塑料助劑在塑料成型加工中占有特別重要的地位。用于塑料成型加工的助劑包括熱穩定劑、增塑劑、抗氧劑、光穩定劑、阻燃劑、發泡劑、抗靜電劑、著色劑和增白劑、填充劑、偶聯劑、潤滑劑、脫模劑等。
一、穩定劑
1. 熱穩(wen)定劑
熱穩定(ding)劑主要(yao)用于聚(ju)氯(lv)乙(yi)(yi)烯及其(qi)共聚(ju)物,聚(ju)氯(lv)乙(yi)(yi)烯在(zai)熱加工過(guo)程中,在(zai)達到熔融流動之前就有(you)少量(liang)的(de)(de)分子鏈(lian)斷裂(lie)而放(fang)出氯(lv)化(hua)(hua)氫,而氯(lv)化(hua)(hua)氫是一種(zhong)加速分子鏈(lian)斷裂(lie)連(lian)鎖反應的(de)(de)催化(hua)(hua)劑,所以不及時(shi)排除剛分解(jie)出來(lai)的(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)氫就會使(shi)高分子鏈(lian)不斷裂(lie)解(jie)成為低分子化(hua)(hua)合(he)物,以致聚(ju)氯(lv)乙(yi)(yi)烯這類塑料不能(neng)加工成型。在(zai)聚(ju)氯(lv)乙(yi)(yi)烯中加入適(shi)當的(de)(de)堿性物質(zhi)就能(neng)馬上中和分解(jie)出來(lai)的(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)氫,達到穩定(ding)聚(ju)氯(lv)乙(yi)(yi)烯的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。
常用的熱穩定(ding)劑(ji)分(fen)為主穩定(ding)劑(ji)和輔助穩定(ding)劑(ji):
主穩定劑:主要是含有鉛(qian)、鈣(gai)、鎘(ge)、鋅、鋇、鋁、鋰(li)、鍶等重金屬陽離子的鹽(yan)類和皂類。
其中硫酸(suan)鉛(qian)和硬脂(zhi)酸(suan)鉛(qian)的應用較為廣泛(fan)。
輔(fu)助穩定(ding):主要指環氧(yang)化油和酯類,同時它們也具有一定(ding)的是增塑劑功能。
改(gai)性塑(su)料(liao)助劑選擇要(yao)點
2. 抗氧劑
抗氧(yang)(yang)劑是一(yi)類(lei)(lei)化學物質,當其在聚合物體系中少量存在時,就可延緩或抑制聚合物氧(yang)(yang)化過程的進(jin)行(xing),進(jin)而提高聚合物使用壽命。常用的塑料(liao)抗氧(yang)(yang)劑按分子結(jie)構和作用機理(li)一(yi)般分為五類(lei)(lei):受(shou)阻酚類(lei)(lei)、亞磷酸(suan)酯類(lei)(lei)、硫代類(lei)(lei)、復(fu)合類(lei)(lei)以及受(shou)阻胺(HALS)類(lei)(lei)。
3. 紫外線吸收劑
高(gao)聚(ju)物(wu)受(shou)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)照射會發(fa)生光(guang)降解。紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)吸收劑是一類能(neng)吸收紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)或減少紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)透(tou)射作(zuo)用的化學物(wu)質,它能(neng)進行(xing)能(neng)量轉(zhuan)換,將高(gao)能(neng)量紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)光(guang)轉(zhuan)換成以熱能(neng)形式或無破壞(huai)性較長光(guang)波的形式把能(neng)量釋放出來,從而保護高(gao)聚(ju)物(wu)免(mian)遭紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)(xian)破壞(huai)。
紫(zi)外(wai)線(xian)吸收劑按化(hua)學結構可分為以下幾(ji)類:水楊酸(suan)酯類、苯酮類、苯并(bing)三唑類、取代(dai)丙烯(xi)腈(jing)類、三嗪(qin)類和(he)受(shou)阻(zu)胺類。
4. 光屏蔽劑
光屏(ping)蔽(bi)劑(ji)是一類能(neng)(neng)將(jiang)(jiang)有(you)害于(yu)高(gao)聚物(wu)(wu)的光波吸(xi)(xi)收,然后將(jiang)(jiang)光能(neng)(neng)轉換(huan)成熱能(neng)(neng)散(san)射(she)出去或(huo)將(jiang)(jiang)光波反(fan)射(she)掉,從而對高(gao)聚物(wu)(wu)起到(dao)屏(ping)蔽(bi)作用(yong)的物(wu)(wu)質。光屏(ping)蔽(bi)劑(ji)主要有(you)炭黑(hei)(hei)、氧化鋅、鈦白粉(fen)、鋅鋇(bei)白等黑(hei)(hei)色(se)或(huo)白色(se)之能(neng)(neng)吸(xi)(xi)收或(huo)反(fan)射(she)光波的物(wu)(wu)質。
加工助劑(ji)
加工助劑(ji)是指用(yong)于(yu)改善塑料加工流變性(xing)以及成型(xing)性(xing)能的(de)助劑(ji),通常粘度或表面能低,具有一定潤(run)滑作用(yong)的(de)添加劑(ji);主(zhu)要包括(kuo)增塑劑(ji)和(he)潤(run)滑劑(ji)。
1. 增塑劑
增塑(su)劑因其具有(you)削弱(ruo)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)分(fen)子間(jian)的范德(de)華力的作用從而(er)增加(jia)(jia)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)分(fen)子鏈(lian)(lian)的移(yi)動(dong)性(xing),降低聚(ju)合(he)物(wu)(wu)分(fen)子鏈(lian)(lian)的結晶性(xing)而(er)能夠增加(jia)(jia)塑(su)料的柔軟性(xing)、延伸性(xing)、可塑(su)性(xing),降低塑(su)料流動(dong)溫度和硬度,有(you)利于塑(su)料制品(pin)的成型。常(chang)用的增塑(su)劑有(you)苯(ben)二(er)(er)甲酸酯(zhi)類、癸二(er)(er)酸酯(zhi)類、氯化(hua)石蠟等。
增(zeng)塑劑(ji)可分(fen)為主增(zeng)塑劑(ji)和副增(zeng)塑劑(ji)兩大類:
主增塑(su)劑(ji)的(de)(de)特點是(shi)與(yu)樹脂的(de)(de)相溶(rong)性(xing)好、塑(su)化效率高(gao)、耐(nai)遷移、低揮發(fa)性(xing)、低油(水)抽出性(xing)、低溫柔性(xing);副增塑(su)劑(ji)與(yu)樹脂的(de)(de)相溶(rong)性(xing)較差,主要是(shi)與(yu)主增塑(su)劑(ji)一(yi)道使(shi)用以降低成本。
2. 潤(run)滑劑
能改善塑料(liao)各層粒(li)子(zi)之(zhi)間(jian)及(ji)熔(rong)體與加(jia)工設備(bei)金屬表面的摩(mo)擦力和粘附性(xing),增大樹(shu)(shu)脂的流(liu)動性(xing),達到可調控樹(shu)(shu)脂塑化時間(jian),保持(chi)連(lian)續生(sheng)產(chan)的助劑,即稱之(zhi)為潤滑劑。
潤(run)(run)滑(hua)劑可以分為外潤(run)(run)滑(hua)劑與內(nei)潤(run)(run)滑(hua)劑。
外潤(run)滑(hua)劑的主要(yao)作用(yong)是使聚合物(wu)熔融體能順利(li)地離開加工設備(bei)的熱金(jin)(jin)(jin)屬(shu)表面(mian)。外潤(run)滑(hua)劑與聚合物(wu)的相溶(rong)性較差(cha),只是在(zai)聚合物(wu)與金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的界面(mian)處(chu)形成薄(bo)(bo)薄(bo)(bo)的潤(run)滑(hua)劑層,常用(yong)的外潤(run)滑(hua)劑是硬脂酸及其金(jin)(jin)(jin)屬(shu)鹽類。
內潤滑劑(ji)與(yu)聚合物有(you)良好的(de)相溶(rong)性,能降(jiang)低(di)聚合物分子間的(de)內聚力,從而有(you)助于聚合物的(de)流動和降(jiang)低(di)由內摩擦熱(re)所致(zhi)的(de)升(sheng)溫,常用的(de)內潤滑劑(ji)是低(di)分子量的(de)聚乙烯等。
3. 脫(tuo)模劑
脫(tuo)模(mo)劑是一種介于(yu)模(mo)具和(he)成(cheng)品之(zhi)間的功能(neng)性物質(zhi)。脫(tuo)模(mo)劑有耐(nai)化學性,在與不(bu)(bu)(bu)同樹脂的化學成(cheng)份(fen)(特別是苯乙烯和(he)胺類)接觸時不(bu)(bu)(bu)被溶(rong)解。脫(tuo)模(mo)劑還具有耐(nai)熱及應力性能(neng),不(bu)(bu)(bu)易(yi)分解或(huo)磨損;脫(tuo)模(mo)劑粘合到模(mo)具上而(er)不(bu)(bu)(bu)轉(zhuan)移到被加(jia)工(gong)的制件上,不(bu)(bu)(bu)妨(fang)礙噴漆或(huo)其他二(er)次加(jia)工(gong)操作。由于(yu)注塑、擠(ji)出(chu)、壓(ya)(ya)延、模(mo)壓(ya)(ya)、層壓(ya)(ya)等工(gong)藝的迅速(su)發(fa)展,脫(tuo)模(mo)劑的用量也大幅度地提高。
增強材(cai)料(liao)和填料(liao)
在許多塑料(liao)中,增強材料(liao)和填料(liao)占(zhan)有(you)相當(dang)的(de)比重,主要目的(de)是:為了提高塑料(liao)制(zhi)品的(de)強度和剛性或(huo)(huo)者降低生產成本,一(yi)般加入各(ge)種纖維材料(liao)或(huo)(huo)無機物(wu)(wu)。常用的(de)增強材料(liao)有(you):玻璃纖維、石棉、石英、炭黑、硅(gui)酸(suan)鹽、碳酸(suan)鈣(gai)、金(jin)屬氧(yang)化物(wu)(wu)等。
偶聯(lian)劑
偶(ou)(ou)聯劑(ji)是指能(neng)(neng)改善(shan)填(tian)(tian)料(liao)與(yu)高(gao)分子材(cai)料(liao)之(zhi)間界面特性的(de)一類物(wu)質(zhi)。通常(chang)偶(ou)(ou)聯劑(ji)的(de)分子結(jie)構(gou)中存在兩種官能(neng)(neng)團:一種可(ke)與(yu)高(gao)分子基(ji)體發生化(hua)學(xue)(xue)反應(ying)或有(you)較好的(de)相(xiang)容性;另一種可(ke)與(yu)無機(ji)(ji)填(tian)(tian)料(liao)形成(cheng)化(hua)學(xue)(xue)鍵。如;硅烷(wan)偶(ou)(ou)聯劑(ji),通式可(ke)寫為RSiX3(R是與(yu)聚合物(wu)分子有(you)親和(he)力和(he)反應(ying)能(neng)(neng)力的(de)活性官能(neng)(neng)團,如乙(yi)烯基(ji)、氯(lv)丙基(ji)、環氧基(ji)、甲基(ji)丙烯酰(xian)基(ji)、胺基(ji)和(he)巰基(ji)等(deng);X為能(neng)(neng)夠水解(jie)的(de)烷(wan)氧基(ji),如甲氧基(ji)、乙(yi)氧基(ji)等(deng))。增強劑(ji)或填(tian)(tian)料(liao)用偶(ou)(ou)聯劑(ji)處理(li)后,可(ke)使其表(biao)面獲得一種化(hua)學(xue)(xue)改性,而(er)在分散的(de)無機(ji)(ji)相(xiang)和(he)連續的(de)聚合物(wu)之(zhi)間形成(cheng)一種橋鍵,成(cheng)為一種復合材(cai)料(liao),提高(gao)增強劑(ji)或填(tian)(tian)料(liao)的(de)作用,有(you)機(ji)(ji)硅烷(wan)是較為廣泛使用的(de)偶(ou)(ou)聯劑(ji),而(er)有(you)機(ji)(ji)鈦酸(suan)酯是一種更高(gao)效(xiao)的(de)偶(ou)(ou)聯劑(ji)。
交聯劑
交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)主要用(yong)在高分子(zi)材(cai)料(liao)(橡膠與熱固(gu)性樹脂)中(zhong)。因為(wei)高分子(zi)材(cai)料(liao)的分子(zi)結構(gou)是(shi)線性結構(gou),沒(mei)交(jiao)(jiao)聯(lian)時強(qiang)度低(di),易拉斷,且沒(mei)有(you)彈性,交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)的作(zuo)用(yong)就是(shi)在線型(xing)(xing)的分子(zi)之間(jian)產生(sheng)化學(xue)鍵,使(shi)(shi)線型(xing)(xing)分子(zi)相互連在一起,形成網狀結構(gou),這樣提高橡膠的強(qiang)度和彈性,橡膠中(zhong)用(yong)的交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)主要是(shi)硫(liu)磺,另外要加促進劑(ji)。一般的交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)多指有(you)機過氧(yang)化物(wu),如聚(ju)乙(yi)烯的交(jiao)(jiao)聯(lian)劑(ji)可使(shi)(shi)用(yong)過氧(yang)化二異丙苯。
發泡劑(ji)
發泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)是一(yi)(yi)類能使處于一(yi)(yi)定黏度(du)范圍內的(de)液態(tai)(tai)或塑(su)性狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)橡膠(jiao),塑(su)料形成微孔結構的(de)物(wu)(wu)質。發泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)按照(zhao)作用機理(li)(li)可分(fen)為物(wu)(wu)理(li)(li)發泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)和化學發泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)。物(wu)(wu)理(li)(li)發泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji):依(yi)靠在(zai)發泡(pao)(pao)(pao)過程中本身物(wu)(wu)理(li)(li)狀(zhuang)態(tai)(tai)變化來達到發泡(pao)(pao)(pao)目(mu)地的(de)一(yi)(yi)類化合(he)物(wu)(wu);化學發泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji):在(zai)一(yi)(yi)定溫(wen)度(du)下會(hui)熱分(fen)解(jie)而產生一(yi)(yi)種(zhong)或多種(zhong)氣體使聚合(he)物(wu)(wu)發泡(pao)(pao)(pao)。
成核劑
成核劑是(shi)適用于聚(ju)乙烯(xi)(xi)、聚(ju)丙烯(xi)(xi)等不(bu)完(wan)全結晶塑料,通過改變樹(shu)脂的結晶行為,加快結晶速率、增加結晶密度(du)(du)和促(cu)使晶粒尺寸微細化(hua),達到縮短成型周期、提高(gao)制品透明性(xing)、表面光澤、抗(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)(du)、剛性(xing)、熱(re)變形溫度(du)(du)、抗(kang)(kang)沖擊性(xing)、抗(kang)(kang)蠕變性(xing)等物理機械性(xing)能的新功能助(zhu)劑。
著色劑
著色劑是不能溶于普通溶劑化學物質,故要獲得理想的著色性能,需要用機械方法將顏料均勻分散于塑料中。無機顏料熱穩定性、光穩定性優良,價格低,但著色力相對差,相對密度大;有機顏料著色力高、色澤鮮艷、色譜齊全、相對密度小,缺點為耐熱性、耐候性和遮蓋力等性質不如無機顏料。著色劑主要包括色母粒和熒光增白劑。
常用塑(su)料用著色劑的種類(lei)及性能介紹(shao)
1. 色母(mu)粒
色母粒是一種(zhong)把超常(chang)量的顏(yan)料(liao)(liao)或染料(liao)(liao)均勻載附于樹(shu)脂之中而(er)制得的聚(ju)集體。其基本組成包括(kuo):顏(yan)料(liao)(liao)或染料(liao)(liao)、載體、分散(san)劑、添加劑;具有以下優勢(shi):利于保(bao)持顏(yan)料(liao)(liao)的化(hua)學穩(wen)定性和顏(yan)色穩(wen)定性,提高顏(yan)料(liao)(liao)的分散(san)性,操作簡單,轉色容易,環境干凈,節省時間和原材料(liao)(liao)。
2. 熒(ying)光增白劑
熒光增(zeng)白劑是(shi)一種熒光染(ran)料(liao),或稱白色染(ran)料(liao),也是(shi)一種復雜的有機化合物,它的特性(xing)是(shi)能激發入(ru)射光線產生熒光,使(shi)所染(ran)物質(zhi)獲得類(lei)(lei)(lei)似螢石的閃閃發光的效應,使(shi)肉眼看到的物質(zhi)很白。按照熒光增(zeng)白劑的母(mu)體(ti)分類(lei)(lei)(lei),大致(zhi)可(ke)將(jiang)它們分為碳環類(lei)(lei)(lei)、三嗪基氨基二苯乙(yi)烯(xi)類(lei)(lei)(lei)、二苯乙(yi)烯(xi)-三氮唑(zuo)(zuo)類(lei)(lei)(lei)、苯并噁唑(zuo)(zuo)類(lei)(lei)(lei)、呋(fu)喃(nan),苯并呋(fu)喃(nan)和苯并咪唑(zuo)(zuo)類(lei)(lei)(lei)、1,3-二苯基-吡(bi)唑(zuo)(zuo)啉(lin)類(lei)(lei)(lei)、香豆素類(lei)(lei)(lei)、萘酰亞(ya)胺類(lei)(lei)(lei)和雜類(lei)(lei)(lei)等九類(lei)(lei)(lei)。
抗菌(jun)劑(ji)
隨著人(ren)們安全意識的(de)不(bu)斷增強,越來越多的(de)人(ren)開(kai)始購買抗(kang)菌(jun)(jun)類的(de)塑料制(zhi)品。而抗(kang)菌(jun)(jun)塑料中(zhong)都(dou)會用到(dao)抗(kang)菌(jun)(jun)劑。抗(kang)菌(jun)(jun)劑指能夠(gou)在(zai)一定時間內,使某些微生物(細(xi)菌(jun)(jun)、真菌(jun)(jun)、酵母菌(jun)(jun)、藻類及病毒(du)等(deng))的(de)生長(chang)或繁殖保持在(zai)必(bi)要(yao)水(shui)平以下(xia)的(de)化(hua)學物質。抗(kang)菌(jun)(jun)劑是具有抑菌(jun)(jun)和殺菌(jun)(jun)性能的(de)物質。
阻燃劑
減緩塑料(liao)燃(ran)燒(shao)性能的助劑(ji)稱為(wei)阻燃(ran)劑(ji),含(han)有(you)阻燃(ran)劑(ji)的塑料(liao)大多(duo)數具有(you)自(zi)熄性,或具有(you)燃(ran)燒(shao)速率減緩作(zuo)用。
抗靜(jing)電劑
任何物體都(dou)帶有(you)(you)(you)本(ben)身(shen)的(de)靜電(dian)荷(he)(he),這種(zhong)電(dian)荷(he)(he)可以(yi)(yi)是(shi)負電(dian)荷(he)(he)也(ye)可以(yi)(yi)是(shi)正電(dian)荷(he)(he)。靜電(dian)荷(he)(he)的(de)聚集(ji)(ji)使(shi)生(sheng)活或者(zhe)工業生(sheng)產受到影響(xiang)甚至危(wei)害,將(jiang)聚集(ji)(ji)的(de)有(you)(you)(you)害電(dian)荷(he)(he)導引(yin)/消(xiao)除使(shi)其不對生(sheng)產或生(sheng)活造(zao)成不便或危(wei)害的(de)化學物質稱為抗靜電(dian)劑。抗靜電(dian)劑一般都(dou)具有(you)(you)(you)表(biao)面活性(xing)劑的(de)特征(zheng),結構上極性(xing)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)和(he)非(fei)極性(xing)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)兼而有(you)(you)(you)之。常用的(de)極性(xing)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)(即(ji)親(qin)水(shui)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan))有(you)(you)(you):羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的(de)陰離子(zi),胺鹽、季(ji)銨(an)鹽的(de)陽離子(zi),以(yi)(yi)及-OH、-O-等基(ji)(ji)團(tuan)(tuan);常用的(de)非(fei)極性(xing)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)(即(ji)親(qin)油基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)或疏水(shui)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan))有(you)(you)(you)烷基(ji)(ji)、烷芳基(ji)(ji)等。抗靜電(dian)劑可有(you)(you)(you)五種(zhong)基(ji)(ji)本(ben)類(lei)型:胺的(de)衍(yan)生(sheng)物、季(ji)銨(an)鹽、硫酸酯、磷酸酯和(he)聚乙二醇的(de)衍(yan)生(sheng)物。