高分子材料配方設計

1、成型用物料及配方設計成型用物料及配方設計高分子材料高分子材料橡膠橡膠塑料塑料 添加劑添加劑 n 添加劑添加劑(助劑助劑)各種高分子材料在合成與加各種高分子材料在合成與加工過程中所需加入的各種輔助性化學物質。工過程中所需加入的各種輔助性化學物質。n 不同的材料加工方法或應用范圍不同，加入的不同的材料加工方法或應用范圍不同，加入的助劑種類和用量也不同。多數助劑的用量都比助劑種類和用量也不同。多數助劑的用量都比較小，一般為聚合物量的百分之幾到千分之幾，較小，一般為聚合物量的百分之幾到千分之幾，也有用到萬分之幾。也有用到萬分之幾。 添加劑按照作用功能的分類添加劑按照作用功能的分類 改性功能改性功能塑料

2、添加劑類型塑料添加劑類型 穩(wěn)定化穩(wěn)定化熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑, ,抗氧劑抗氧劑, ,紫外線吸收劑紫外線吸收劑, ,防霉劑防霉劑 柔軟化、輕量化柔軟化、輕量化增塑劑、發(fā)泡劑增塑劑、發(fā)泡劑 提高加工性提高加工性潤滑劑、加工助劑、增塑劑潤滑劑、加工助劑、增塑劑 改善表面性能改善表面性能潤滑劑潤滑劑, ,增白劑增白劑, ,光亮劑光亮劑, ,防粘劑防粘劑, ,滑爽劑滑爽劑 防靜電防靜電抗靜電劑抗靜電劑 著色著色著色劑著色劑 難燃化、不燃化難燃化、不燃化阻燃劑、不燃劑、填充劑阻燃劑、不燃劑、填充劑 提高強度、硬度提高強度、硬度填充劑填充劑, ,增強劑增強劑, ,補強劑補強劑, ,交聯劑交聯劑, ,偶聯劑偶聯劑穩(wěn)

3、定劑穩(wěn)定劑 n 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑成型加工和使用時，有助于保持材料性成型加工和使用時，有助于保持材料性能原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物質。能原始值或接近原始值而在塑料配方中加入的物質。n 可制止或抑制聚合物因受外界因素（光、熱、細菌、可制止或抑制聚合物因受外界因素（光、熱、細菌、霉菌以至簡單的長期存放等）所引起的破壞作用。霉菌以至簡單的長期存放等）所引起的破壞作用。n 按老化的方式不同，穩(wěn)定劑分為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定按老化的方式不同，穩(wěn)定劑分為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、抗臭氧劑和生物抑制劑等。劑、抗氧劑、抗臭氧劑和生物抑制劑等。 (1) 熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑 n 熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑防止聚合物在熱影

4、響下產生降解防止聚合物在熱影響下產生降解作用的物質。作用的物質。n 用量：樹脂量的用量：樹脂量的24 n 鹽基性鉛鹽、金屬皂類和鹽類、有機錫化合物鹽基性鉛鹽、金屬皂類和鹽類、有機錫化合物等主穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物、亞磷酸酯、多元醇等主穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物、亞磷酸酯、多元醇等有機輔助穩(wěn)定劑。等有機輔助穩(wěn)定劑。 (2) 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑 n 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑可有效地抑制光致降解物理和化可有效地抑制光致降解物理和化學過程的一類化合物。學過程的一類化合物。n 用量：用量：0.010.010.50.5 光屏蔽劑光屏蔽劑 類型類型 紫外線吸收劑紫外線吸收劑 猝滅劑猝滅劑 自由基捕捉劑自由基捕捉劑 (3) 抗氧劑

5、抗氧劑 n 抗氧劑抗氧劑可抑制或延緩高分子材料自動氧可抑制或延緩高分子材料自動氧化速度，延長其使用壽命的物質。在橡膠工化速度，延長其使用壽命的物質。在橡膠工業(yè)業(yè)中抗氧劑也被稱為防老劑。中抗氧劑也被稱為防老劑。n 用量：塑料用量：塑料 0.11，橡膠，橡膠15份份 n類型類型 鏈終止型鏈終止型 預防型預防型 (4) 生物抑制劑生物抑制劑 n 生物抑制劑或防生物劑生物抑制劑或防生物劑聚合物制品在貯存、聚合物制品在貯存、使用過程中，可能遭受老鼠、昆蟲、細菌、霉使用過程中，可能遭受老鼠、昆蟲、細菌、霉菌等的危害，抵御、避免和消滅這類情況發(fā)生菌等的危害，抵御、避免和消滅這類情況發(fā)生的物質。的物質。n 用

6、量一般為用量一般為0.10.15 5 抑菌劑（抑菌劑（殺菌劑）殺菌劑） n 類型類型 防蟲劑防蟲劑 防獸劑防獸劑 增塑劑增塑劑 n 增塑劑增塑劑降低塑料的軟化溫度和提高其加工性、降低塑料的軟化溫度和提高其加工性、柔軟性或延展性，加入的低揮發(fā)性或揮發(fā)性可忽略柔軟性或延展性，加入的低揮發(fā)性或揮發(fā)性可忽略的物質。的物質。n 經增塑的聚合物，其軟化點經增塑的聚合物，其軟化點( (或流動溫度或流動溫度) )、TgTg、脆、脆性、硬度、拉伸強度、彈性膜量下降；而耐寒性、性、硬度、拉伸強度、彈性膜量下降；而耐寒性、柔順性、斷裂伸長率會提高。柔順性、斷裂伸長率會提高。n 約約80808585的增塑劑用于的增塑

7、劑用于PVCPVC塑料制品，其它用于塑料制品，其它用于纖維素樹脂、醋酸乙烯樹脂、纖維素樹脂、醋酸乙烯樹脂、ABSABS樹脂和橡膠中。樹脂和橡膠中。 聚合物增塑示意圖聚合物增塑示意圖1 1增塑劑分子增塑劑分子 2 2聚合物分子聚合物分子3 3增塑劑與聚合物間的聯結點增塑劑與聚合物間的聯結點 (2)(2)增塑劑的作用機理增塑劑的作用機理 與樹脂的相容性好與樹脂的相容性好增塑效率要高增塑效率要高 增塑效果要持久增塑效果要持久(1)增塑劑的應用性能增塑劑的應用性能填充劑與增強劑填充劑與增強劑 n 填充劑填充劑( (填料填料)填充物料。填充劑和增強劑有時難以填充物料。填充劑和增強劑有時難以區(qū)別區(qū)別. .

8、n 目的目的: :降低塑料消耗量和降低成本，但有時會降低塑料降低塑料消耗量和降低成本，但有時會降低塑料強度，有時也會起著增強和改進塑料物理性能的作用。強度，有時也會起著增強和改進塑料物理性能的作用。n 填充劑填充劑 增量填充劑（也稱惰性填充劑）增量填充劑（也稱惰性填充劑） 增強劑（也稱補強劑、活性填充劑）增強劑（也稱補強劑、活性填充劑） (1)(1)在橡膠中的應用在橡膠中的應用(2)(2)在塑料中的應用在塑料中的應用 (3)(3)常用填充劑的特性及選擇常用填充劑的特性及選擇 潤滑劑潤滑劑 n 潤滑劑潤滑劑為改進塑料溶體的流動性能，減少或為改進塑料溶體的流動性能，減少或避免對設備的摩擦和粘附（粘

9、附也可能由其它助避免對設備的摩擦和粘附（粘附也可能由其它助劑引起）以及改進制品表面光亮度等，而加入的劑引起）以及改進制品表面光亮度等，而加入的一類助劑。一類助劑。n 品種與選用品種與選用 交聯劑及偶聯劑交聯劑及偶聯劑 (1) (1) 交聯劑交聯劑n 交聯劑交聯劑能使線型聚合物轉變成網狀或體型能使線型聚合物轉變成網狀或體型聚合物的一類物質。橡膠用交聯劑稱為硫化劑，聚合物的一類物質。橡膠用交聯劑稱為硫化劑，塑料用交聯劑稱為固化劑、硬化劑。塑料用交聯劑稱為固化劑、硬化劑。n 經過交聯，材料的物理機械性能，如拉伸強度、經過交聯，材料的物理機械性能，如拉伸強度、抗撕裂強度、回彈性、定伸強度等上升，伸長抗

10、撕裂強度、回彈性、定伸強度等上升，伸長率、永久變形下降，耐熱性、高溫下的率、永久變形下降，耐熱性、高溫下的尺寸穩(wěn)尺寸穩(wěn)定性和耐化學藥品性能提高。定性和耐化學藥品性能提高。n 品種與選擇品種與選擇 n 偶聯劑偶聯劑將性質差異很大的材料，通過化學或物理將性質差異很大的材料，通過化學或物理的作用偶聯（結合）起來的物質。有時也用來處理玻的作用偶聯（結合）起來的物質。有時也用來處理玻璃纖維的表面使其與樹脂形成良好的結合，故也稱為璃纖維的表面使其與樹脂形成良好的結合，故也稱為表面處理劑。表面處理劑。 有機硅烷類有機硅烷類 鈦酸酯類鈦酸酯類 n 偶聯劑偶聯劑 有機鉻類偶聯劑有機鉻類偶聯劑 鋯類偶聯劑鋯類偶聯

11、劑 其他偶聯劑（高級脂肪酸、醇、酯、其他偶聯劑（高級脂肪酸、醇、酯、 多異氰酯酯等）多異氰酯酯等） (2) (2) 偶聯劑偶聯劑 其其它它助助劑劑 n 著色劑著色劑 ( (色料色料):): 使塑料著色的一種添加劑使塑料著色的一種添加劑n 防靜電劑防靜電劑 n 阻燃劑阻燃劑 n 其它其它 發(fā)泡劑發(fā)泡劑 開口劑開口劑 防霧劑防霧劑 塑煉（素煉）促進劑塑煉（素煉）促進劑 再生活化劑再生活化劑 根據制品用途，確定制品應根據制品用途，確定制品應具有的性能、參數指標具有的性能、參數指標形狀造型設計形狀造型設計原料選擇原料選擇樣品初步設計樣品初步設計配方設計配方設計結構設計及模具設計結構設計及模具設計性能測試性能測試成本核算成本核算如如不不合合格，格，反反饋，饋，修修改改設設計計工藝設計工藝設計樣品試制樣品試制產出合格制品，編寫設計說明書等技產出合格制品，編寫設計說明書等技術文件術文件制品設計的一般流程制品設計的一般流程 配方設計配方設計高分子材料的配方設計方法高分子材料的配方設計方法(1) (1) 配方中用量的表示方法配方中用量的表示方法(2)(2)配方設計方法配方設計方法n單因素變量配方設計方法單因素變量配方設計方法n多因素變量配