塑料網(wǎng)訊塑料助劑用于塑料成型加工品的一大類助劑包括增塑劑熱穩(wěn)定劑抗氧劑光穩(wěn)定劑阻燃劑發(fā)泡劑抗靜電劑防霉劑著色劑和增白劑見顏料填充劑偶聯(lián)劑潤滑劑脫模劑等其中著色劑增白劑和填充劑不是塑料專用化學(xué)品而是泛用的配合材料

塑料助劑是在聚氯乙烯工業(yè)化以后逐漸發(fā)展起來的20世紀(jì)60年代以后由于石油化工的興起塑料工業(yè)發(fā)展甚快塑料助劑已成為重要的化工行業(yè)根據(jù)各國塑料品種構(gòu)成和塑料用途上的差異塑料助劑消費(fèi)量約為塑料產(chǎn)量的8%～10%目前,增塑劑阻燃劑和填充劑是用量最大的塑料助劑

增塑劑一類可以在一定程度上與聚合物混溶的低揮發(fā)性有機(jī)物它們能夠降低聚合物熔體的粘度以及產(chǎn)物的玻璃化溫度和彈性模量其作用機(jī)理是基于增塑劑分子對聚合物分子鏈間引力的削弱

增塑劑是最早使用的塑料助劑19世紀(jì)下半葉,就曾采用樟腦和鄰苯二甲酸酯作硝酸纖維素的增塑劑1935年聚氯乙烯工業(yè)化后增塑劑得到廣泛應(yīng)用目前約80%用于聚氯乙烯和氯乙烯共聚物其余用于纖維素衍生物聚醋酸乙烯酯聚乙烯醇天然和合成橡膠軟質(zhì)聚氯乙烯平均外加45%～50%質(zhì)量下同增塑劑由于不需或僅少量添加增塑劑的硬質(zhì)聚氯乙烯的迅速發(fā)展增塑劑在許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長率已低于聚氯乙烯中國聚氯乙烯軟質(zhì)制品仍占很大比例故增塑劑仍將有較快的發(fā)展

鄰苯二甲酸酯類是增塑劑的主體其產(chǎn)量約占增塑劑總產(chǎn)量的80%左右,其中鄰苯二甲酸二辛酯簡稱DOP是最重要的品種生產(chǎn)規(guī)模較小的增塑劑有己二酸和癸二酸的酯類具有良好耐寒性磷酸酯類具有阻燃作用環(huán)氧油和環(huán)氧酯類與熱穩(wěn)定劑有協(xié)同作用偏苯三酸酯和季戊四醇酯耐熱性較好,氯化石蠟輔助增塑劑和阻燃增塑劑烷基磺酸苯酯輔助增塑劑

熱穩(wěn)定劑主要功能是防止加工時的熱降解也有防止制品在長期使用過程中老化的作用用量較大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑在軟質(zhì)制品中的用量為2%左右而在硬質(zhì)制品中為3%～5%

熱穩(wěn)定劑的主要類別有鹽基性鉛鹽脂肪酸皂有機(jī)錫有機(jī)輔助穩(wěn)定劑和復(fù)合穩(wěn)定劑①鹽基性鉛鹽即堿式鉛鹽如三鹽基碳酸鉛和二鹽基亞磷酸鉛,使用最早目前仍大量采用其耐熱性電絕緣性耐候性均較好價格低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鎘鋇鈣鋅鎂鹽通常將鎘皂和鋇皂鈣皂和鋅皂并用以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)鎘皂毒性大鋇皂也有一定毒性但鈣皂和鋅皂無毒③有機(jī)錫是近來發(fā)展最快的類別具有良好的透明性許多品種的耐熱性和耐候性十分突出是硬質(zhì)透明制品必不可少的熱穩(wěn)定劑二巰基醋酸異辛酯二正辛基錫是應(yīng)用最廣的無毒穩(wěn)定劑④亞磷酸酯和環(huán)氧化合物作為輔助穩(wěn)定劑常用作復(fù)合穩(wěn)定劑的組分復(fù)合穩(wěn)定劑有通用的鎘-鋇鋅耐硫化污染的鋇-鋅無毒的鈣-鋅以及有機(jī)錫復(fù)合物等類型多為液態(tài)

抗氧劑即抗氧化劑在室溫和較高的溫度下,大多數(shù)聚合物都會發(fā)生速度不等的自動氧化反應(yīng)它引起塑料發(fā)黃降解和強(qiáng)度下降凡能抑制或延緩此反應(yīng)的物質(zhì)均可稱為抗氧劑1918年開始用酚類抑制橡膠的氧化30年代烷基酚類對苯二胺類等現(xiàn)代抗氧劑的最初品種陸續(xù)問世抗氧劑在塑料中雖用量較少0.1%～1.0%但卻是聚烯烴苯乙烯類樹脂聚氯乙烯聚酰胺聚縮醛等大噸位塑料的重要助劑在橡膠工業(yè)中抗氧劑仍習(xí)慣稱為防老劑

塑料用抗氧劑主要是酚類主抗氧劑和硫代二丙酸酯亞磷酸酯等輔助抗氧劑主抗氧劑又稱鏈終止劑其功能是捕獲氧化降解中產(chǎn)生的活潑自由基從而中斷鏈?zhǔn)浇到夥磻?yīng)其代表性品種是26-二叔丁基-4-甲基苯酚抗氧劑264和四[3-3′,5′-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸]季戊四醇酯抗氧劑1010輔助抗氧劑又稱過氧化物分解劑其作用是將氧化降解的中間產(chǎn)物分解為非自由基產(chǎn)物硫代二丙酸二月桂酯和亞磷酸一苯二異辛酯是最常用的輔助抗氧劑主輔抗氧劑通常并用以發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)

光穩(wěn)定劑塑料和其他聚合物吸收了紫外光能量可引發(fā)自動氧化反應(yīng)并導(dǎo)致降解這一過程稱為光氧化或光老化能夠抑制或延緩這一過程的物質(zhì)稱為光穩(wěn)定劑20世紀(jì)40年代最先在醋酸纖維素中使用水楊酸苯酯作光穩(wěn)定劑50年代初和60年代初分別出現(xiàn)了二苯甲酮和苯并三唑類70年代中期又出現(xiàn)了受阻胺類光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑主要用于聚烯烴尤其是聚丙烯聚氯乙烯聚碳酸酯聚酯也使用少量的光穩(wěn)定劑其用量約0.1%～0.5%

按其作用機(jī)理光穩(wěn)定劑有紫外線吸收劑猝滅劑光屏蔽劑之分紫外線吸收劑強(qiáng)烈吸收290～400nm波長的紫外光2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮UV-531和2-3′,5′-二叔丁基-2′-羥基苯基-5-氯苯并三唑UV-327是效果最佳的兩個品種猝滅劑大多是鎳的有機(jī)絡(luò)合物它能迅速而有效地將吸收能量的激發(fā)態(tài)分子猝滅回復(fù)到平衡態(tài)從而避免引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)光屏蔽劑可減弱紫外線的透射作用通常用炭黑新型的受阻胺類光穩(wěn)定劑主要是四甲基或五甲基哌啶醇的衍生物它們具有捕獲自由基猝滅單線態(tài)氧和分解過氧化物的綜合功能因此是很有效的光穩(wěn)定劑

阻燃劑大多數(shù)塑料具可燃性隨著塑料在建筑家具交通航空航天電器等方面的廣泛應(yīng)用提高塑料的阻燃性已成為十分迫切的課題阻燃劑是抑制聚合物燃燒性的一類助劑它們大多是元素周期表中第ⅤⅦ和Ⅲ族元素的化合物;特別是磷溴氯銻和鋁的化合物

阻燃劑分添加型和反應(yīng)型兩大類添加型阻燃劑主要是磷酸酯和含鹵磷酸酯鹵代烴氧化銻氫氧化鋁等優(yōu)點(diǎn)是使用方便適應(yīng)性強(qiáng)但由于添加量達(dá)10%～30%常會影響塑料的性能反應(yīng)型阻燃劑實(shí)際上是含阻燃元素的單體所以對塑料性能的影響較小常見的反應(yīng)型阻燃劑如用于聚酯的鹵代酸酐用于環(huán)氧樹脂的四溴雙酚A和用于聚氨酯的含磷多元醇等

阻燃劑最初在美國使用20世紀(jì)60年代后用量劇增目前用量僅次于增塑劑消耗阻燃劑最多的塑料品種是聚氯乙烯聚苯乙烯聚氨酯泡沫塑料不飽和聚酯ABS樹脂和聚丙烯

發(fā)泡劑分為物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類化學(xué)發(fā)泡劑又分為無機(jī)發(fā)泡劑和有機(jī)發(fā)泡劑它們在聚合物中因受熱氣化或分解產(chǎn)生氣體從而使聚合物料產(chǎn)生泡孔故而得名物理發(fā)泡劑主要是氯代烴或氟氯代烴如三氯氟甲烷三氯三氟乙烷等主要用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料化學(xué)發(fā)泡劑的主要品種是偶氮二甲酰胺發(fā)泡劑AC和NN′-二亞硝基五亞甲基四胺發(fā)泡劑H前者多用于塑料后者常用于橡膠

抗靜電劑聚合物的體積電阻率一般高達(dá)10 ～10 Ωcm易積蓄靜電而發(fā)生危險抗靜電劑多系表面活性劑,可使塑料表面親合水分,離子型表面活性劑還有導(dǎo)電作用因而可以使靜電及時泄漏按照使用方法抗靜電劑分外部抗靜電劑和內(nèi)部抗靜電劑外部抗靜電劑是0.5%～2.0%的稀溶液用以涂布塑料的表面內(nèi)部抗靜電劑是添加型的用量0.1%～3.0%不等陽離子表面活性劑如銨鹽季銨鹽和烷基咪唑啉等類是塑料常用的抗靜電劑

防霉劑一些聚合物可被霉菌細(xì)菌放線菌等微生物所降解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硝酸纖維素聚氨酯天然橡膠等塑料工業(yè)使用季銨鹽類表面活性劑三丁基錫衍生物8-羥基喹啉銅水楊酸苯汞2-乙基己酸二苯基N-三氯甲基硫代鄰苯二甲酰亞胺等防霉劑

偶聯(lián)劑是一種能增進(jìn)無機(jī)物與有機(jī)高分子材料之間結(jié)合力的助劑主要用于填料和玻璃纖維等增強(qiáng)材料的表面處理20世紀(jì)40年代硅烷偶聯(lián)劑開始使用目前仍是主要類別主要用于含硅填料和玻璃纖維鈦酸酯類偶聯(lián)劑出現(xiàn)于70年代中期是很受注目的一類對非硅填料很有效

潤滑劑用于減輕聚合物材料與加工機(jī)械表面間以及聚合物分子間的相互摩擦起所謂外部和內(nèi)部潤滑作用的助劑外潤滑作用為主的潤滑劑有石蠟硬脂酸脂肪酸皂等;內(nèi)潤滑作用為主的有硬脂酸丁酯,NN′-亞乙基雙硬脂酰胺等氧化聚乙烯及其酯化鈣鹽化產(chǎn)物內(nèi)外潤滑作用比較均衡為一類性能優(yōu)良潤滑劑

脫模劑酚醛環(huán)氧聚酯等塑料易與金屬模具粘附需在模具上擦脫模劑石蠟金屬皂和有機(jī)硅是常用的脫模劑尤其是聚二甲基硅氧烷效果最佳

近些年特種工程塑料像PPAPA6T,LCP等產(chǎn)品隨著電子元器件的小型化其應(yīng)用日益廣泛而這些塑料的加工穩(wěn)定劑隨著應(yīng)用的推廣需求得到增長

傳統(tǒng)的抗氧劑如16810761098等由于熱穩(wěn)定性不夠或者在高溫下抗氧化效率差等因素不能滿足特種工程塑料加工熱穩(wěn)定的需求 加工溫度往往在320度以上而選用一些特殊結(jié)構(gòu)的主輔抗氧劑如美國氰特公司的17903114德國科萊恩公司的PEP-Q美國 DOVER化學(xué)的9228等配合使用可滿足高溫加工的需求成為技術(shù)人員共同的解決方案而在一些場合這些體系再復(fù)配以BASF公司的HP- 136內(nèi)酯型抗氧劑通過其對碳自由基的捕捉發(fā)揮三元抗氧化的協(xié)同作用對于高溫塑料的白度保持具有更好的效果

隨著高分子工業(yè)的發(fā)展聚合物添加劑新產(chǎn)品和新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)把握添加劑的作用機(jī)理和產(chǎn)品應(yīng)用要求合理篩選和復(fù)配使用是從事高分子產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)的技術(shù)人員的重點(diǎn)關(guān)注