吹塑塑料桶-----聊聊你所不知道的原材料添加劑
作者：admin 發(fā)布日期：2016/10/26 11:33:03
吹塑塑料桶-----聊聊你所不知道的原材料添加劑
添加劑是指分散在塑料分子結(jié)構(gòu)中，不會嚴重影響塑料的分子結(jié)構(gòu)，而能改善其性質(zhì)或降低成本的化學物質(zhì)。添加劑的加入，能促使塑料改進基材的加工性、物理性、化學性等功能和增加基材的物理、化學特性。
主要性能
對塑料添加劑的主要要求是:①高效:在塑料加工和應用中能有效地發(fā)揮其應有的功能。添加劑的選用應依據(jù)配混料的綜合性能要求。②相容性：能與合成樹脂較好地相容。③持久性：在塑料加工和應用過程中不揮發(fā)、不滲出、不遷移、不溶出。④化學穩(wěn)定性：在塑料加工和應用過程中不分解，不與合成樹脂及其他組分發(fā)生化學反應。⑤無毒：對人體無任何毒性作用。⑥價格低廉。
添加方式
添加劑的添加方式取決于：合成樹脂的物理形態(tài)和熔融特征；添加劑的物理形態(tài)和濃度；添加劑在配混料中的分散度和溶解度；配混料的最終物理狀態(tài)。添加時多采用高速混合、密煉和擠出等工藝。添加劑添加后的效果，除取決于其作用機理外，還取決于正確的添加順序。
分類
增塑劑
絕大部分合成樹脂具有可塑性，但可塑性的大小卻不相同，為了使樹脂易于塑化和賦予制品柔軟性，一般在樹脂中加入一些低分子物質(zhì)，這些低分子物稱為增塑劑。增塑劑（plasticizer）是液體或低熔點物質(zhì)，與樹脂應有較好的混溶性。常用的增塑劑由鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、氯化石蠟等。
著色劑
是為了美化和裝飾塑料而在物料中加入的含色料的添加劑稱為著色劑（filling material）。
填料
加于塑料的配合料中以降低成本，有時也可增進塑料的物理性能，如度、剛度及沖擊強度的相對惰性的物質(zhì)稱為填料。最常用的填料由粘土、硅酸鹽、滑石、碳酸鹽等。
熱穩(wěn)定劑
能阻止塑料因受熱所發(fā)生降解作用的添加劑。由于聚氯乙烯的熱敏性出，所以熱穩(wěn)定劑多用于聚氯乙烯類塑料的配混中。根據(jù)化學結(jié)構(gòu)，可分為鉛鹽、混合金屬鹽、有機錫和特定用途熱穩(wěn)定劑四大類。
① 鉛鹽：最早應用的一類熱穩(wěn)定劑。具有較優(yōu)良的長期熱穩(wěn)定性、耐候性和電絕緣性，但影響制品透明性，有毒，有初期著色性，易硫化污染，與聚氯乙烯的相容性和分散性差。鉛鹽無潤滑性，故要與金屬皂類潤滑劑并用。常用品種有三堿式硫酸鉛、二堿式亞磷酸鉛。多用于不透明聚氯乙烯板、管及電線和電纜護套制造中。
② 復配型金屬鹽：最通用的一類熱穩(wěn)定劑。常以液體、糊劑或粉末的預配形式出售。常用品種有鋇－鎘、鋇－鈣－鋅、鋇－鋅、鈣－鋅和鈣－鎂－亞錫－鋅的高級脂肪酸鹽類。這類熱穩(wěn)定劑常與有機輔助劑（如亞磷酸酯類、環(huán)氧化合物、多元醇以及酚類抗氧劑等）并用，組成適應不同加工工藝和制品應用要求的復配型熱穩(wěn)定劑。
③ 有機錫：這類熱穩(wěn)定劑主要用于要求透明的各種軟聚氯乙烯制品。常用品種有馬來酸酯類、硫醇鹽和羧酸酯類。其中，馬來酸二正錫、S，S'-雙（硫代甘醇酸異辛酯）二正辛基錫，可作為無毒穩(wěn)定劑，用于食品及醫(yī)藥包裝材料。
④ 特殊用途熱穩(wěn)定劑：指某些有特定效果的純有機化合物，如堿性乳液聚合聚氯乙烯中使用的α－苯基吲哚、氨基巴豆酸酯類，石棉填充聚氯乙烯地板材料中使用的季戊四醇或雙氰胺。
正確選擇和配合熱穩(wěn)定劑可達到最佳的協(xié)同效應。為了適應無毒和高耐候性的特定要求，熱穩(wěn)定劑研究的重點是開發(fā)混合金屬鹽和有機錫化合物的新種，少用重金屬而又可提高穩(wěn)定效果的品種，以及具有協(xié)同效應的低毒或無毒的復合型品種。
潤滑劑
在塑料加工中，能降低塑料粒子之間的摩擦、塑料大分子之間的摩擦、塑料對加工設備金屬表面的粘附性，以及改善塑料熔體流動性，提高加工效率的添加劑。尤其在聚氯乙烯加工中，潤滑劑是必不可少的添加劑。其作用可分為兩類：熔化前在塑料粒子之間以及熔化后在塑料熔體與加工設備金屬表面之間所起的作用，稱為外潤滑作用；熔化后在塑料大分子之間所起的作用，稱為內(nèi)潤滑作用。有些潤滑劑的作用介于兩者之間。幾乎所有潤滑劑的作用方式，都隨塑料的其他組分的改變而改變。潤滑劑的化學結(jié)構(gòu)是決定其作用方式的首要因素。通常,潤滑劑的碳鏈越短,極性越強，其內(nèi)潤滑作用越大；碳鏈越長，則外潤滑作用越大。一種潤滑劑一般難于滿足全面的要求，生產(chǎn)中常將幾種潤滑劑并用，所以復配型潤滑劑發(fā)展很快。
抗靜電劑
又稱靜電消除劑。混入塑料中或涂覆于塑料制品表面，能降低表面電阻，適度賦予導電性，從而消除或防止靜電荷積累所產(chǎn)生的危害的添加劑。抗靜電劑大多屬離子型和非離子型表面活性劑。其作用機理主要有4種:親水基團增加塑料制品表面吸濕性，形成單分子導電膜層；增加制品表面的離子濃度，提高其導電性;增大摩擦體之間的介電性；增加制品表面平滑性,減低其摩擦系數(shù)。
按使用方法，可分為涂覆型和內(nèi)加型兩類。涂覆型抗靜電劑可用各種涂覆方法涂施于制品表面,見效快,適應面廣，但易因摩擦和洗滌而損失，因此只有短期抗靜電效果。內(nèi)加型抗靜電劑可直接混入塑料中，均勻分散后，有持久性抗靜電效果，故普遍采用。
抗氧劑
又稱抗氧化劑。能抑制或延緩塑料在制造、加工、應用和貯存中，因受熱、光、機械應力、電場、輻射及添加劑中所含重金屬離子等因素所引起的塑料及制品外觀和內(nèi)在性能的劣化作用。其種類繁多。按化學結(jié)構(gòu)可分為酚類、胺類、含磷化合物、含硫化合物和有機金屬鹽等5大類。根據(jù)不同的作用機理,酚類和胺類又稱為主抗氧劑，含磷和硫的化合物又稱為輔抗氧劑。主抗氧劑的作用是捕獲氧化降解中產(chǎn)生的活潑自由基，從而中斷鏈式降解反應，達到抗氧化目的。輔助抗氧劑的作用是將氧化降解的中間產(chǎn)物分解為非自由基產(chǎn)物。通常，主、輔抗氧劑并用，通過相互的協(xié)同效應達到最佳的抗氧化效果?？寡鮿┭芯康闹饕较蚴翘岣呖寡跣?、持久性和相容性。出現(xiàn)了大分子量(500～1000)抗氧劑,分子內(nèi)除含有抗氧基團外，還有龐大的輔助基團，借助增大分子量來提高抗氧持久性。此外,還有反應型抗氧劑,能在塑料制造和加工過程與合成樹脂組分發(fā)生化學反應，有永久性抗氧劑之稱。
光穩(wěn)定劑
能抑制或減弱塑料因吸收紫外光而導致的光降解或光老化作用，延長塑料制品使用及貯存壽命的添加劑。其機理在于屏蔽光輻射源，吸收并消散能引發(fā)塑料降解的紫外光輻射，或消散塑料分子上的激發(fā)態(tài)能量。光穩(wěn)定劑可在塑料配混中混入。常用的光穩(wěn)定劑有：水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類和有機絡合物類。
發(fā)泡劑
能在特定條件下產(chǎn)生大量氣體，使塑料形成連續(xù)或不連續(xù)微孔型結(jié)構(gòu)的添加劑。具有這種微孔結(jié)構(gòu)的塑料，稱為泡沫塑料或微孔塑料。根據(jù)產(chǎn)生氣體的方式，發(fā)泡劑可分為物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類。
①物理發(fā)泡劑：一般是無味、無毒的惰性氣體，或穩(wěn)定性良好、沸點低的不燃性液體。常用惰性氣體有氮、二氧化碳和空氣，常用低沸點液體有四氯乙烷、氯甲烷和戊烷等。此外，可溶出性固體化合物（如食鹽）也是常用的物理發(fā)泡劑。物理發(fā)泡劑適用于聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等的發(fā)泡。
②化學發(fā)泡劑：在室溫下穩(wěn)定，而在塑料加工溫度下能分解釋出大量氣體的化合物。在泡沫塑料制造中應用很普遍。工業(yè)上常用的化學發(fā)泡劑大多是釋放氮為主要氣相成分的有機化合物，和能分解并分別釋放氨或二氧化碳的碳酸氫銨和碳酸氫鈉?；瘜W發(fā)泡劑多適用于各種熱塑性塑料的發(fā)泡。為了降低化學發(fā)泡劑的分解溫度，改善其分散性和提高發(fā)泡量，也常使用一種能活化化學發(fā)泡劑的發(fā)泡促進劑，或稱助發(fā)泡劑，如水楊酸、尿素等。
阻燃劑
能阻止塑料引燃或抑制火焰蔓延的添加劑。多為含鹵素、磷、銻、硼、鋁等元素的無機或有機化合物。按其使用方式，可分為反應型和添加型兩大類。反應型阻燃劑作為單體參與合成樹脂的聚合反應，對塑料性能影響較小。添加型阻燃劑則在塑料配混過程中，以一般方法混入合成樹脂，使用方便，適應性強，但常會影響塑料性能。常用品種有三氧化二銻(銻白)、三水合氧化鋁、硼酸鋅、偏硼酸鋅、四溴丁烷、六溴聯(lián)苯、磷酸三（2,3-二氯丙基）酯等。大多數(shù)阻燃劑常按多種機理發(fā)揮其功能，因此，常同時使用幾種阻燃劑以求達到最佳的協(xié)同效應。
由于塑料在建筑、汽車、飛機等工業(yè)領域中應用日益廣泛，對阻燃要求日趨嚴格，所以阻燃劑的增效性配方研究成為實用研究的重要課題。此外，塑料燃燒生成的煙霧和毒性氣體所引起的生理效應日益受到重視，所以，開發(fā)不揮發(fā)性阻燃劑，以增大表面結(jié)焦層及其穩(wěn)定性，減少燃燒時毒性氣體的逸散，也是當代阻燃劑研究的重點課題之一。
耐沖擊改質(zhì)劑
耐沖擊改質(zhì)劑（Impact modifier)通常是具有特殊性的樹脂以（Compounding)方式添加，而改善塑料的耐沖擊性。耐沖擊改質(zhì)劑常常影響到塑料的耐熱性、流動性或加工性，選擇時必須慎重。
總結(jié)
添加劑是指分散在塑料分子結(jié)構(gòu)中，不會嚴重影響塑料的分子結(jié)構(gòu)，而能改善其性質(zhì)或降低成本的化學物質(zhì)。添加劑的加入，能促使塑料改進基材的加工性、物理性、化學性等功能和增加基材的物理、化學特性。
主要性能
對塑料添加劑的主要要求是:①高效:在塑料加工和應用中能有效地發(fā)揮其應有的功能。添加劑的選用應依據(jù)配混料的綜合性能要求。②相容性：能與合成樹脂較好地相容。③持久性：在塑料加工和應用過程中不揮發(fā)、不滲出、不遷移、不溶出。④化學穩(wěn)定性：在塑料加工和應用過程中不分解，不與合成樹脂及其他組分發(fā)生化學反應。⑤無毒：對人體無任何毒性作用。⑥價格低廉。
添加方式
添加劑的添加方式取決于：合成樹脂的物理形態(tài)和熔融特征；添加劑的物理形態(tài)和濃度；添加劑在配混料中的分散度和溶解度；配混料的最終物理狀態(tài)。添加時多采用高速混合、密煉和擠出等工藝。添加劑添加后的效果，除取決于其作用機理外，還取決于正確的添加順序。
分類
增塑劑
絕大部分合成樹脂具有可塑性，但可塑性的大小卻不相同，為了使樹脂易于塑化和賦予制品柔軟性，一般在樹脂中加入一些低分子物質(zhì)，這些低分子物稱為增塑劑。增塑劑（plasticizer）是液體或低熔點物質(zhì)，與樹脂應有較好的混溶性。常用的增塑劑由鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、氯化石蠟等。
著色劑
是為了美化和裝飾塑料而在物料中加入的含色料的添加劑稱為著色劑（filling material）。
填料
加于塑料的配合料中以降低成本，有時也可增進塑料的物理性能，如度、剛度及沖擊強度的相對惰性的物質(zhì)稱為填料。最常用的填料由粘土、硅酸鹽、滑石、碳酸鹽等。
熱穩(wěn)定劑
能阻止塑料因受熱所發(fā)生降解作用的添加劑。由于聚氯乙烯的熱敏性出，所以熱穩(wěn)定劑多用于聚氯乙烯類塑料的配混中。根據(jù)化學結(jié)構(gòu)，可分為鉛鹽、混合金屬鹽、有機錫和特定用途熱穩(wěn)定劑四大類。
① 鉛鹽：最早應用的一類熱穩(wěn)定劑。具有較優(yōu)良的長期熱穩(wěn)定性、耐候性和電絕緣性，但影響制品透明性，有毒，有初期著色性，易硫化污染，與聚氯乙烯的相容性和分散性差。鉛鹽無潤滑性，故要與金屬皂類潤滑劑并用。常用品種有三堿式硫酸鉛、二堿式亞磷酸鉛。多用于不透明聚氯乙烯板、管及電線和電纜護套制造中。
② 復配型金屬鹽：最通用的一類熱穩(wěn)定劑。常以液體、糊劑或粉末的預配形式出售。常用品種有鋇－鎘、鋇－鈣－鋅、鋇－鋅、鈣－鋅和鈣－鎂－亞錫－鋅的高級脂肪酸鹽類。這類熱穩(wěn)定劑常與有機輔助劑（如亞磷酸酯類、環(huán)氧化合物、多元醇以及酚類抗氧劑等）并用，組成適應不同加工工藝和制品應用要求的復配型熱穩(wěn)定劑。
③ 有機錫：這類熱穩(wěn)定劑主要用于要求透明的各種軟聚氯乙烯制品。常用品種有馬來酸酯類、硫醇鹽和羧酸酯類。其中，馬來酸二正錫、S，S'-雙（硫代甘醇酸異辛酯）二正辛基錫，可作為無毒穩(wěn)定劑，用于食品及醫(yī)藥包裝材料。
④ 特殊用途熱穩(wěn)定劑：指某些有特定效果的純有機化合物，如堿性乳液聚合聚氯乙烯中使用的α－苯基吲哚、氨基巴豆酸酯類，石棉填充聚氯乙烯地板材料中使用的季戊四醇或雙氰胺。
正確選擇和配合熱穩(wěn)定劑可達到最佳的協(xié)同效應。為了適應無毒和高耐候性的特定要求，熱穩(wěn)定劑研究的重點是開發(fā)混合金屬鹽和有機錫化合物的新種，少用重金屬而又可提高穩(wěn)定效果的品種，以及具有協(xié)同效應的低毒或無毒的復合型品種。
潤滑劑
在塑料加工中，能降低塑料粒子之間的摩擦、塑料大分子之間的摩擦、塑料對加工設備金屬表面的粘附性，以及改善塑料熔體流動性，提高加工效率的添加劑。尤其在聚氯乙烯加工中，潤滑劑是必不可少的添加劑。其作用可分為兩類：熔化前在塑料粒子之間以及熔化后在塑料熔體與加工設備金屬表面之間所起的作用，稱為外潤滑作用；熔化后在塑料大分子之間所起的作用，稱為內(nèi)潤滑作用。有些潤滑劑的作用介于兩者之間。幾乎所有潤滑劑的作用方式，都隨塑料的其他組分的改變而改變。潤滑劑的化學結(jié)構(gòu)是決定其作用方式的首要因素。通常,潤滑劑的碳鏈越短,極性越強，其內(nèi)潤滑作用越大；碳鏈越長，則外潤滑作用越大。一種潤滑劑一般難于滿足全面的要求，生產(chǎn)中常將幾種潤滑劑并用，所以復配型潤滑劑發(fā)展很快。
抗靜電劑
又稱靜電消除劑。混入塑料中或涂覆于塑料制品表面，能降低表面電阻，適度賦予導電性，從而消除或防止靜電荷積累所產(chǎn)生的危害的添加劑。抗靜電劑大多屬離子型和非離子型表面活性劑。其作用機理主要有4種:親水基團增加塑料制品表面吸濕性，形成單分子導電膜層；增加制品表面的離子濃度，提高其導電性;增大摩擦體之間的介電性；增加制品表面平滑性,減低其摩擦系數(shù)。
按使用方法，可分為涂覆型和內(nèi)加型兩類。涂覆型抗靜電劑可用各種涂覆方法涂施于制品表面,見效快,適應面廣，但易因摩擦和洗滌而損失，因此只有短期抗靜電效果。內(nèi)加型抗靜電劑可直接混入塑料中，均勻分散后，有持久性抗靜電效果，故普遍采用。
抗氧劑
又稱抗氧化劑。能抑制或延緩塑料在制造、加工、應用和貯存中，因受熱、光、機械應力、電場、輻射及添加劑中所含重金屬離子等因素所引起的塑料及制品外觀和內(nèi)在性能的劣化作用。其種類繁多。按化學結(jié)構(gòu)可分為酚類、胺類、含磷化合物、含硫化合物和有機金屬鹽等5大類。根據(jù)不同的作用機理,酚類和胺類又稱為主抗氧劑，含磷和硫的化合物又稱為輔抗氧劑。主抗氧劑的作用是捕獲氧化降解中產(chǎn)生的活潑自由基，從而中斷鏈式降解反應，達到抗氧化目的。輔助抗氧劑的作用是將氧化降解的中間產(chǎn)物分解為非自由基產(chǎn)物。通常，主、輔抗氧劑并用，通過相互的協(xié)同效應達到最佳的抗氧化效果?？寡鮿┭芯康闹饕较蚴翘岣呖寡跣?、持久性和相容性。出現(xiàn)了大分子量(500～1000)抗氧劑,分子內(nèi)除含有抗氧基團外，還有龐大的輔助基團，借助增大分子量來提高抗氧持久性。此外,還有反應型抗氧劑,能在塑料制造和加工過程與合成樹脂組分發(fā)生化學反應，有永久性抗氧劑之稱。
光穩(wěn)定劑
能抑制或減弱塑料因吸收紫外光而導致的光降解或光老化作用，延長塑料制品使用及貯存壽命的添加劑。其機理在于屏蔽光輻射源，吸收并消散能引發(fā)塑料降解的紫外光輻射，或消散塑料分子上的激發(fā)態(tài)能量。光穩(wěn)定劑可在塑料配混中混入。常用的光穩(wěn)定劑有：水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類和有機絡合物類。
發(fā)泡劑
能在特定條件下產(chǎn)生大量氣體，使塑料形成連續(xù)或不連續(xù)微孔型結(jié)構(gòu)的添加劑。具有這種微孔結(jié)構(gòu)的塑料，稱為泡沫塑料或微孔塑料。根據(jù)產(chǎn)生氣體的方式，發(fā)泡劑可分為物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類。
①物理發(fā)泡劑：一般是無味、無毒的惰性氣體，或穩(wěn)定性良好、沸點低的不燃性液體。常用惰性氣體有氮、二氧化碳和空氣，常用低沸點液體有四氯乙烷、氯甲烷和戊烷等。此外，可溶出性固體化合物（如食鹽）也是常用的物理發(fā)泡劑。物理發(fā)泡劑適用于聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等的發(fā)泡。
②化學發(fā)泡劑：在室溫下穩(wěn)定，而在塑料加工溫度下能分解釋出大量氣體的化合物。在泡沫塑料制造中應用很普遍。工業(yè)上常用的化學發(fā)泡劑大多是釋放氮為主要氣相成分的有機化合物，和能分解并分別釋放氨或二氧化碳的碳酸氫銨和碳酸氫鈉?；瘜W發(fā)泡劑多適用于各種熱塑性塑料的發(fā)泡。為了降低化學發(fā)泡劑的分解溫度，改善其分散性和提高發(fā)泡量，也常使用一種能活化化學發(fā)泡劑的發(fā)泡促進劑，或稱助發(fā)泡劑，如水楊酸、尿素等。
阻燃劑
能阻止塑料引燃或抑制火焰蔓延的添加劑。多為含鹵素、磷、銻、硼、鋁等元素的無機或有機化合物。按其使用方式，可分為反應型和添加型兩大類。反應型阻燃劑作為單體參與合成樹脂的聚合反應，對塑料性能影響較小。添加型阻燃劑則在塑料配混過程中，以一般方法混入合成樹脂，使用方便，適應性強，但常會影響塑料性能。常用品種有三氧化二銻(銻白)、三水合氧化鋁、硼酸鋅、偏硼酸鋅、四溴丁烷、六溴聯(lián)苯、磷酸三（2,3-二氯丙基）酯等。大多數(shù)阻燃劑常按多種機理發(fā)揮其功能，因此，常同時使用幾種阻燃劑以求達到最佳的協(xié)同效應。
由于塑料在建筑、汽車、飛機等工業(yè)領域中應用日益廣泛，對阻燃要求日趨嚴格，所以阻燃劑的增效性配方研究成為實用研究的重要課題。此外，塑料燃燒生成的煙霧和毒性氣體所引起的生理效應日益受到重視，所以，開發(fā)不揮發(fā)性阻燃劑，以增大表面結(jié)焦層及其穩(wěn)定性，減少燃燒時毒性氣體的逸散，也是當代阻燃劑研究的重點課題之一。
耐沖擊改質(zhì)劑
耐沖擊改質(zhì)劑（Impact modifier)通常是具有特殊性的樹脂以（Compounding)方式添加，而改善塑料的耐沖擊性。耐沖擊改質(zhì)劑常常影響到塑料的耐熱性、流動性或加工性，選擇時必須慎重。
總結(jié)
塑料添加劑按其特定功能可分為七大類：①改善加工性能的添加劑，如熱穩(wěn)定劑、潤滑劑等。②改善機械加工性能的添加劑，如增塑劑、增韌劑等。③改善表面性能的添加劑，如抗靜電劑、偶聯(lián)劑等。④改善光學性能的添加劑，如著色劑等。⑤改善老化性能的添加劑，如抗氧劑、光穩(wěn)定劑等。⑥降低塑料成本的添加劑，如增量劑、填充劑等。⑦賦于其他特定效果的添加劑，如發(fā)泡劑、阻燃劑、防霉劑等。
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