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塑料助劑有哪些
塑料助劑
塑料助劑又叫塑料添加劑，是聚合物(合成樹脂)進(jìn)行成型加工時為改善其加工性能或為改善樹脂本身性能而添加的化合物。主要作用為改善聚合物的工藝性能，優(yōu)化加工條件，提高加工效率以及改進(jìn)制品的性能，提高產(chǎn)品的使用價值和壽命。
例如，為了降低聚氯乙烯樹脂的成型溫度，使制品柔軟而添加的增塑劑;又如為了制備質(zhì)量輕、抗震、隔熱、隔音的泡沫塑料而添加的發(fā)泡劑;有些塑料的熱分解溫度與成型加工溫度非常接近，不加入熱穩(wěn)定劑就無法成型。因此，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(wěn)定劑、增塑劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑、著色劑和增白劑、填充劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑、脫模劑等。
一、穩(wěn)定劑
1 、熱穩(wěn)定劑
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(dá)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使高分子鏈不斷裂解成為低分子化合物，以致聚氯乙烯這類塑料不能加工成型。在聚氯乙烯中加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)就能馬上中和分解出來的氯化氫，達(dá)到穩(wěn)定聚氯乙烯的目的。
常用的熱穩(wěn)定劑分為主穩(wěn)定劑和輔助穩(wěn)定劑：
主穩(wěn)定劑：主要是含有鉛、鈣、鎘、鋅、鋇、鋁、鋰、鍶等重金屬陽離子的鹽類和皂類。其中硫酸鉛和硬脂酸鉛的應(yīng)用很廣。
輔助穩(wěn)定：主要指環(huán)氧化油和酯類，同時它們也具有一定的是增塑劑功能。
2、抗氧劑
抗氧劑是一類化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)其在聚合物體系中少量存在時，就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進(jìn)行，進(jìn)而提高聚合物使用壽命。常用的塑料抗氧劑按分子結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理一般分為五類：受阻酚類、亞磷酸酯類、硫代類、復(fù)合類以及受阻胺(HALS)類。
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(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，將高能量紫外光轉(zhuǎn)換成以熱能形式或無破壞性較長光波的形式把能量釋放出來，從而保護(hù)高聚物免遭紫外線破壞。
紫外線吸收劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為以下幾類：水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類和受阻胺類。
4、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)。
二、加工助劑
加工助劑是指用于改善塑料加工流變性以及成型性能的助劑，通常粘度或表面能低，具有一定潤滑作用的添加劑;主要包括增塑劑和潤滑劑。
1、增塑劑
增塑劑因其具有削弱聚合物分子間的范德華力的作用從而增加聚合物分子鏈的移動性，降低聚合物分子鏈的結(jié)晶性而能夠增加塑料的柔軟性、延伸性、可塑性，降低塑料流動溫度和硬度，有利于塑料制品的成型。常用的增塑劑有苯二甲酸酯類、癸二酸酯類、氯化石蠟等。
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、低油(水)抽出性、低溫柔性;副增塑劑與樹脂的相溶性較差，主要是與主增塑劑一道使用以降低成本。
2、潤滑劑
能改善塑料各層粒子之間及熔體與加工設(shè)備金屬表面的摩擦力和粘附性，增大樹脂的流動性，達(dá)到可調(diào)控樹脂塑化時間，保持連續(xù)生產(chǎn)的助劑，即稱之為潤滑劑。
潤滑劑可以分為外潤滑劑與內(nèi)潤滑劑。
外潤滑劑的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。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，常用的外潤滑劑是硬脂酸及其金屬鹽類。
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，常用的內(nèi)潤滑劑是低分子量的聚乙烯等。
3、脫模劑
脫模劑是一種介于模具和成品之間的功能性物質(zhì)。脫模劑有耐化學(xué)性，在與不同樹脂的化學(xué)成份(特別是苯乙烯和胺類)接觸時不被溶解。脫模劑還具有耐熱及應(yīng)力性能，不易分解或磨損;脫模劑粘合到模具上而不轉(zhuǎn)移到被加工的制件上，不妨礙噴漆或其他二次加工操作。由于注塑、擠出、壓延、模壓、層壓等工藝的迅速發(fā)展，脫模劑的用量也大幅度地提高。
三、增強(qiáng)材料和填料
在許多塑料中，增強(qiáng)材料和填料占有相當(dāng)?shù)谋戎兀饕康氖牵簽榱颂岣咚芰现破返膹?qiáng)度和剛性或者降低生產(chǎn)成本，一般加入各種纖維材料或無機(jī)物。常用的增強(qiáng)材料有：玻璃纖維、石棉、石英、炭黑、硅酸鹽、碳酸鈣、金屬氧化物等。
四、偶聯(lián)劑
偶聯(lián)劑是指能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類物質(zhì)。通常偶聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)中存在兩種官能團(tuán)：一種可與高分子基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或有較好的相容性;另一種可與無機(jī)填料形成化學(xué)鍵。如;硅烷偶聯(lián)劑，通式可寫為RSiX3(R是與聚合物分子有親和力和反應(yīng)能力的活性官能團(tuán)，如乙烯基、氯丙基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰基、胺基和巰基等;X為能夠水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基等)。增強(qiáng)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(jī)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(qiáng)劑或填料的作用，有機(jī)硅烷是使用的偶聯(lián)劑，而有機(jī)鈦酸酯是一種更高 效的偶聯(lián)劑。
五、交聯(lián)劑
交聯(lián)劑主要用在高分子材料(橡膠與熱固性樹脂)中。因為高分子材料的分子結(jié)構(gòu)是線性結(jié)構(gòu)，沒交聯(lián)時強(qiáng)度低，易拉斷，且沒有彈性，交聯(lián)劑的作用就是在線型的分子之間產(chǎn)生化學(xué)鍵，使線型分子相互連在一起，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣提高橡膠的強(qiáng)度和彈性，橡膠中用的交聯(lián)劑主要是硫磺，另外要加促進(jìn)劑。一般的交聯(lián)劑多指有機(jī)過氧化物，如聚乙烯的交聯(lián)劑可使用過氧化二異丙苯。
六、發(fā)泡劑
發(fā)泡劑是一類能使處于一定黏度范圍內(nèi)的液態(tài)或塑性狀態(tài)的橡膠，塑料形成微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。發(fā)泡劑按照作用機(jī)理可分為物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑。物理發(fā)泡劑：依靠在發(fā)泡過程中本身物理狀態(tài)變化來達(dá)到發(fā)泡目地的一類化合物;化學(xué)發(fā)泡劑：在一定溫度下會熱分解而產(chǎn)生一種或多種氣體使聚合物發(fā)泡。
七、成核劑
成核劑是適用于聚乙烯、聚丙烯等不完全結(jié)晶塑料，通過改變樹脂的結(jié)晶行為，加快結(jié)晶速率、增加結(jié)晶密度和促使晶粒尺寸微細(xì)化，達(dá)到縮短成型周期、提高制品透明性、表面光澤、抗拉強(qiáng)度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機(jī)械性能的新功能助劑。
八、著色劑
著色劑是不能溶于普通溶劑化學(xué)物質(zhì)，故要獲得理想的著色性能，需要用機(jī)械方法將顏料均勻分散于塑料中。無機(jī)顏料熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性優(yōu)良，價格低，但著色力相對差，相對密度大;有機(jī)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(zhì)不如無機(jī)顏料。著色劑主要包括色母粒和熒光增白劑。
1、色母粒
色母粒是一種把超常量的顏料或染料均勻載附于樹脂之中而制得的聚集體。其基本組成包括：顏料或染料、載體、分散劑、添加劑;具有以下優(yōu)勢：利于保持顏料的化學(xué)穩(wěn)定性和顏色穩(wěn)定性，提高顏料的分散性，操作簡單，轉(zhuǎn)色容易，環(huán)境干凈，節(jié)省時間和原材料。
2、熒光增白劑
熒光增白劑是一種熒光染料，或稱白色染料，也是一種復(fù)雜的有機(jī)化合物，它的特性是能激發(fā)入射光線產(chǎn)生熒光，使所染物質(zhì)獲得類似螢石的閃閃發(fā)光的效應(yīng)，使肉眼看到的物質(zhì)很白。按照熒光增白劑的母體分類，大致可將它們分為碳環(huán)類、三嗪基氨基二苯乙烯類、二苯乙烯-三氮唑類、苯并噁唑類、呋喃，苯并呋喃和苯并咪唑類、1，3-二苯基-吡唑啉類、香豆素類、萘酰亞胺類和雜類等九類。
九、抗菌劑
隨著人們安全意識的不斷增強(qiáng)，越來越多的人開始購買抗菌類的塑料制品。而抗菌塑料中都會用到抗菌劑。抗菌劑指能夠在一定時間內(nèi)，使某些微生物(細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等)的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學(xué)物質(zhì)。抗菌劑是具有抑菌和殺菌性能的物質(zhì)。
十、阻燃劑
減緩塑料燃燒性能的助劑稱為阻燃劑，含有阻燃劑的塑料大多數(shù)具有自熄性，或具有燃燒速率減緩作用。
十一、抗靜電劑
任何物體都帶有本身的靜電荷，這種電荷可以是負(fù)電荷也可以是正電荷。靜電荷的聚集使生活或者工業(yè)生產(chǎn)受到影響甚至危害，將聚集的有害電荷導(dǎo)引/消除使其不對生產(chǎn)或生活造成不便或危害的化學(xué)物質(zhì)稱為抗靜電劑。抗靜電劑一般都具有表面活性劑的特征，結(jié)構(gòu)上極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)兼而有之。常用的極性基團(tuán)(即親水基團(tuán))有：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的陰離子，胺鹽、季銨鹽的陽離子，以及-OH、-O-等基團(tuán);常用的非極性基團(tuán)(即親油基團(tuán)或疏水基團(tuán))有烷基、烷芳基等。抗靜電劑可有五種基本類型：胺的衍生物、季銨鹽、硫酸酯、磷酸酯和聚乙二醇的衍生物。
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