系自动氧化循环过程，起到抗氧稳定作用在。　　
　　1)采用热失重率、热失重速率、平衡扭矩分析测试结果表明，抗氧剂 F 在用量为 0.3~0.4时，对 POM可达到与 0.5%Irganox245 相当，甚至更好的热稳定效果。
　　2)抗氧剂 F能高效抑制 POM树脂在高温加工过程中所引起的热、氧、应力作用降解，有效延长POM制品的长期热、氧寿命，并且较少用量的抗氧剂 F(0.3%)热、氧稳定效能达到0.5%Irganox245 的水平，可将其推广应用于 POM生产，进一步提高 POM热稳定性，降低生产成本。
　　

回答（3）：

塑料助剂的基本知识
用于塑料成型加工品的一大类助剂，包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂(见颜料)、填充剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂等。其中着色剂、增白剂和填充剂不是塑料专用化学品，而是泛用的配合材料。

　　塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的。20世纪60年代以后，由于石油化工的兴起，塑料工业发展甚快，塑料助剂已成为重要的化工行业。根据各国塑料品种构成和塑料用途上的差异，塑料助剂消费量约为塑料产量的8％～10％。目前，增塑剂、阻燃剂和填充剂是用量最大的塑料助剂。

　　增塑剂　一类可以在一定程度上与聚合物混溶的低挥发性有机物，它们能够降低聚合物熔体的粘度以及产物的玻璃化温度和弹性模量。其作用机理是基于增塑剂分子对聚合物分子链间引力的削弱。

　　增塑剂是最早使用的塑料助剂。19世纪下半叶，就曾采用樟脑和邻苯二甲酸酯作硝酸纤维素的增塑剂。1935年聚氯乙烯工业化后，增塑剂得到广泛应用。目前，约80％用于聚氯乙烯和氯乙烯共聚物，其余用于纤维素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、天然和合成橡胶。软质聚氯乙烯平均外加45％～50％(质量，下同)增塑剂。由于不需或仅少量添加增塑剂的硬质聚氯乙烯的迅速发展，增塑剂在许多工业发达国家的增长率已低于聚氯乙烯。中国聚氯乙烯软质制品仍占很大比例，故增塑剂仍将有较快的发展。

　　邻苯二甲酸酯类是增塑剂的主体，其产量约占增塑剂总产量的80％左右，其中邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)是最重要的品种。生产规模较小的增塑剂有：己二酸和癸二酸的酯类（具有良好耐寒性），磷酸酯类（具有阻燃作用），环氧油和环氧酯类(与热稳定剂有协同作用)，偏苯三酸酯和季戊四醇酯（耐热性较好），氯化石蜡(辅助增塑剂和阻燃增塑剂)，烷基磺酸苯酯（辅助增塑剂）。

　　热稳定剂　主要功能是防止加工时的热降解，也有防止制品在长期使用过程中老化的作用。用量较大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的热稳定剂。热稳定剂在软质制品中的用量为2％左右，而在硬质制品中为3％～5％。

　　热稳定剂的主要类别有盐基性铅盐、脂肪酸皂、有机锡、有机辅助稳定剂和复合稳定剂。①盐基性铅盐(即碱式铅盐)如三盐基碳酸铅和二盐基亚磷酸铅，使用最早，目前仍大量采用。其耐热性、电绝缘性、耐候性均较好，价格低，但有毒，不透明，分散性差。②脂肪酸皂，主要是硬脂酸和月桂酸的镉、钡、钙、锌、镁盐。通常将镉皂和钡皂，钙皂和锌皂并用，以产生协同效应。镉皂毒性大，钡皂也有一定毒性，但钙皂和锌皂无毒。③有机锡，是近来发展最快的类别。具有良好的透明性，许多品种的耐热性和耐候性十分突出，是硬质透明制品必不可少的热稳定剂。二巯基醋酸异辛酯、二正辛基锡是应用最广的无毒稳定剂。④亚磷酸酯和环氧化合物，作为辅助稳定剂常用作复合稳定剂的组分。复合稳定剂有通用的镉－钡（锌）、耐硫化污染的钡-锌、无毒的钙-锌以及有机锡复合物等类型，多为液态。

　　抗氧剂　即抗氧化剂。在室温和较高的温度下，大多数聚合物都会发生速度不等的自动氧化反应，它引起塑料发黄、降解和强度下降，凡能抑制或延缓此反应的物质均可称为抗氧剂。1918年开始用酚类抑制橡胶的氧化。30年代烷基酚类、对苯二胺类等现代抗氧剂的最初品种陆续问世。抗氧剂在塑料中虽用量较少(0.1％～1.0％)，但却是聚烯烃、苯乙烯类树脂、聚氯乙烯、聚酰胺、聚缩醛等大吨位塑料的重要助剂。在橡胶工业中，抗氧剂仍习惯称为防老剂。

　　塑料用抗氧剂主要是酚类主抗氧剂和硫代二丙酸酯、亚磷酸酯等辅助抗氧剂。主抗氧剂又称链终止剂，其功能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，其代表性品种是2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)和四［3-（3′，5′-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯(抗氧剂1010)。辅助抗氧剂又称过氧化物分解剂，其作用是将氧化降解的中间产物分解为非自由基产物。硫代二丙酸二月桂酯和亚磷酸一苯二异辛酯是最常用的辅助抗氧剂。主、辅抗氧剂通常并用，以发挥协同效应。

　　光稳定剂　塑料和其他聚合物吸收了紫外光能量，可引发自动氧化反应，并导致降解。这一过程称为光氧化或光老化，能够抑制或延缓这一过程的物质称为光稳定剂。20世纪40年代，最先在醋酸纤维素中使用水杨酸苯酯作光稳定剂。50年代初和60年代初，分别出现了二苯甲酮和苯并三唑类，70年代中期又出现了受阻胺类光稳定剂。光稳定剂主要用于聚烯烃，尤其是聚丙烯。聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酯也使用少量的光稳定剂，其用量约0.1％～0.5％。

　　按其作用机理，光稳定剂有紫外线吸收剂、猝灭剂、光屏蔽剂之分。紫外线吸收剂强烈吸收290～400nm波长的紫外光，2-羟基－4-辛氧基二苯甲酮（UV-531）和2-（3′，5′－二叔丁基－2′－羟基苯基）－5－氯苯并三唑(UV-327)是效果最佳的两个品种。猝灭剂大多是镍的有机络合物。它能迅速而有效地将吸收能量的激发态分子猝灭（回复到平衡态），从而避免引发光化学反应。光屏蔽剂可减弱紫外线的透射作用，通常用炭黑。新型的受阻胺类光稳定剂主要是四甲基或五甲基哌啶醇的衍生物，它们具有捕获自由基、猝灭单线态氧和分解过氧化物的综合功能，因此是很有效的光稳定剂。

　　阻燃剂　大多数塑料具可燃性。随着塑料在建筑、家具、交通、航空、航天、电器等方面的广泛应用，提高塑料的阻燃性已成为十分迫切的课题。阻燃剂是抑制聚合物燃烧性的一类助剂，它们大多是元素周期表中第Ⅴ、Ⅶ和Ⅲ族元素的化合物；特别是磷、溴、氯、锑和铝的化合物。

　　阻燃剂分添加型和反应型两大类。添加型阻燃剂主要是磷酸酯和含卤磷酸酯、卤代烃、氧化锑、氢氧化铝等。优点是使用方便、适应性强。但由于添加量达10％～30％，常会影响塑料的性能。反应型阻燃剂实际上是含阻燃元素的单体，所以对塑料性能的影响较小。常见的反应型阻燃剂，如用于聚酯的卤代酸酐、用于环氧树脂的四溴双酚A和用于聚氨酯的含磷多元醇等。

　　阻燃剂最初在美国使用，20世纪60年代后用量剧增，目前用量仅次于增塑剂。消耗阻燃剂最多的塑料品种是聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、不饱和聚酯、ABS树脂和聚丙烯。

　　发泡剂　分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。化学发泡剂又分为无机发泡剂和有机发泡剂。它们在聚合物中因受热气化或分解产生气体，从而使聚合物料产生泡孔，故而得名。物理发泡剂主要是氯代烃或氟氯代烃，如三氯氟甲烷、三氯三氟乙烷等。主要用于生产聚氨酯泡沫塑料。化学发泡剂的主要品种是偶氮二甲酰胺（发泡剂AC）和N，N′－二亚硝基五亚甲基四胺（发泡剂H），前者多用于塑料，后者常用于橡胶。

　　抗静电剂　聚合物的体积电阻率一般高达1010～1020Ω·cm，易积蓄静电而发生危险。抗静电剂多系表面活性剂，可使塑料表面亲合水分，离子型表面活性剂还有导电作用，因而可以使静电及时泄漏。按照使用方法，抗静电剂分外部抗静电剂和内部抗静电剂。外部抗静电剂是0.5％～2.0％的稀溶液，用以涂布塑料的表面。内部抗静电剂是添加型的，用量0.1％～3.0％不等。阳离子表面活性剂，如铵盐、季铵盐和烷基咪唑啉等类，是塑料常用的抗静电剂。

　　防霉剂　一些聚合物可被霉菌、细菌、放线菌等微生物所降解，尤以霉菌危害最甚。易滋生霉菌的聚合物有聚酰胺、增塑的聚氯乙烯、聚乙烯醇、硝酸纤维素、聚氨酯、天然橡胶等。塑料工业使用季铵盐类表面活性剂、三丁基锡衍生物、8-羟基喹啉铜、水杨酸苯汞、2-乙基己酸二苯基

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