情景任務(wù)一聚乙烯阻燃料用原材料的選擇PPT課件

1、一、課程性質(zhì)及作用一、課程性質(zhì)及作用 材料改性技術(shù)是高職高專材料工程技術(shù)專業(yè)一門主干核心學(xué)習(xí)領(lǐng)域. 材料改性技術(shù)的主要任務(wù)以典型高分子產(chǎn)品改性技術(shù)為載體，用實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目來檢驗(yàn)教學(xué)效果，通過項(xiàng)目教學(xué)，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，理解材料改性的基本原理，掌握材料改性的基本工藝過程、技術(shù)要點(diǎn)與改性材料的物性變化，具有對高分子材料改性初步設(shè)計(jì)能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)、頂崗實(shí)習(xí)及今后從事材料生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。第1頁/共86頁材料改性材料改性技術(shù)技術(shù)二、課時(shí)分配 本課程計(jì)劃總學(xué)時(shí)64課時(shí)，其中理論課時(shí)為40，實(shí)訓(xùn)課時(shí)為24。 三、考核方式 平時(shí)占40%（含期中測驗(yàn)），實(shí)驗(yàn)占20%，期末占40% 。第2頁/共86頁 四、

2、課 程 內(nèi) 容 及 設(shè) 計(jì) 情景一、聚乙烯阻燃料的生產(chǎn)任務(wù)一、聚乙烯阻燃料用材料的選擇任務(wù)二、聚乙烯阻燃料的制備任務(wù)三、聚乙烯阻燃料性能測試情景二、UPR玻璃鋼的生產(chǎn)任務(wù)一、UPR玻璃鋼用原材料的選擇任務(wù)二、UPR玻璃鋼的制備任務(wù)三、UPR玻璃鋼性能測試情景三、NBR/PVC耐油密封圈的生產(chǎn)任務(wù)一、NBR/PVC耐油密封圈用材料選擇任務(wù)二、NBR/PVC耐油密封圈的制備任務(wù)三、NBR/PVC耐油密封圈性能測試情景四、保險(xiǎn)杠專用料的生產(chǎn)任務(wù)一、保險(xiǎn)杠專用料用材料選擇任務(wù)二、保險(xiǎn)杠專用料的制備任務(wù)三、保險(xiǎn)杠專用料性能測試材料改性材料改性技術(shù)技術(shù)第3頁/共86頁五、主要參考書：1、高分子性能檢測國家

3、標(biāo)準(zhǔn)2、高分子改性技術(shù)3、高分子材料成型工藝4、高分子材料成型設(shè)備材料改性材料改性技術(shù)技術(shù)第4頁/共86頁任務(wù)一、聚乙烯阻燃料用原材料選用第5頁/共86頁第6頁/共86頁第7頁/共86頁2021-11-118 討論： 1、不同的制品對材料性能的要求有哪些？（如水杯、塑料盆、礦泉水瓶、工藝品等） 2、當(dāng)現(xiàn)有原材料不能滿足制品要求時(shí)如何處理？（兩種辦法） （1）更換原材料 （2）對現(xiàn)有材料改性第8頁/共86頁材料改性材料改性技術(shù)技術(shù) 情景1、聚乙烯阻燃料的生產(chǎn) 任務(wù)一、聚乙烯阻燃料用原材料的選擇 內(nèi)容： 1、聚乙烯樹脂及其選擇 2、填充劑及其選擇 3、阻燃劑及阻燃體系的選擇 第9頁/共86頁材料改

4、性材料改性技術(shù)技術(shù) 教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)目標(biāo)： 1、了解聚乙烯的結(jié)構(gòu)、性能及用途； 2、理解填充劑的作用及性質(zhì)； 3、掌握填充劑的選用原則 能力目標(biāo)： 1能夠根據(jù)塑料的用途選擇聚合物改性方法 2能根據(jù)填充劑的性質(zhì)合理選擇填料 第10頁/共86頁聚乙烯的結(jié)構(gòu)聚乙烯的結(jié)構(gòu) Polyethylene (PE)Polyethylene (PE) 單體 Mer unitMer unit 聚合物鏈 Polymer chain Polymer chain CH2CH2第11頁/共86頁聚乙烯種類1）低密度聚乙烯 （ LDPE ） 高壓在150一300MPa的壓力、180一200下以氧氣或有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑，按

5、自由基聚合機(jī)理使乙烯聚合而得聚乙烯。2）高密度聚乙烯（ HDPE）低壓低溫聚合 齊格勒-納塔催化劑，其機(jī)械性能為各種PE中最好。 3）線形、低密度聚乙烯（LLDPE），環(huán)境應(yīng)力開裂性最高; 4） 超高分子量聚乙烯（UHMWPE） 5） 經(jīng)交聯(lián)處理的LDPE已大量用于制作電纜的絕緣層（PE-PE-ClCl） 6）氯化聚乙烯（PE-CPE-C）、乙烯/ /乙酸乙烯酯共聚物（EVAEVA）、茂金屬催化聚乙烯（MPEMPE） 第12頁/共86頁聚乙烯種類 按相對分子質(zhì)量大?。?11萬以下為中等分子量聚乙烯 1125萬為高分子量聚乙烯 5150萬為特高分子量聚乙烯 150萬以上稱為超高分子量聚乙烯（Ul

6、traHigh Molecular Weight Polyethylene ，UHMWPE） 第13頁/共86頁聚乙烯性能聚乙烯性能 外觀外觀：白色蠟狀半透明材料，柔而韌；：白色蠟狀半透明材料，柔而韌； 密度密度：比水輕；：比水輕； 毒性毒性：無毒；：無毒； 介電性能介電性能：優(yōu)異；：優(yōu)異； 燃燒特性燃燒特性：易燃，且離火后繼續(xù)燃燒，火焰上端呈黃色而：易燃，且離火后繼續(xù)燃燒，火焰上端呈黃色而下端為藍(lán)色，燃燒時(shí)產(chǎn)生熔融滴落；下端為藍(lán)色，燃燒時(shí)產(chǎn)生熔融滴落； 透水率透水率：低，有機(jī)蒸氣透過率較大，易透過非極性氣體：低，有機(jī)蒸氣透過率較大，易透過非極性氣體 O2 N2 CO2 ； 透明度：隨結(jié)晶度增

7、加而下降，支鏈阻礙透明度：隨結(jié)晶度增加而下降，支鏈阻礙結(jié)晶 結(jié)晶度 LDPELLDPE9090，硫酸和硝酸能迅速破壞，硫酸和硝酸能迅速破壞PEPE； PE PE的耐熱性不好的耐熱性不好：LDPE使用溫度60 ，HDPE使用溫度80 。 第15頁/共86頁聚乙烯性能聚乙烯性能 力學(xué)性能力學(xué)性能：結(jié)晶部分：結(jié)晶部分較高較高強(qiáng)度；非結(jié)晶區(qū)強(qiáng)度；非結(jié)晶區(qū)良好的良好的柔性和彈性柔性和彈性；力學(xué)性能隨；力學(xué)性能隨分子量增大分子量增大而提高，而提高，分子量分子量150150萬的萬的PEPE極為堅(jiān)韌（優(yōu)異的工程塑料）極為堅(jiān)韌（優(yōu)異的工程塑料）。 第16頁/共86頁P(yáng)E成型加工： 因LDPE、HDPE的流動(dòng)性好

8、，加工溫度低，粘度大小適中，分解溫度低，在惰性氣體中高溫度300不分解，所以是一種加工性能很好的塑料。 LLDPE的粘度稍高，易發(fā)生熔體破裂，需增加加入加工助劑；加工溫度稍高，可達(dá)200215。 聚乙烯的吸水率低，加工前不需要干燥處理。 聚乙烯制品在冷卻過程中容易結(jié)晶，因此，在加工過程中應(yīng)注意模溫。以控制制品的結(jié)晶度，使之具有不同的性能。 聚乙烯的成型收縮率大，在設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要考慮。 聚乙烯樹脂及其選擇第17頁/共86頁P(yáng)E應(yīng)用應(yīng)用 第18頁/共86頁聚乙烯樹脂及其選擇 1、討論一下：聚乙烯阻燃板材要選擇哪種類型的聚乙烯樹脂？ 2、結(jié)合聚乙烯樹脂的性能分析聚乙烯阻燃料的組分？第19頁/共86

9、頁P(yáng)E基木塑配方 PVC基木塑配方 HDPE 100Eva 10木粉30馬來酸酐接枝PE 8KH550 0.5PVC樹脂粉 100 份木粉 40份碳酸鈣 15份PVC復(fù)合穩(wěn)定劑： 3.2份改性劑（偶聯(lián)劑） 0.4份ACR 2份AC發(fā)泡劑 1.4份發(fā)泡調(diào)節(jié)劑 0.5份硬脂酸 0.2份環(huán)氧大豆油 4份 第20頁/共86頁1.1.填充改性的基本原理填充改性的基本原理 聚合物的填充改性，是聚合物的填充改性，是指在聚合物基體中添加與基指在聚合物基體中添加與基體組成及結(jié)構(gòu)不同的固體（加工溫度下不熔融）添加物，體組成及結(jié)構(gòu)不同的固體（加工溫度下不熔融）添加物，以降低成本，或是使聚合物制品的性能有明顯改變以降

10、低成本，或是使聚合物制品的性能有明顯改變（ 或在稍稍削弱某些方面性能的同時(shí)，使人們所希望或在稍稍削弱某些方面性能的同時(shí)，使人們所希望的另一些方面的性能得到明顯提高）的另一些方面的性能得到明顯提高） 填料具有以下特征：填料具有以下特征：1、具有一定幾何形狀的固態(tài)物質(zhì)，可以是有機(jī)物、也可以是無機(jī)物；2、屬于相對惰性的物質(zhì)；3、在聚合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于5%。聚乙烯填充改性聚乙烯填充改性第21頁/共86頁 2 2、填料的作用：填料的作用： 增量：增量：降低制品的成本降低制品的成本 增強(qiáng)：增強(qiáng)：提高塑料材料的力學(xué)性能，如拉伸、沖擊、提高塑料材料的力學(xué)性能，如拉伸、沖擊、硬度；硬度； 賦予功能：賦予功能

11、：賦予制品原本不具備的特殊性能，如導(dǎo)電賦予制品原本不具備的特殊性能，如導(dǎo)電性等；性等； 聚乙烯填充改性聚乙烯填充改性第22頁/共86頁聚乙烯填充改性聚乙烯填充改性 3、填料的性質(zhì)、填料的性質(zhì)（化學(xué)組成、幾何特征、粒徑、表面形態(tài)、物理（化學(xué)組成、幾何特征、粒徑、表面形態(tài)、物理性質(zhì)、熱化學(xué)效應(yīng)）性質(zhì)、熱化學(xué)效應(yīng)） （1）化學(xué)組成：聚合物成型加工過程中穩(wěn)定，不損害聚合物和其他助劑的性能第23頁/共86頁 （2 2）填料的性質(zhì)（幾何特征）填料的性質(zhì)（幾何特征） 對于片狀填料有底面長徑與厚度的比值，厚片提高剛性的效果不如薄片；針狀、柱狀、棒狀也如此。第24頁/共86頁 （3 3）填料的性質(zhì)（粒徑）填料的

12、性質(zhì)（粒徑） 使用填料顆粒粗細(xì)、大小要根據(jù)情況而定；粒徑越小，如果能分散，則力學(xué)性能好，否則不好。第25頁/共86頁 3、填料的性質(zhì)、填料的性質(zhì)（3）表面形態(tài)及性質(zhì)：表面積、表面自由能大不易分散（4）物理性質(zhì)： 密度、吸油值、硬度、（5）熱性能（6）電性能（7）磁性能（8）熱化學(xué)效應(yīng)第26頁/共86頁總結(jié)布置 總結(jié)：聚乙烯的結(jié)構(gòu)、種類、性能及應(yīng)用，填充改性的機(jī)理、填料的作用及性質(zhì)。 作業(yè)：1、在聚合物中選用填料有何作用？ 2、聚合物的改性的方法有哪些？ 課外任務(wù)：查找聚乙烯阻燃料的配方 預(yù)習(xí)：填料的種類、表面處理劑及處理方法第27頁/共86頁復(fù)習(xí)提問 提問： 1、聚乙烯樹脂的種類有哪些？ 2、

13、聚乙烯樹脂可以做衛(wèi)生用品么？ 3、填料的作用有哪些？第28頁/共86頁材料改性材料改性技術(shù)技術(shù) 情景1、聚乙烯阻燃料的生產(chǎn) 任務(wù)一、聚乙烯阻燃料用原材料的選擇 內(nèi)容： 1、聚乙烯樹脂及其選擇 2、填充劑及其選擇 3、阻燃劑及阻燃體系的選擇 第29頁/共86頁材料改性材料改性技術(shù)技術(shù) 教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)目標(biāo)： 1、了解填充劑的種類及特性； 2、理解填充劑表面處理的作用機(jī)理； 3、掌握填充劑的表面處理方法 能力目標(biāo)： 1能夠根據(jù)塑料的用途選擇改性填充劑； 2能根據(jù)填充劑的表面處理方法第30頁/共86頁碳酸鈣碳酸鈣 填充劑的種類及特征第31頁/共86頁填充劑的種類及特征第32頁/共86頁填充劑的種類及

14、特征 二、硅酸鹽類 有滑石粉、陶土、云母粉、硅灰石粉； 1、滑石粉 成分：Mg3(Si4O10)(OH)2。密度2.7g2.8g/cm3，硬度最??；具有層狀結(jié)構(gòu)，可以提高填充材料的剛度，改善尺寸穩(wěn)定性、耐熱性；具有潤滑性，可以減少對機(jī)械和模具的磨損，但用量多時(shí)不利于對塑料的焊接， 適用于聚氯乙烯、聚丙烯、尼龍、ABS樹脂等塑料，多用于耐酸、耐堿、耐熱及電絕緣制品中，在橡膠行業(yè)中，滑石粉主要用于隔離劑和表面處理劑，細(xì)滑石粉對三元乙丙橡膠有補(bǔ)強(qiáng)作用，能提高拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度和硬度。第33頁/共86頁填充劑的種類及特征 2、陶土 用量較大的填料，稍有補(bǔ)強(qiáng)作用，由巖石自然風(fēng)化分解而成，主要成分是二氧化

15、硅、氧化鋁、水等，此外還含有鐵、堿金屬、堿土金屬等。高嶺土在橡膠和塑料工業(yè)中廣泛使用的是高嶺土，密度2.4g2.5g/cm3，呈六方片體，PH值為45，呈弱酸性，有延遲硫化的作用。易吸潮，使用前需干燥。 易結(jié)團(tuán)，需表面處理。 用于聚氯乙烯、聚丙烯、尼龍、聚酯等塑料中，可提高絕緣性，在橡膠行業(yè)中，做半補(bǔ)強(qiáng)填充劑，壓出容易，表面光滑，膠鞋、膠帶、膠管等制品。第34頁/共86頁填充劑的種類及特征 3、云母粉 主要成分是硅酸鉀鋁通常做電氣絕緣材料的是硬質(zhì)云母，也叫白云母； 作為發(fā)電機(jī)整流片的軟質(zhì)云母或鎂云母，還有白云母黑云母。云母的晶形是片狀的，其徑厚比較大。在橡膠中主要用于制造耐熱耐酸耐堿及高絕緣制

16、品。第35頁/共86頁填充劑的種類及特征 4、硅灰石粉 天然硅灰石是硅酸鈣化學(xué)結(jié)構(gòu)，是一種鈣質(zhì)硅酸鹽礦物，含51.7%以上氧化硅，其余48.3%為氧化鈣，屬三斜晶系晶體，常沿眾軸延伸成板狀、桿狀和針狀。集合體為放射狀、纖維狀塊體。較純的呈金色和乳白色，具有玻璃光澤。 在橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)性僅次于SiO2，但在膠料中分散性差，生熱較大。 在塑料中的主要作用是提高拉伸強(qiáng)度和撓曲強(qiáng)度。 最有希望的應(yīng)用領(lǐng)域是代替玻璃纖維在纖維增強(qiáng)塑料中，降低成本。 第36頁/共86頁填充劑的種類及特征 5、玻璃微珠 從粉煤灰中提取，分為漂珠和沉珠，漂珠密度0.40.8g/cm3，殼壁很薄，呈半透明和乳白色，耐火度1650，

17、屬于中空玻璃微珠。沉珠是是實(shí)心的，密度0.82.4g/cm3。 主要用于熱固性樹脂如環(huán)氧、不飽和聚酯等，對熱塑性樹脂不太適合第37頁/共86頁填充劑的種類及特征 單質(zhì) 1、炭黑：由液態(tài)或氣態(tài)不完全燃燒或熱裂解而制取的極細(xì)的很色顆粒，主要成分是碳，表面有一些活性基團(tuán)，還含有一些揮發(fā)物，微觀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 在橡膠工業(yè)中大量作為補(bǔ)強(qiáng)劑，能大幅度提高制品的物理機(jī)械性能；還是最重要的黑色顏料，遮蓋力和著色力極佳。第38頁/共86頁 金屬粉金屬粉 填充劑的種類及特征 2、金屬粉：通過粉碎或熔融霧化法可得到鐵、銅、鋁等金屬粉末。有時(shí)金屬粉末是以它們的合金形式出現(xiàn)的，如青銅粉、黃銅粉、鎳銀粉等。多用于塑料中做

18、裝飾用，以提高填充塑料的導(dǎo)熱性和抗靜電能力。 金和銀效果好，但受到價(jià)格限制，實(shí)用性小。向聚酯、環(huán)氧樹脂等樹脂中加入青銅粉或鋁粉可制的導(dǎo)熱性良好的制品。第39頁/共86頁 木粉及其填充產(chǎn)品木粉及其填充產(chǎn)品 填充劑的種類及特征 有機(jī)物： 1、木粉：最早用于熱固性樹脂，后來在熱塑性塑料中也得到應(yīng)用。通過粉碎和研磨可以從鋸末、碎木片和刨花制的木粉，力度可達(dá)數(shù)十目或更細(xì)。 木粉在180度開始炭化，最大特點(diǎn)是質(zhì)輕，表面裝飾性好，可以涂飾油漆。節(jié)約大量森林資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。第40頁/共86頁 淀粉及其填充產(chǎn)品淀粉及其填充產(chǎn)品 填充劑的種類及特征 2、淀粉：用玉米、馬鈴薯等農(nóng)產(chǎn)品制作而成，經(jīng)變性處理后加入塑

19、料中可制成具有生物降解功能的淀粉塑料?？芍瞥砂b袋或杯、盒等包裝容器）第41頁/共86頁 3.填充劑的表面處理第42頁/共86頁第43頁/共86頁第44頁/共86頁第45頁/共86頁第46頁/共86頁（3）填料表面處理劑 分為五大類：表面活性劑、偶聯(lián)劑、有機(jī)高分子處理劑、無機(jī)物處理劑和其他處理劑 1、表面活性劑 定義：是指極少量即能明顯改變物質(zhì)表面或界面性質(zhì)的物質(zhì)。 其分子都是由兩種不同性質(zhì)的基團(tuán)所組成：一種是非極性的親油（疏水）基團(tuán)；另一種是極性的親水（疏油）基團(tuán)，分子兩端既具有親水性又具有親油性，形成雙親結(jié)構(gòu)。 常用的有：高級脂肪酸及其鹽，如硬脂酸、硬脂酸鈣、硬質(zhì)酸鈉高級銨鹽非離子型表面活

20、性劑第47頁/共86頁（3）填料表面處理劑 2、偶聯(lián)劑 定義：是具有某些特定基團(tuán)的化合物，它能通過化學(xué)和物理的作用將兩種性質(zhì)差異很大，原本不易結(jié)合的材料較牢固地結(jié)合起來。經(jīng)過偶聯(lián)劑處理以后，可以將難以牢固結(jié)合的填料與樹脂偶聯(lián)起來，從而使填充聚合物材料的性能得到大大改善。 常用的有：硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、搞類偶聯(lián)劑、有機(jī)鉻偶聯(lián)劑和磺酰疊氮偶聯(lián)劑等類別。 第48頁/共86頁偶聯(lián)劑的種類（1）硅烷類偶聯(lián)劑 硅烷類偶聯(lián)劑是開發(fā)最早、應(yīng)用最廣的一類偶聯(lián)劑。早期主要用于熱固性塑料與玻璃纖維之間，現(xiàn)在廣泛用于熱塑性樹脂與含硅性填料之間。(2)鈦酸酯偶聯(lián)劑 開發(fā)于20世紀(jì)80年代 現(xiàn)在應(yīng)用范

21、圍已經(jīng)超過了硅烷類偶聯(lián)劑 ，主要用于熱塑性塑料與各類填料之間。（3）鋯酸酯偶聯(lián)劑 開發(fā)于20世紀(jì)80年代 用于PO、EP及聚酯中第49頁/共86頁（4）鋁酸酯類偶聯(lián)劑福建大學(xué) 章文貢發(fā)明（5）鋯鋁酸酯偶聯(lián)劑1985年開發(fā)（6）鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑兼有兩種偶聯(lián)劑的性能，由山西化工所生產(chǎn)（7）有機(jī)鉻類偶聯(lián)劑主要用于玻璃纖維增強(qiáng)聚酯玻璃鋼中（8）大分子偶聯(lián)劑與樹脂相容性更好，但用量大小分子偶聯(lián)劑一般用量為2份，大分子偶聯(lián)劑一般為10份。第50頁/共86頁偶聯(lián)劑的選用原則（1）硅烷偶聯(lián)劑主要用于玻璃纖維及含硅填料，如石英、硅灰石、滑石粉、云母、SiO2、硅酸鈣、黏土等，也可用于部分金屬的氧化物及氫氧化物但不

22、適用于CaCO3。樹脂主要為熱固性樹脂，主要有PF、EP、不飽和聚酯等，有時(shí)也可用于PO、PS及PC中，但效果不太好。（2）鈦酸酯類偶聯(lián)劑對填料的適用范圍廣，如CaCO3、滑石粉、鈦白粉等都可以，還可用于玻璃纖維中。樹脂主要為PO等熱塑性樹脂。第51頁/共86頁（3）酸性填料應(yīng)選用含堿性官能團(tuán)的偶聯(lián)劑，而堿性填料應(yīng)選用含酸性官能團(tuán)的偶聯(lián)劑。（4）偶聯(lián)劑加入量。硅烷偶聯(lián)劑的用量可為填料的1左右；鈦酸酯類用量一般為填料的0.25一2。（5）一些表面活性劑會(huì)影響鈦酸酯偶聯(lián)劑作用的發(fā)揮，如ZnO、HSt等，因此它們必須在填料、偶聯(lián)劑、樹脂充分混合后加入。（6）大多數(shù)鈦酸酯類偶聯(lián)劑易與酯類增塑劑發(fā)生酯交

23、換反應(yīng)，因此，此類增塑劑需待偶聯(lián)劑加入后方可加入。第52頁/共86頁（7）鈦酸酯類偶聯(lián)劑不同品種之間混合加入有協(xié)同作用；硅烷類偶聯(lián)劑不同品種之間混合加入也有協(xié)同作用；鈦酸酯類與硅烷類混合加入?yún)f(xié)同效果更好。（8）上述介紹的8類偶聯(lián)劑為主偶聯(lián)劑，在具體設(shè)計(jì)配方時(shí)尤其是高填充配方，往往需選一個(gè)助偶聯(lián)劑與主偶聯(lián)劑協(xié)同加入，可大幅度提高其相容性。助偶聯(lián)劑可以為長鏈段化合物、過氧化物、過氯化物等。以過氯化物為例，具體品種有全氯環(huán)戌烷、氯化二甲苯及氯橋酸酐等。第53頁/共86頁 常用偶聯(lián)劑適用填料偶聯(lián)劑種類填 料樹 脂硅烷類玻璃纖維、石英、硅灰石熱固性樹脂鈦酸酯類大多數(shù)無機(jī)填料及玻璃纖維聚烯烴等熱塑性樹脂鋁

24、酸酯類CaCO3等PP、PE、PVC、PS、PA等鋯酸酯類PO、EP等第54頁/共86頁第55頁/共86頁第56頁/共86頁第57頁/共86頁 第58頁/共86頁第59頁/共86頁第60頁/共86頁總結(jié)布置 總結(jié)：填料的種類、特性，填料的表面處理方法及處理劑 作業(yè)：1、簡述表面處理機(jī)的類型？ 2、什么是干法處理的流程？ 課外任務(wù)：查找資料分析塑料阻燃的機(jī)理 預(yù)習(xí)：阻燃劑的種類、及特性第61頁/共86頁復(fù)習(xí)提問 提問： 1、簡述表面處理劑的作用？ 2、簡述偶聯(lián)劑的種類？ 3、什么是？第62頁/共86頁材料改性材料改性技術(shù)技術(shù) 情景1、聚乙烯阻燃料的生產(chǎn) 任務(wù)一、聚乙烯阻燃料用原材料的選擇 內(nèi)容：

25、 1、聚乙烯樹脂及其選擇 2、填充劑及其選擇 3、阻燃劑及阻燃體系的選擇 第63頁/共86頁 教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)目標(biāo)： 1、了解常用阻燃劑的種類和性質(zhì)； 2、理解聚乙烯塑料阻燃改性的機(jī)理 能力目標(biāo)： 1能夠根據(jù)阻燃劑的機(jī)理選擇阻燃方法 2能正確選擇阻燃劑及阻燃配合體系； 阻燃劑及阻燃體系的選擇 第64頁/共86頁 第65頁/共86頁阻燃劑種類及選用阻燃劑種類及選用n 塑料的燃燒塑料的燃燒 加熱階段加熱階段 降解和裂解階段降解和裂解階段 點(diǎn)燃階段點(diǎn)燃階段 燃燒階段燃燒階段第66頁/共86頁阻燃劑種類及選用阻燃劑種類及選用n 阻燃機(jī)理阻燃機(jī)理 保護(hù)膜機(jī)理保護(hù)膜機(jī)理 不燃性氣體機(jī)理不燃性氣體機(jī)理 冷卻

26、機(jī)理冷卻機(jī)理 終止連鎖反應(yīng)機(jī)理終止連鎖反應(yīng)機(jī)理第67頁/共86頁 一、阻燃劑應(yīng)該具備下列基本條件： 1、阻燃劑不損害高分子材料的物理機(jī)械性能，即經(jīng)阻燃加工后，不降低熱變形溫度、機(jī)械強(qiáng)度和電氣特性。 2、具有耐候性及持久性，進(jìn)行阻燃加工的塑料制品都是準(zhǔn)備長期使用的物品，所以阻燃效果不能在制品使用中消失。 3、無毒或低毒。阻燃劑在使用過程中產(chǎn)生的氣體可燃性低、毒性小，對紡織品用阻燃劑應(yīng)為不刺激皮膚，當(dāng)織物在火焰中裂解時(shí)不產(chǎn)生有毒氣體。 4、價(jià)格低廉。隨著阻燃劑在制品中的添加量有增多的傾向，因而廉價(jià)就顯得十分重要了。 第68頁/共86頁二、二、阻燃劑種類及選用阻燃劑種類及選用1、按化合物的種類分為無

27、機(jī)化合物、有機(jī)化合物兩大類。無機(jī)阻燃劑無機(jī)阻燃劑 氫氧化鋁氫氧化鋁 氫氧化鎂氫氧化鎂 三氧化二銻三氧化二銻 硼化合物硼化合物 磷系阻燃劑磷系阻燃劑 第69頁/共86頁二、二、阻燃劑種類及選用阻燃劑種類及選用有機(jī)阻燃劑有機(jī)阻燃劑 有機(jī)鹵化物有機(jī)鹵化物 氯化石蠟、全氯戊環(huán)癸烷、氯化石蠟、全氯戊環(huán)癸烷、PE-C、溴代物、溴代物 有機(jī)磷化物有機(jī)磷化物 磷酸酯、含鹵磷酸酯磷酸酯、含鹵磷酸酯第70頁/共86頁二、二、阻燃劑種類及選用阻燃劑種類及選用 2、按使用方法分類 可分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。 添加型阻燃劑是在聚合物加工過程中，加入具有阻燃作用的液體或固體的阻燃劑。其優(yōu)點(diǎn)是使用方便，適應(yīng)面廣，但

28、對塑料、橡膠及合成纖維性能影響較大。添加型阻燃劑主要包括磷酸酯、鹵代烴和氧化銻等。 反應(yīng)型阻燃劑是在聚合物制備過程中作為單體之一，通過化學(xué)反應(yīng)使它們稱為聚合物分子鏈的一部分。它對聚合物使用性能影響小，阻燃性持久。反應(yīng)型阻燃劑主要包括鹵代酸酐和含磷多元醇、乙烯基衍生物、含環(huán)氧基化合物等。第71頁/共86頁無機(jī)阻燃填料 無機(jī)阻燃填料的阻燃效率一般低于有機(jī)阻燃劑，所以要達(dá)到同樣的阻燃效果需要添加的無機(jī)阻燃劑量較多，對聚合物基體的力學(xué)性能尤其是抗沖擊韌性降低幅度較大。無機(jī)阻燃填料主要有： 氫氧化物 銻化合物 紅磷 聚磷酸銨 硼化合物等。 第72頁/共86頁 氫氧化物 氫氧化物阻燃填料主要有氫氧化鋁和氫

29、氧化鎂。 1、氫氧化鋁（ATH）是無機(jī)阻燃填料中最重要的一種，原料來源廣，價(jià)格便宜，約為普通阻燃劑平均價(jià)格的1/10，就消耗量而言，在所有阻燃劑中穩(wěn)居首位，由于氫氧化鋁低毒，目前全球的耗量約為450kt，占阻燃劑總耗量的約45，占無機(jī)阻燃劑耗量的70。 ATH具有抑煙、低腐蝕，且價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。 第73頁/共86頁 ATH的阻燃機(jī)理是： 分解吸熱，并從火焰中吸收輻射能。這種吸熱有利于降溫，促進(jìn)脫氫反應(yīng)和保護(hù)炭層； 分解放出的水不僅是一個(gè)冷卻劑，還是一個(gè)稀釋劑。水蒸氣有如一床毯子，將火焰包圍； ATH脫水生成的氧化鋁層，具有極高的表面積，故能吸收煙和可燃物，使材料燃燒時(shí)釋出的CO2量降低。 無機(jī)

30、阻燃填料第74頁/共86頁 2.氫氧化鎂 氫氧化鎂在340開始分解，430分解最快，490時(shí)全部分解生成氧化鎂及水?？捎糜谒芰现破罚哂辛己玫淖枞甲饔眉跋麩熥饔?。 3.銻化合物 銻系阻燃劑是最重要的無機(jī)阻燃劑之一，可大大提高鹵系阻燃劑的效能。銻系阻燃劑的主要品種是三氧化二銻(ATO)、膠體五氧化二銻及銻酸鈉。其中最重要和用量最大的是ATO，它是幾乎所有鹵系阻燃劑不可缺少的協(xié)效劑。 無機(jī)阻燃填料第75頁/共86頁無機(jī)阻燃填料 4、紅磷因?yàn)閮H含有阻燃元素磷，所以比其他磷系阻燃劑的阻燃效率高，即使在阻燃劑用量甚低時(shí)也是如此。在某些情況下(如對某些含氧高聚物)，紅磷的阻燃效率甚至比溴系阻燃劑還勝一籌。

31、 與鹵-銻阻燃體系相比，紅磷的發(fā)煙量較小，毒性較低。 缺點(diǎn)是易吸濕，與樹脂相容性差，使被阻燃制品染色。 第76頁/共86頁（1）有機(jī)阻燃填料 1、溴系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機(jī)阻燃劑之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年全球溴系阻燃劑的用量已超過200 kt，約占阻燃劑總用量的約23，有機(jī)阻燃劑總用量的約40。 溴系阻燃劑的效率高，用量較低，從而不致過多惡化基材的物理機(jī)械性能及電氣性能。第77頁/共86頁 溴化合物制造工藝成熟，溴的來源充足，生產(chǎn)成本較低，就性能價(jià)格比而言，溴系阻燃劑是其他阻燃劑難以抗衡的。 溴系阻燃劑的嚴(yán)重缺點(diǎn)是降低被阻燃基材的抗紫外線穩(wěn)定性，燃燒時(shí)生成較多的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體。 應(yīng)用最廣泛的多溴二苯醚及用其阻燃的高聚物的熱裂解和燃燒產(chǎn)物中含有毒物多溴代二苯并二嗯烷及多溴代二苯并呋喃 。（1）有機(jī)阻燃填料第78頁/共86頁（1）有機(jī)阻燃填料 2、氯系阻燃劑與溴系阻燃劑的阻燃機(jī)理相同，但前者的阻燃效率遜于后者 ，在阻燃劑耗量中所占的比重也低于后者。 工業(yè)上生產(chǎn)的氯系阻燃劑品種比溴系少得多，主要是氯化石蠟、 六氯環(huán)戊二烯、四氯鄰苯二甲酸酐等。其中氯化石蠟產(chǎn)量最