常用塑料加工助劑分類

  影響塑料制品質(zhì)量的三大要素是樹脂、助劑、加工。應(yīng)該重視塑料助劑的發(fā)展，因為它是一種精細(xì)化工產(chǎn)品，只要在塑料中添加少量即能起很大作用，而助劑品種的多少和質(zhì)量的優(yōu)劣直接與塑料制品的應(yīng)用密切有關(guān)。塑料制品一般都是在合成樹脂中加入少量的助劑，經(jīng)過適當(dāng)?shù)某尚图庸ず笾瞥傻?。助劑的作用通常可以從其名稱看出，不外是改善加工性能、提高使用性能、延長使用壽命、降低制品成本等。助劑用量雖少但作用不小。目前助劑隨著塑料應(yīng)用領(lǐng)域及技術(shù)要求的不斷擴大也在日益發(fā)展中，品種繁多而效能各別這它的特點，所以適當(dāng)?shù)倪x用助劑及其配方，也是塑料工業(yè)中一個重要的研究領(lǐng)域。 

        1、增塑劑 

        一些玻璃化溫度較高的塑料，為了制取室溫下的軟質(zhì)制品和改善加工時的熔融流動性能，就需要加入一定量的增塑劑。這些小分子量的油狀的增塑劑與高聚物有良好的相溶性，它們分布在高分子鏈之間，降低了它們分子間的作用力，從而在一定溫度和壓力下容易使分子鏈運動，達到加工成型的目的。因此，增塑劑有降低塑料玻璃化溫度及zui低成型溫度的作用。通常玻璃化溫度的降低值與平塑劑的體積分量成正比。 

        增塑劑可分為主增塑劑和副增塑劑兩大類：主增塑劑的特點是與樹脂的相溶性好、塑化效率高、耐遷移、低揮發(fā)性、低的油（水）抽出性、低溫柔性。副增塑劑的相溶性較差，主要是與主增塑劑一道使用以降低成本，所以也稱增量劑。 

        增塑劑總量中的75－80%應(yīng)用于聚氯乙烯塑料，主要是碳原子數(shù)6-11的脂肪醇與鄰苯二甲酸類合成的酯類，其中zui為主要的是鄰苯二甲酸二辛酯（DOP），是標(biāo)準(zhǔn)增塑劑。此外，還有環(huán)氧類、磷酸酯類和癸二酸酯類增塑劑及氯化石臘類增量劑等。 
        2、防老化劑 

        塑料制品在熱加工和使用過程中，高分子鏈由于受到外能的作用而斷裂，分子量逐漸下降以致失去強度或破碎的現(xiàn)象就是老化現(xiàn)象，為了阻緩這種老化現(xiàn)象就須添加不同的防老化劑，它包括：抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、變價金屬離子抑制劑、光屏蔽劑等。 

        （1）抗氧劑 

        能抑制或延緩高聚物氧化過程的助劑稱為抗氧劑。高聚物的氧化過程是一種自催化的連鎖反應(yīng)，是導(dǎo)致老化的重要因素?？寡鮿┑淖饔镁驮谟谒芟匣磻?yīng)中生成的過氧化游離基、還原烷氧基游離基等，從而使氧化的連鎖反應(yīng)終止，達到防止高聚物氧化老化的目的。 

        抗氧劑有取代酚類、芳香族胺類、亞磷酸酯類、含硫酯類等幾種化合物。 

        （2）熱穩(wěn)定劑 

        主要用于聚氯乙烯及其共聚物，聚氯乙烯在熱加工過程中，在達到熔融流動之前就有少量的分子鏈斷裂而放出氯化氫，而氯化氫是一種加速分子鏈斷裂連鎖反應(yīng)的催化劑，所以不及時排除剛分解出來的氯化氫就會高分子鏈一直裂解成為低分子化合物，以致使聚氯乙烯這類塑料不能成型加工，如果在聚氯乙烯中加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)則就能馬上中和分解出來的氯化氫，達到上述目的，這就是熱穩(wěn)定劑的作用原理。 

        熱穩(wěn)定劑分以下幾類：
 
        金屬鹽類和皂類：主要是鉛的鹽類和皂類，如鹽基性硫酸鉛和硬脂酸鉛；其次是鈣、鎘、鋅、鋇、鋁、鋰、鍶的鹽類和皂類。它們是主穩(wěn)定劑。  

        有機錫：它是透明聚氯乙烯制品必須用的主穩(wěn)定劑，還有良好的光穩(wěn)定性。
 
        有機穩(wěn)定劑：主要指環(huán)氧化油和酯類，它是輔助穩(wěn)定劑也是增塑劑。 

        螯合劑：幾乎全是亞磷酸的烷基或芳基的酯類，能與金屬鹽類形成絡(luò)合物。螯合劑單獨使用并不見效，需與主穩(wěn)定劑并用，才能顯示其穩(wěn)定作用。有代表性的主要螯合劑是亞磷酸三苯酯。 

        （3）紫外線吸收劑 

        高聚物受紫外線照射會發(fā)生光降解。紫外線吸收劑是一類能吸收紫外線或減少紫外線透射作用的化學(xué)物質(zhì)，它能進行能量轉(zhuǎn)換，即將高能量的紫外光轉(zhuǎn)換成以熱的形式或無破壞性的較長光波的形式把能量釋放出來，從而保護高聚物免遭紫外線破壞。紫外線吸收劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為多羥基苯酮類、水楊酸苯酯類、本并三唑類、三嗪類、磷酰胺類等。 

        （4）變價金屬離子抑制劑 

        不少高聚物會因變價金屬離子的存在而加速老化的過程，變價金屬離子如銅、錳、鐵離子的這種催化氧化作用對聚烯烴（特別是聚丙烯）影響很大。抑制變價金屬離子的催化氧化活性，在于把這些離子聯(lián)結(jié)到一些化合物中去，在這些化合物中價鍵是不能轉(zhuǎn)移或很難轉(zhuǎn)移的。變價金屬離子抑制劑就是一類能與金屬離子的活性鹽聯(lián)結(jié)為絡(luò)合物，從而消除這些金屬離子的催化氧化活性的化學(xué)物質(zhì)，它們主要是銅抑制劑和鐵抑制劑。變價金屬離子抑制劑有醛和二胺縮合物、草酰胺類、酰肼類、三唑和四唑類化合物等。
 
        （5）光屏蔽劑 

        光屏蔽劑是一類能將有害于高聚物的光波吸收，然后將光能轉(zhuǎn)換成熱能散射出去或?qū)⒐獠ǚ瓷涞簦瑥亩鴮Ω呔畚锲鸬狡帘巫饔玫奈镔|(zhì)。光屏蔽劑主要有炭黑、氧化鋅、鈦白粉、鋅鋇白等黑色或白色之能吸收或反射光波的物質(zhì)。  

        3、增強劑、填料 

        為了提高塑料制品的強度和剛性，可以加入各種纖維材料作增強劑。zui常用的增強劑是玻璃纖維，它有連續(xù)長絲、玻璃帶、玻璃紗、玻璃布、短切纖維等幾種。另外還有石棉纖維、碳纖維、石墨纖維和硼纖維等。填料，雖然也有改善某些塑料物理性能的作用，但它的主要功能是降低成本和收縮率。主要的填料種類有：硅石（砂、石英）、硅酸鹽（云母、滑石、陶土、石棉）、碳酸鈣、金屬氧化物、炭黑、玻璃珠和粉等。一種增強劑或填料對塑料的增強效果，取決于它們和樹脂界面處的分子間相互作用的狀況，如果它們的表面用某些化合物處理一下（如有機硅烷）則與樹脂的分子鏈容易通過化學(xué)鍵偶聯(lián)起來，達到增強的目的。 

        4、抗靜電劑 

        在塑料配方中加入抗靜電劑，可減少或消除成品表面靜電荷的形成，大多數(shù)抗靜電劑是吸水的化合物（電解質(zhì)），由于它們與聚合物的相溶性有限，它們會滲出到部分表面，形成水溶性導(dǎo)電層，可讓表面電荷分散開來?？轨o電劑一般是有機氮化物（酰胺、胺類及季胺化合物）或具有聚醚結(jié)構(gòu)的化合物?？轨o電劑的選擇取決于聚合物的本性，以及抗靜電劑本身的使用特性、有效性、無毒性等。 

        5、阻燃劑 

        減緩塑料燃燒性能的助劑稱阻燃劑，根據(jù)阻燃機理的不同可分為四種類型： 

        與塑料的分解產(chǎn)物相結(jié)合而產(chǎn)生一種可悶熄火焰的氣體，如三氧化銻與PVC分解時釋放出來的氯化氫反應(yīng)，即生成有熄火作用的三氯氧化銻。 

        吸收燃燒時產(chǎn)生的熱量來冷卻塑料，以減緩燃燒速率如*，*是阻燃劑中用的zui普遍的一種：它呆起填料、滅煙劑、阻燃劑的作用，同時價格低廉、對聚合物性能影響又小，所以它獲得應(yīng)用的增長速率引人注目。 

        提供一種與氧氣隔絕的涂層，如磷酸酯類--主要產(chǎn)品有磷酸*苯酯等，它們實際上也是一種有阻燃性能的增塑劑。  
        能產(chǎn)生阻止燃燒反應(yīng)的游離基，這些游離基可與塑料反應(yīng)生成燃燒性能較差的產(chǎn)物。
 
        6、發(fā)泡劑 

        發(fā)泡劑是一類受熱時會分解放出氣體的有機化合物，這些氣體留在塑料基材中便成為有許多細(xì)微泡沫結(jié)構(gòu)的泡沫塑料。 
        作為一種良好的發(fā)泡劑應(yīng)具備下列條件：短時間內(nèi)放出氣體，放氣速度可以調(diào)節(jié)，分解放出的氣體應(yīng)是CO2、N2之類的惰性氣體，在塑料中容易分散和分解，分解溫度適當(dāng)，分解時發(fā)熱量不大，分解反應(yīng)是不可逆的，發(fā)泡劑無毒等。發(fā)泡劑中應(yīng)用zui廣的是偶氮二甲酰胺（AC）。 

        7、潤滑劑 

        高聚物在熱加工過程中，往往要加入少量的潤滑劑才能加工，達到脫模方便的目的。潤滑劑可以分為內(nèi)外兩種：外潤滑劑與內(nèi)潤滑劑。外潤滑劑主要作用是使聚合物熔融體能順利地離開加工設(shè)備的熱金屬表面而有利于它的流動，外潤滑劑與聚合物的相溶性較差，只是在聚合物與金屬的界面處形成薄薄的潤滑劑層。內(nèi)潤滑劑與聚合物有良好的相溶性，能降低聚合物分子間的內(nèi)聚力，從而有助于聚合物的流動和降低由內(nèi)摩擦熱所致的升溫。zui常用的外潤滑劑是硬脂酸及其金屬鹽類，內(nèi)潤滑劑是低分子量的聚乙烯等。  

        8、著色劑 

        著色劑賦于塑料制品各種色澤，分染料和顏料" target="_blank">顏料兩類。染料是有機化合物，常能溶于增塑劑之類的有機溶劑。顏料" target="_blank">顏料可分有機和無機化合物兩類，它們的顆粒較大，通常難溶于有機化合物。  

        9、偶聯(lián)劑 

        增強劑或填料用偶聯(lián)劑處理后，可使其表面獲得一種化學(xué)改性，而在分散的無機相和連續(xù)的聚合物之間形成一種橋鍵，成為一種復(fù)合材料，提高增強劑或填料的作用，有機硅烷是使用的偶聯(lián)劑，有機鈦酸酯是一種更的偶聯(lián)劑。
  
        10、交聯(lián)劑 

        線型高分子鏈在化學(xué)交聯(lián)劑所產(chǎn)生之自由基的作用下，激發(fā)了活性中心，使它們足以相互交聯(lián)起來而成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達到改善強度和其它性能的目的。一般的交聯(lián)劑多指有機過氧化物，如聚乙烯的交聯(lián)劑可使用過氧化二異丙苯。