合成材料助劑

第十四章新興(xīnxīng)合成材料助劑塑料助劑使之從樹脂合成到制品成型整個過程所涉及的所有輔助化學(xué)品。一般分為(fēnwéi)合成助劑和加工助劑。精品資料合成(héchéng)材料助劑是由單體制備聚合物樹脂過程所涉及的各種輔助化學(xué)品，如阻聚劑、引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑、終止劑、分散劑、防粘劑等。精品資料塑料(sùliào)加工助劑1、穩(wěn)定化助劑：抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、防霉劑。2、加工(jiāgōng)改性助劑：潤滑劑和脫模劑、流動改性劑。3、機械強度改性劑：交聯(lián)劑、填充增強劑。精品資料4、柔軟(róuruǎn)化和輕量化助劑：增塑劑、發(fā)泡劑。5、表觀性能(xìngnéng)改性劑：抗靜電劑、防霧劑、透明劑、著色劑。6、功能賦予劑：阻燃劑、轉(zhuǎn)光劑。

精品資料

第一節(jié)抗菌劑一、無機(wújī)抗菌劑無機抗菌劑是塑料中應(yīng)用最廣泛，市場潛力最大的新型抗菌劑。它是利用銀、銅、鋅等金屬及其離子(lízǐ)的殺菌和護菌性而值得的一類抗菌劑精品資料1983年瑞士植物學(xué)家拉克林發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)10-8mol/L濃度的Ag+就可以殺滅藻類。隨后人們發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)Cu2+、Zn2+也有抗菌作用。順序(shùnxù)：Ag+〉Hg2+〉Cu2+〉Cr3+〉Ni2+〉Pd2+〉Co4+〉Zn2+〉Fe3+精品資料⑴金屬離子接觸反應(yīng)(fǎnyìng)機理⑵催化(cuīhuà)激活機理⑷細胞內(nèi)溶物、酶、蛋白質(zhì)、核酸損壞機理⑶陽離子固定機理機理：精品資料1、銀沸石類抗菌劑銀通過離子交換結(jié)合在多孔沸石上，將一定比表面積的沸石置于AgNO3或Ag(NH3)2+等溶液中，Ag+和Na+通過離子交換在沸石孔道中穩(wěn)定結(jié)合，經(jīng)一段時間后取出洗凈干燥(gānzào)得到銀沸石絡(luò)合物。銀沸石的變色是限制其應(yīng)用的重要原因。精品資料2、磷酸鹽類抗菌劑耐高溫性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐變色性優(yōu)，是重要的無菌抗菌劑。包括磷酸(línsuān)鋯鹽AgHmZr2(PO4)3，羥基磷灰石基抗菌劑AgxCa10-x(PO4)6(OH)2。精品資料將磷灰石或磷酸鈣類材料與銀系化合物充分混合后在1000℃以上燒結(jié)，使銀轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賾B(tài)，冷卻(lěngquè)后即制得。添加量（塑料制品）少于1%，在使用過程中不變色，抗菌效果好。制備(zhìbèi)：精品資料3、陶瓷(táocí)抗菌劑陶瓷有一定的孔隙(kǒngxì)，可吸附金屬使其穩(wěn)定存在。5、硅膠類抗菌劑4、可溶性玻璃抗菌劑精品資料二、有機(yǒujī)抗菌劑例苯并咪唑類苯并咪唑-2-甲氧基氨基(ānjī)甲酸甲酯精品資料二苯醚類：精品資料精品資料三、天然(tiānrán)抗菌劑殼聚糖用于制備(zhìbèi)聚氯乙烯薄膜精品資料四、高分子抗菌劑精品資料國內(nèi)外塑料(sùliào)抗菌劑的研究現(xiàn)狀及進展1984年品川公司研制出載銀沸石抗菌劑，商品名為Zcomic。1996年日本東亞合成化學(xué)公司推出了銀沸石組成不同的載銀抗菌劑Novaron，與合成纖維(héchéngxiānwéi)，合成塑料的相容性很好。精品資料目前，日本研制生產(chǎn)的抗菌劑有載銀沸石、載銀玻璃、載銀磷酸鋯和載銀羥基磷灰石等。這些銀系抗菌劑抗菌活性高，安全性好，但銀離子不夠穩(wěn)定。在紫外線照射(zhàoshè)下，銀離子易還原為金屬銀，金屬銀氧化后使制品變黑、變灰，同時抗菌性能下降。精品資料美國杜邦公司推出了MicroFree的含銀抗菌劑，SangeGroup研制的載銀羥基(qiǎngjī)磷灰石AgxCa10-x(PO4)6(OH)2。粒徑在0.5～1.8μm，密度3g/cm3的白色粉末，含Ag2～3%(wt)。精品資料它與合成纖維、合成樹脂、陶瓷等混合(hùnhé)加熱成型時，制品不變質(zhì)、不發(fā)黃、耐熱溫度高達到1200℃。用于制備抗菌家電制品、日用品、食品包裝膜和容器等各類產(chǎn)品中。精品資料中國科學(xué)院化學(xué)所工程塑料國家工程中心多年(duōnián)來在抗菌劑，抗菌塑料等方面進行了一系列的研制開發(fā)，并率先在海爾集團推廣應(yīng)用于抗菌系列家電產(chǎn)品。精品資料華東理工大學(xué)材料(cáiliào)工程學(xué)院推出了自主研制的系列產(chǎn)品。以銀、鋅、銅為主要原料，以無機填料為載體。江蘇泰興納米材料廠開發(fā)了磷酸復(fù)鹽為載體的銀系無機抗菌劑(商品名HN-300)，粒徑小于0.5μm，比表面積大于400m2/g，透明(tòumíng)、低毒、相容性突出。精品資料在高分子鏈上直接引入抗菌化合物活性基團，進一步提高材料的抗菌性是一大發(fā)展(fāzhǎn)方向。精品資料第二節(jié)成核劑具有促進樹酯的結(jié)晶、改變樹酯結(jié)晶行為和球晶形態(tài)(xíngtài)并使晶球尺寸微相化的助劑。定義(dìngyì):透明以改善制品透明性為應(yīng)用目的成核劑─成核透明劑精品資料對于結(jié)晶聚合物樹脂（如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、PET、PBT等）結(jié)晶行為，結(jié)晶形態(tài)以及球晶尺寸都將直接影響制品的最終(zuìzhōnɡ)性能。精品資料一、成核劑的作用(zuòyòng)機理一般來說，添加(tiānjiā)成核劑后，成核劑首先形成大量的晶核，由于晶核的存在，加快了PP的結(jié)晶速度，減小了球晶的尺寸達到改善力學(xué)性能的目的。精品資料精品資料成核劑的作用(zuòyòng)過程精品資料通常聚丙烯結(jié)晶速率慢，生成被稱為球晶的大而復(fù)雜的晶粒聚集體。在聚丙烯熔體冷卻的過程中，材料中自然存在的一些細微(xìwēi)“瑕疵”將會引發(fā)球晶外延生長，這種現(xiàn)象被稱為成核現(xiàn)象。精品資料根據(jù)成核劑誘導(dǎo)聚丙烯樹脂結(jié)晶形態(tài)的不同(bùtónɡ)分為α晶型成核劑和β晶型成核劑。α晶型成核劑能夠提高結(jié)晶度、結(jié)晶速度(sùdù)、結(jié)晶溫度和使晶粒尺寸微細化，賦予制品增透、增光、增剛、抗蠕變性和提高熱變形溫度等功能。精品資料Binsbergn異相(yìxiānɡ)成核理論Binsbergn的異相成核理論認為成核劑在聚丙烯的結(jié)晶(jiéjīng)過程中充當(dāng)異相晶核的作用，成核劑容納聚丙烯分子鏈并使其排列整齊，由于大量異相晶核的存在，使得聚丙烯的球晶來不及長大就碰撞到其它的球晶，使得聚丙烯的球晶尺寸大大減小，從而提高了聚丙烯的透明性。精品資料Wittmann附生結(jié)晶(jiéjīng)機理Wittmann的附生結(jié)晶機理認為聚丙烯是在成核劑分子上取向結(jié)晶（表面誘導(dǎo)取向結(jié)晶），它可以沿著一個(yīɡè)或多個嚴格控制的結(jié)晶穴方向生長，具有成核作用的基本前提是晶格匹配和結(jié)構(gòu)匹配。當(dāng)尺寸匹配后，可進行附生結(jié)晶，同時降低了成核自由能能壘，提高了聚丙烯的透明性。精品資料二、成核劑的種類(zhǒnglèi)1、無機(wújī)成核劑滑石粉:這些屬于早期的成核劑,對制品的氣味沒有任何影響,但是透明性差,逐漸被有機成核劑替代。精品資料2、山梨醇類成核劑DBS

第一代美國(měiɡuó)Milliken化學(xué)品公司Millad3905精品資料第二代對甲苯(jiǎběn)甲醛氣味(qìwèi)最大MDBS精品資料3,4-二甲苯苯甲醛(jiǎquán)性能(xìngnéng)高，氣味小DMDBS精品資料精品資料3、有機(yǒujī)磷酸鹽類成核劑N─11成核劑精品資料合成(héchéng)精品資料4、松香(sōngxiāng)類成核劑多種樹脂酸和脂肪酸組成(zǔchénɡ)的中性物。樹脂占90%以上，分子式為的C19H29COOH同分異構(gòu)體例樅酸型樹脂酸精品資料三、β─型成核劑1954年Natta首次合成了具有(jùyǒu)高度立體專態(tài)性的聚丙烯，隨后實現(xiàn)了工業(yè)化，開創(chuàng)了高分子科學(xué)與工程的新紀元。TheNobelPrizeinChemistry1963"fortheirdiscoveriesinthefieldofthechemistryandtechnologyofhighpolymers"精品資料β晶型成核劑具有同時提高制品的沖擊強度和熱變形(biànxíng)溫度，賦予制品多孔率。精品資料β晶型聚丙烯恒溫結(jié)晶得到的純PP球晶粗大，呈放射狀生長，為典型的α晶型；而β成核PP具有獨特的束狀晶片聚集結(jié)構(gòu)(jiégòu)，晶片和大分子折疊鏈聯(lián)結(jié)在一起，相鄰球晶的晶束間相互交叉，球晶之間的邊界很難區(qū)分。（a）為純聚丙烯（b）為β成核聚丙烯精品資料例β型成核劑的是將α晶型轉(zhuǎn)化為β晶型，提高增韌性(rènxìnɡ)和抗沖擊強度。沖擊(chōngjī)強度精品資料例喹吖啶(ādìnɡ)酮顏料紅色(hóngsè)精品資料還有酰胺類成核劑精品資料亞胺酸類成核劑0.05%與0.03%的硬脂酸鈣混合加入(jiārù)PP中，β晶型生成率高達94%。精品資料該類研究(yánjiū)多為β-型成核劑為PP的增韌改性提高PP的塑料制品的抗沖擊性能和熱變形(biànxíng)性溫度的β晶型成核劑在山西省有機化工研究所研制成功。精品資料沖擊強度提高6～7倍，熱變形溫度增加20攝式度。汽車(qìchē)保險杠，儀表盤，家電等。TMB系列(xìliè)1998年，日本現(xiàn)代公司開發(fā)的StarNV-100β型成核劑問世。精品資料市售TMB-5化學(xué)(huàxué)結(jié)構(gòu)2,6-萘二甲酸環(huán)己酰胺精品資料合成(héchéng)80℃，3h，收率(shōulǜ)達74%精品資料第三節(jié)相容性高分子合金，即由兩種或兩種以上(yǐshàng)具有不同性質(zhì)的高分子材料經(jīng)共混并采用相應(yīng)的相容化技術(shù)而得到的多相多組分體系。單純的混煉，只能導(dǎo)致體系產(chǎn)生相分離，不僅可能達到所求的目的效果，而且會使材料失去(shīqù)使用的價值。精品資料對于這樣的高分子共混體系，相容劑微發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其少量添加(tiānjiā)就可以對體系的微觀相態(tài)結(jié)構(gòu)起到很好的調(diào)整和控制作用，而使共混材料實現(xiàn)高性能和功能化效果。精品資料反應(yīng)型相容劑是指分子上帶有能和共混體系中某種高分子基體發(fā)生反應(yīng)的活性官能團，并能在高分子合金制備(zhìbèi)條件下發(fā)生有效反應(yīng)，而起到相容作用的物質(zhì)。高分子相容(xiānɡrónɡ)劑可分為非反應(yīng)型和反應(yīng)型精品資料第四節(jié)抗氧劑一、概述(ɡàishù)大氣中氧的破壞(pòhuài)作用使得聚合物材料及制品逐漸失去應(yīng)用價值，為了延長聚合物及其制品的使用壽命，延緩或抑制聚合物的氧化降解，需要在聚合物材料中加入少量的抗氧劑。橡膠防老劑塑料抗氧劑精品資料滿足要求：1、具有優(yōu)良的抗氧化性能。2、與合成材料的相容性好。3、與合成材料中的其它助劑不發(fā)生(fāshēng)反應(yīng)。4、不變色，污染性小，無毒或低毒。精品資料第一代現(xiàn)代(xiàndài)抗氧劑出現(xiàn)在1935年3-BHA丁基羥基(qiǎngjī)苯甲醚（BHA)精品資料2-BHA精品資料防老劑甲（N-苯基(běnjī)-1萘胺）防老劑?。∟-苯基(běnjī)-2萘胺）N-苯基(běnjī)-1萘胺精品資料N-苯基(běnjī)-2萘胺七十年代抗氧劑得到很大發(fā)展。幾年來某些高檔(gāodàng)的抗氧劑1010，1076等已在我國陸續(xù)工業(yè)化。精品資料二、高分子材料的氧化降解與抗氧劑的作用(zuòyòng)機理有機化合物與氧氣(yǎngqì)分子反應(yīng)自動進行——自動氧化。一般認為，聚合物的自動氧化為一系列自由基反應(yīng)過程。包括鏈引發(fā)，鏈增長，鏈終止。精品資料能夠(nénggòu)抑制或延緩高分子聚合物氧化降解的物質(zhì)。1、阻止(zǔzhǐ)游離基的產(chǎn)生2、阻止(zǔzhǐ)游離基鏈的傳遞抗氧劑定義：抗氧劑的原理：精品資料1、能終止氧化過程中自由基鏈的傳遞(chuándì)與增長的抗氧劑─鏈終止劑。氫過氧化物不穩(wěn)定，在光和熱的作用下產(chǎn)生(chǎnshēng)的自由基再度引起鏈反應(yīng)。精品資料2、能夠阻止(zǔzhǐ)和延緩氧化降解過程中自由基產(chǎn)生的抗氧劑─輔助抗氧劑3、變價金屬(jīnshǔ)離子能夠催化過氧化物產(chǎn)生自由基，抑制催化作用─金屬(jīnshǔ)離子鈍化劑。精品資料舉例(jǔlì)精品資料受阻(shòuzǔ)酚類精品資料自由基的單電子與芳環(huán)的大∏鍵體系共軛，非常(fēicháng)穩(wěn)定。精品資料自由基本身消化其它物質(zhì)(wùzhì)，當(dāng)然可以直接捕捉其它自由基。精品資料輔助抗氧劑的作用(zuòyòng)機理亞磷酸酯類：過氧化物(ɡuòyǎnɡhuàwù)分解劑，目前在塑料中大量使用。一般認為：精品資料三、抗氧劑的種類(zhǒnglèi)1、胺類抗氧劑歷史最久，效果最好的一類抗氧劑，對熱的防護(fánghù)作用也很突出。但是具有污染性，只能用于對顏色要求不高的塑料制品，廣泛應(yīng)用于橡膠工業(yè)中。精品資料（1）二芳基仲胺類防老劑A防老劑D精品資料前面兩類具有一定的毒性，國外產(chǎn)量逐年(zhúnián)下降。防老劑OD精品資料（2）對苯二胺類防老劑H精品資料防老劑4010NA精品資料（3）喹啉(kuílín)衍生物類防老劑BLE精品資料2、酚類抗氧劑這類抗氧劑應(yīng)用(yìngyòng)很早也很廣泛，目前還在使用。最常用的為BHT（抗氧劑264）2，6-二叔(èrshū)丁基-4-甲基苯酚精品資料（1）烷基(wánjī)單酚分子(fēn