助劑工藝及化學(xué)復(fù)習(xí)題課件

助劑化學(xué)及工藝學(xué)AddictivechemistryandTechnology復(fù)習(xí)資料1.1助劑的概念及應(yīng)用又稱添加劑(additives)。廣義上，助劑是泛指某些材料和產(chǎn)品在生產(chǎn)和加工過程中為改進生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能而加入的輔助物質(zhì)。狹義上，助劑是指那些為改善某些材料的加工性能和最終產(chǎn)品的性能而分散在材料中，對材料結(jié)構(gòu)無明顯影響的少量化學(xué)物質(zhì)。關(guān)鍵點：改進性能、工藝22023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)Help.Assist32023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)第二章增塑劑第三章抗氧劑第四章熱穩(wěn)定劑第五章光穩(wěn)定劑第六章阻燃劑第七章交聯(lián)劑第八章潤滑添加劑第九章偶聯(lián)劑第十章發(fā)泡劑與消泡劑選擇助劑時應(yīng)考慮以下幾個問題：

“3”助劑與制品的配伍性助劑的配伍性是指助劑與制品中的聚合物相容性、分散性和它們相互之間的穩(wěn)定性，否則就會析出（噴霜或滲出）或無機填料沉淀，致使助劑功能難顯。當然也有一些助劑利用有限相容性而發(fā)揮作用。如潤滑劑、表面活性劑類抗靜電劑等。助劑對加工條件的適應(yīng)性加工條件對助劑的要求，最主要是耐熱性，即要求助劑在加工溫度下不分解、不易揮發(fā)和升華。對加工設(shè)備和模具不產(chǎn)生腐蝕作用。助劑對制品用途的適應(yīng)性不同用途的制品對所欲采用的助劑的外觀、氣味、污染性、耐久性、電性能、熱性能、耐候性、毒性等都有一定要求。如淺色制品不能用易污染助劑，毒性助劑不用于食品、藥物包裝材料、水管、醫(yī)療器械、玩具、塑料和橡膠制品上及紡織制品上。52023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)1.4助劑的選用標準“2”助劑的耐久性助劑的耐久性是指助劑長期存在于制品中耐損失，助劑損失主要通過三條途徑：揮發(fā)、抽出、遷移。重視助劑的環(huán)保性選擇助劑應(yīng)以環(huán)保觀念為指導(dǎo)，性能再好的助劑，若是環(huán)保不過關(guān)，只能棄之。一定要選用無毒害、無過敏、無刺激、無污染等的助劑。

“1”助劑混合使用中的協(xié)同效應(yīng)與對抗作用兩種或多種助劑混合使用的效果高于相同配量的單一助劑，這種現(xiàn)象稱之為“協(xié)同效應(yīng)”或“增效作用”；等于相同配量的單一助劑之和成為加和效應(yīng)；而效果小于它們各自單獨使用的效果或加和，稱為對抗效應(yīng)。因此選擇助劑配合時一定要考慮選擇具有協(xié)同作用的不同助劑，而避免發(fā)生對抗作用。62023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)1.4助劑的選用標準助劑化學(xué)及工藝學(xué)AdditivechemistryandTechnology第二章增塑劑92023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.1增塑劑的定義、性能要求及分類增塑劑的分類按與被增塑物的相容性分類

主增塑劑主增塑劑與被增塑物的相容性好，重量相容比幾乎可達1：1?？蓡为毷褂谩Ｈ玎彵蕉姿狨ヮ?，磷酸酯類，烷基磺酸苯酯類等。輔助增塑劑與被增塑物的相容性良好，重量相容比幾乎可達1：3，一般不單獨使用，與適當主增塑劑配合使用。如脂肪族酸酯類，多元醇酯類，脂肪酸單酯類環(huán)氧酯類等。增量劑與被增塑物相容性較差。重量相容比低于1：20，但與主增塑劑或輔助增塑劑有一定相容性，且能與其配合，用以降低成本或改善某些性能。如含氯化合物。知識點1102023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.2增塑機理被廣為接受的一種理論：由于增塑劑的加入，材料中高聚物分子鏈間聚集作用的削弱而造成的。增塑劑分子插入到聚合物分子鏈之間，削弱了聚合物分子鏈間的引力，結(jié)果增加了聚合物分子鏈的移動性，降低聚合物分子鏈的結(jié)晶度，從而增加聚合物塑性。知識點211助劑化學(xué)及工藝學(xué)2007.01氫鍵結(jié)晶范德華力2.2增塑機理聚合物分子間作用力2023/4/10色散力：由于微小的瞬間偶極的相互作用而產(chǎn)生的。誘導(dǎo)力：極性分子的固有偶極對非極性分子產(chǎn)生誘導(dǎo)而引起的作用力。取向力：極性分子的固有偶極相互作用而產(chǎn)生的。極性分子相互作用的特殊情況，它是由兩個帶有帶負電性很大而原子半徑較小的原子（如F、O、N原子等）相結(jié)合。分子鏈從雜亂無章的狀態(tài)緊密折疊形成有規(guī)狀態(tài)，即結(jié)晶態(tài)。132023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)一是隔離作用，非極性增塑劑→非極性聚合物，非極性增塑劑的主要作用，是通過聚合物－增塑劑間的“溶劑化”作用來增大分子間的距離，削弱它們之間本來就很小的作用力；2.2增塑機理重點：增塑劑的三種增塑作用形式：142023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)二是弱化作用，極性增塑劑→極性聚合物增塑劑分子的極性基團與聚合物分子的極性基團“相互作用”，破壞了原聚合物分子間的極性連接，減少了連接點，削弱了分子間的作用力，增大了聚合物的塑性；2.2增塑機理152023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)三是屏蔽作用，非極性增塑劑→極性聚合物，非極性的增塑劑分子遮蔽了聚合物的極性基團，使相鄰聚合物分子的極性基不發(fā)生或很少發(fā)生“作用”，從而削弱聚合物分子間的作用力，達到增塑的目的。在一種增塑過程中，可能同時存在著幾種作用。2.2增塑機理172023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.脂肪族二元酸酯輔助增塑劑作為增塑劑使用的是飽和脂肪族二元酸酯、壬二酸酯和癸二酸酯等，如己二酸二（2-乙基）己酯（DOA）、癸二酸二（2-乙基）己酯（DOS）等。2.3增塑劑化學(xué)與工藝3.磷酸酯磷酸酯除具有增塑作用外，尚有阻燃作用，是具有多功能的主增塑劑。4.環(huán)氧化物輔助增塑劑主要用于PVC，不僅有增塑作用，而且可起到穩(wěn)定劑作用。

低毒性：用作食品醫(yī)藥包裝。 常用的環(huán)氧增塑劑分為環(huán)氧化油、環(huán)氧脂肪酸單酯和環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯三類。182023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.3增塑劑化學(xué)與工藝

5.多元醇酯多元醇酯主要指由二元醇、多縮二元醇、三元醇、四元醇與飽和脂肪酸或苯甲酸生成的酯類。輔助增塑劑6.含氯化合物增量劑主要為氯化石蠟、氯烴-50、五氯硬脂酸甲酯等。192023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.3增塑劑化學(xué)與工藝10.檸檬酸酯檸檬酸酯類增塑劑主要包括檸檬酸酯及乙酰化檸檬酸酯，為無毒增塑劑?？捎糜谑称钒b、醫(yī)療器具、兒童玩具以及個人衛(wèi)生用品等方面。212023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.3增塑劑化學(xué)與工藝增塑劑分子大多數(shù)具有極性和非極性兩個部分。極性部分常用極性基團所構(gòu)成，如酯基（）、氯原子（-Cl）、環(huán)氧基（）等.非極性部分為具有一定長度的烷基，如芳環(huán)、酯環(huán)族、脂肪族等。含有不同極性基團的化合物具有不同的特點：如鄰苯二甲酸酯的相容性好，增塑效果好，性能比較全面，常作為主增塑劑使用；磷酸酯和氯化物具有阻燃性；環(huán)氧化物、雙季戊四醇酯的耐熱性能好；脂肪族二元酸酯的耐寒性優(yōu)良；烷基磺酸苯酯耐候性好；檸檬酸酯及乙酰檸檬酸酯類具有抗菌性能。222023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.4增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系結(jié)構(gòu)與增塑劑效率的關(guān)系從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，低分子量的增塑劑較高分子量的增塑劑對PVC的增塑效率高。而隨著增塑劑分子極性增加，烷基支鏈化強度提高和芳環(huán)結(jié)構(gòu)增多，都會使增塑效率下降。在碳原子數(shù)和結(jié)構(gòu)相同的情況下：為己二酸>鄰苯二甲酸>偏苯三酸酯。232023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.4增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系結(jié)構(gòu)與耐老化性的關(guān)系烷基支鏈多的增塑劑，耐熱性就相對差些，如具有支鏈醇酯增塑劑的耐熱性比相應(yīng)的正構(gòu)醇酯差些（因為叔氫原子更容易受羰基吸引而氧化分解）。在增塑劑（如DIDP、DOP）中加入抗氧劑可顯著改善熱穩(wěn)定性。具有R1R2RCH的碳鏈結(jié)構(gòu)的增塑劑，因易生成叔丁基游離基，耐熱性、耐氧化性差，但具有R3R2R1RC的碳鏈結(jié)構(gòu)的增塑劑，則對熱、氧都穩(wěn)定，這是因為季碳原子上沒有氫的緣故。環(huán)氧增塑劑不僅可以防止制品加工時的著色，而且還能使制品得到良好的耐候性。因此環(huán)氧增塑劑又可以作為穩(wěn)定劑使用。

252023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.4增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系結(jié)構(gòu)與耐久性的關(guān)系增塑劑的耐久性與增塑劑的分子量及分子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。要得到良好的耐久性，增塑劑的分子量必須在350以上。耐久性包括耐揮發(fā)性、耐抽出性和耐遷移性。1、與耐揮發(fā)性的關(guān)系分子量小的增塑劑揮發(fā)性大，如果僅從耐揮發(fā)性來考慮，增塑劑的分子量最好在500以上；一般與PVC樹脂相容性好的增塑劑其揮發(fā)性較大；分子內(nèi)具有體積較大的基團的增塑劑，揮發(fā)性較小。262023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.4增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系292023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.4增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系結(jié)構(gòu)與毒性的關(guān)系一般的增塑劑或多或少都是有一定毒性。環(huán)氧增塑劑是毒性較低的一類增塑劑。檸檬酸酯類增塑劑是無毒增塑劑。磷酸酯類增塑劑是毒性較大的一類增塑劑。結(jié)構(gòu)與耐霉菌性的關(guān)系302023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)2.4增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系易受霉菌侵蝕：長鏈脂肪酸酯、脂肪族二元酸酯天然原料：環(huán)氧大豆油抗菌：鄰苯二鉀酸酯、磷酸酯（酚類）助劑化學(xué)及工藝學(xué)AddictivechemistryandTechnology第三章抗氧劑322023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)

3.1概述定義：高分子材料在加工、貯存和使用過程中都易發(fā)生氧化反應(yīng)，從而使高分子材料的強度降低，外觀發(fā)生變化，物理、化學(xué)機械性能變壞，甚至不能使用。抗氧劑是一些很容易與氧作用的物質(zhì)，將它們加入到到材料中，使大氣中的氧先與它們作用來保護材料免受或延遲氧化。在橡膠工業(yè)中，抗氧劑也被稱為防老劑。按其功能不同可分為：鏈終止型抗氧劑－主抗氧劑阻止自由基鏈的傳遞與增長。預(yù)防型抗氧劑－輔助型抗氧劑－過氧化氫分解劑阻止或延緩自由基產(chǎn)生332023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)

3.1概述知識點1342023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)3.2高分子材料的氧化降解與抗氧劑的作用機理1.高分子聚合物的氧化降解機理高分子材料的氧化老化是一種自動氧化反應(yīng)。自動氧化反應(yīng)是指在室溫至150℃下，物質(zhì)按照鏈式自由基機理進行的具有自動催化特征的氧化反應(yīng)。高分子聚合物的氧化降解也是由鏈引發(fā)、鏈增長/鏈轉(zhuǎn)移、鏈終止三個階段所組成。。知識點2高分子材料耐氧化的性能與高分子材料的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，一般說來，高分子材料的穩(wěn)定性越差，在光和熱的作用下越容易產(chǎn)生自由基，其材料的耐氧化能力則越差。甲基、乙基、異丙基與叔丁基自由基的穩(wěn)定性順序如下：另外，當帶有不成對電子的碳原子與不飽和體系直接相連時，則此單電子能與不飽和體系共軛而使此游離基更加穩(wěn)定。如：→聚丙烯比聚乙烯容易氧化，而含有不飽和鍵的高分子材料，如天然橡膠就更容易氧化。352023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)3.2高分子材料的氧化降解與抗氧劑的作用機理知識點3胺類抗氧劑應(yīng)用效果很好的抗氧劑，但具有較強的變色性和污染性胺類抗氧劑可作鏈終止劑或過氧化物分解劑。362023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)3.3各種抗氧劑及發(fā)展動態(tài)酚類抗氧劑所有抗氧劑中不污染、不變色性最好的一類，且低毒或無毒，酚類抗氧劑具有很好的發(fā)展前景。輔助抗氧劑金屬鹽、硫化物、硫酯、亞磷酸酯等3.3各種抗氧劑及發(fā)展動態(tài)助劑化學(xué)及工藝學(xué)AddictivechemistryandTechnology第四章熱穩(wěn)定劑定義：熱穩(wěn)定劑：為防止聚合材料（如PVC、PVA、PVDC、PCTEF、氯磺化PE、聚氯苯乙烯等塑料及氯化橡膠等）在熱和機械剪切力等作用下引起降解而加入的一類物質(zhì)。（或指那些用來提高能發(fā)生非鏈斷裂熱降解的聚合材料熱穩(wěn)定性的物質(zhì)）。對于耐熱性差、容易產(chǎn)生熱降解的聚合物，在加工時必須采用添加熱穩(wěn)定劑的方法提高其耐熱性，最典型的例子是聚氯乙烯。4.1概述1.合成材料的熱降解聚合物的熱降解有三種基本的表現(xiàn)形式。①在受熱過程中從高分子鏈上脫落下來各種小分子，例如HCl，NH3，H2O等非鏈斷裂降解②鍵的斷裂發(fā)生在高分子鏈上，從而產(chǎn)生了各種無規(guī)律的低級分子隨機鏈斷裂降解；③鏈的斷裂仍然發(fā)生在高分子鏈上，但高分子鏈的斷裂是有規(guī)律的，分解生成聚合前的單體解聚反應(yīng)。4.2合成材料的熱降解及熱穩(wěn)定的作用機理知識點1412023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)3.聚合物熱降解機理聚合物降解，以PVC樹脂受熱降解為例，是一個十分復(fù)雜的過程，一般有以下三種機理：①自由基反應(yīng)機理；②離子機理；③單分子機理。4.2合成材料的熱降解及熱穩(wěn)定的作用機理3熱穩(wěn)定劑的作用機理PVC:熱老化的主要原因就是受熱分解脫去小分子。高分子鏈上才能在不規(guī)則分布的引發(fā)源—烯丙基氯結(jié)構(gòu)，由于此氯原子的活潑性，受熱情況下則易于脫去氯化氫，形成共軛多烯都能促進此類聚合材料的降解反應(yīng)。如要防止或延緩像PVC類的聚合材料的熱老化，消除高分子材料中熱降解的引發(fā)源，如PVC中烯丙基氯結(jié)構(gòu)和不飽和鍵；消除所有對非鏈斷裂熱降解反應(yīng)具有催化作用的物質(zhì)，如由PVC上解脫下來的氯化氫等.4.2合成材料的熱降解及熱穩(wěn)定的作用機理知識點2舉例：鹽基性鉛鹽是通過捕獲脫落下來的HCl而抑制了它的自動催化作用；脂肪酸皂類一方面可以捕獲脫落下來的HCl，另一方面是能置換PVC中存在的丙烯基氯中的氯原子，生成比較穩(wěn)定的酯，從而消除了脫HCl的引發(fā)源；有機錫類熱穩(wěn)定劑的作用機理是：有機錫化合物先與PVC分子鏈上的氯原子配位，而高分子鏈上的活潑氯原子與Y基團交換，從而抑制了PVC脫氯化氫的熱降解反應(yīng)。432023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)4.2合成材料的熱降解及熱穩(wěn)定的作用機理442023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)4.3熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢3.有機錫類穩(wěn)定劑2.金屬皂類穩(wěn)定劑4.液體復(fù)合穩(wěn)定劑5.有機輔助穩(wěn)定劑

1.鉛穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鹽、二硫基硫酸鹽馬來酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫亞磷酸酯型的溶體鋇/鎘/鋅硬脂酸鎘、月桂酸鋅N-烷基馬來酰亞胺1.鉛穩(wěn)定劑價格低廉，熱穩(wěn)定性好→我國則主要以鉛類穩(wěn)定劑為主。毒性大，其應(yīng)用受到一定的限制。鉛類穩(wěn)定劑主要是鹽基性鉛鹽，即帶有未成鹽的一氧化鉛(俗稱為鹽基)的無機酸鉛和有機酸鉛。452023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)4.3熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢作用機理鉛穩(wěn)定劑主要是通過捕獲分解出的HCl而抑制氧化氫對進一步分解反應(yīng)所起的催化作用。生成的PbCl2對脫氯化氫無促進作用。羧酸鉛能與烯丙基氯起交換作用，起到熱穩(wěn)定的作用。462023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)4.3熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢+=-知識點22.金屬皂類穩(wěn)定劑金屬皂是指高級脂肪酸的金屬鹽。作為PVC類聚合材料熱穩(wěn)定劑的金屬皂則主要是硬脂酸，月桂酸，棕櫚酸等的鋇、鎘、鉛、鈣，鋅、鎂、鍶等金屬鹽。

用(RCOO)nM的通式來表示。除了高級脂肪酸的金屬鹽以外，還有芳香族酸，脂肪族酸以及酚或醇類的金屬鹽類，如苯甲酸、水楊酸、環(huán)烷酸、烷基酚等的金屬鹽類等。多是液體復(fù)合穩(wěn)定劑的主要成分。472023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)4.3熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢482023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)4.3熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢3.有機錫穩(wěn)定劑有機錫類通式：R：甲基，丁基，苯基，和烷基X：氧，硫，馬來酸等Y：脂肪酸根根據(jù)Y的不同分類馬來酸鹽型脂肪酸鹽硫醇鹽型特點：具有高度的透明性，突出的耐熱性，低毒并耐硫化污染。4.液體復(fù)合穩(wěn)定劑指有機金屬鹽類、亞磷酸酯、多元醇、抗氧劑和溶劑等多組分的混合物。

金屬皂類穩(wěn)定劑是復(fù)合穩(wěn)定劑的主體成分。鎘/鋇/(鋅)皂(通用型)鋇/鋅皂(耐硫化污染型)鈣/鋅皂(無毒型)鈣/錫一般用雙酚A作為抗氧劑，溶劑一般可用礦物油，高級醇，液體石蠟或增塑劑等。492023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)4.3熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢知識點35.有機輔助穩(wěn)定劑對數(shù)以萬計的有機化合物進行了研究和篩選，其中大多數(shù)是含氮、硫、磷等雜原子的有機化合物。復(fù)配使用：其中尤以亞磷酸酯、環(huán)氧化合物、多元醇以及β-二酮化合物使用較多，它們通常被稱作有機輔助穩(wěn)定劑。在無鎘配合中有很大的作用。502023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)4.3熱穩(wěn)定劑各論及發(fā)展趨勢助劑化學(xué)及工藝學(xué)AddictivechemistryandTechnology第五章光穩(wěn)定劑定義：光氧老化或光老化:高分子材料長期暴露在日光或短期置于強熒光下，由于吸收了紫外線能量，引起了自動氧化反應(yīng)，導(dǎo)致了聚合物的降解，使得制品變色、發(fā)脆、性能下降，以致無法再用。凡能抑制或減緩這一過程進行的措施，稱為光穩(wěn)定，所加入的物質(zhì)稱為光穩(wěn)定劑或紫外光穩(wěn)定劑。5.1概述按作用機理分類光屏蔽劑，包括炭黑、氧化鋅和一些無機顏料；紫外線吸收劑，包括水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類等有機化合物；猝滅劑，主要是鎳的有機絡(luò)合物；自由基捕獲劑，主要是受阻胺類衍生物。5.1概述知識點1光穩(wěn)定劑應(yīng)具備條件：能強烈吸收290-400nm波長范圍的紫外線，或能有效地猝滅激發(fā)態(tài)分子的能量，或具有足夠的捕獲自由基的能力；高分子化合物吸收紫外線后，容易形成電子激發(fā)態(tài)，這種激發(fā)態(tài)的分子可以引起一系列的光物理過程和光化學(xué)反應(yīng)。5.1概述知識點2光化學(xué)反應(yīng)由于紫外線的波長短、能量高，它足以使高聚物分子成為激發(fā)態(tài)或破壞化學(xué)鍵引起自由基鏈式反應(yīng)，并同時與氧化相伴發(fā)生“光氧老化”或“光氧化反應(yīng).、光化學(xué)過程：鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止2引發(fā)光降解的重要因素5.2光穩(wěn)定劑作用機理內(nèi)因：光敏性雜質(zhì)是高分子材料光降解的重要引發(fā)源。外因：離子輻射，超聲波、熱、機械加工聚合物分子中存在的潛在活性基團是光敏性基團。光敏性雜質(zhì)正是高分子材料光降解重要的引發(fā)源。染料、顏料、有機溶劑都是單線態(tài)氧的有效光敏化劑。羰基類物質(zhì)高聚物合成過程中所使用的催化劑知識點33光穩(wěn)定劑的作用機理聚合物的光穩(wěn)定過程須從如下幾個方面進行：(1)紫外線的屏蔽和吸收；(2)氫過氧化物的非自由基分解；(3)猝滅激發(fā)態(tài)分子；(4)鈍化重金屬離子；(5)捕獲自由基。結(jié)合機理分類：其中(1)~(4)為阻止光引發(fā)，(5)為切斷鏈增長反應(yīng)的措施。5.2光穩(wěn)定劑作用機理知識點4光屏蔽劑第一道防線又稱遮光劑，是一類能夠吸收或反射紫外光的物質(zhì)。光在達到聚合物的表面時就被吸收或反射，阻礙了紫外線深入聚合物內(nèi)部，從而有效地抑制了制品的老化。主要有炭黑等。由于含有苯酚基團抗氧化性。5.2光穩(wěn)定劑作用機理紫外線吸收劑第二道防線能強烈選擇性地吸收高能量的紫外光，并以能量轉(zhuǎn)換形式，將吸收的能量以熱能或無害的低能輻射釋放出來或耗掉，從而防止聚合物中的發(fā)色團吸收紫外線能量隨之發(fā)生激發(fā)。

二苯甲酮類、水楊酸酚類和苯并三唑類等。5.2光穩(wěn)定劑作用機理猝滅劑第三道防線又稱減活劑或消光劑，或稱激發(fā)態(tài)猝滅能、能量猝滅劑。能轉(zhuǎn)移聚合物分子因吸收紫外線后所產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)能，從而防止了聚合物因吸收紫外線而產(chǎn)生的游離基。主要是金屬絡(luò)合物，如鎳、鈷、鐵的有機絡(luò)合物。5.2光穩(wěn)定劑作用機理自由基捕獲劑第四道防線受阻胺類光穩(wěn)定劑(HALS)。

通過捕獲自由基、分解過氧化物、傳遞激發(fā)態(tài)能量等多種途徑，賦于聚合物以高度的穩(wěn)定性。5.2光穩(wěn)定劑作用機理

4．厚度和用量薄制品和纖維要求加入的紫外線吸收濃度較高；而厚制品的則較低。

這是由于制品愈厚，紫外線透入到一定深度后，即被完全吸收，被內(nèi)外層承受了，所以耐光性好，所需的濃度低；同時加入到塑料中的紫外線吸收劑，由于擴散作用，往往都會集中在聚合物外表的非結(jié)晶區(qū)內(nèi)，所以表面層實際的防護能力，往往要比預(yù)料的高好多倍。因此不必添加高濃度的紫外線吸收劑，光穩(wěn)定劑的添加量太高時，超過相容性時，會產(chǎn)生噴霜現(xiàn)象。

5.4光穩(wěn)定劑的選用5.5光穩(wěn)定劑在聚合物中的應(yīng)用

1.光穩(wěn)定效果的測定光穩(wěn)定劑應(yīng)用效果的測試，即耐候性試驗。一般采用兩種方法：一是戶外大氣曝露(戶外曝曬)；二是人工加速老化知識點4助劑化學(xué)及工藝學(xué)AddictivechemistryandTechnology第六章阻燃劑6.1概述1阻燃劑的概念塑料、橡膠、纖維都是有機化合物，均具有可燃性，極易在一定條件下燃燒。其燃燒過程是一個復(fù)雜的劇烈的氧化過程，常伴有火焰、濃煙、毒氣等產(chǎn)生。燃燒時使更多的聚合物或難于分解的物質(zhì)分解，產(chǎn)生更多的可燃物，造成火災(zāi)，危及人們的生命和財產(chǎn)。能夠增加材料耐燃性的物質(zhì)叫阻燃劑。6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理1燃燒機理維持燃燒的三要素：可燃物，氧，熱。(1)加熱階段(2)降解階段(3)分解階段：溫度上升到一定程度時，發(fā)生裂解，產(chǎn)生低分子物：①可燃性氣體，H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等；②不燃性氣體，CO2、HCl、HBr等；③液態(tài)產(chǎn)物，聚合物部分解聚為液態(tài)產(chǎn)物；④固態(tài)產(chǎn)物，聚合物可部分焦化為焦炭，也可不完全燃燒產(chǎn)生煙塵粒子等。(4)點燃階段：、(5)燃燒階段知識點12聚合物燃燒性標準聚合物的燃燒性可用燃燒速度和氧指數(shù)來表示。氧指數(shù)是指試樣像蠟燭狀持續(xù)燃燒時，在氮-氧混合氣流中所必須的最低氧含量。6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理知識點2目前氧指數(shù)法不僅僅限于塑料(包括薄膜和泡沫塑料)，在纖維，橡膠等方面都已得到廣泛應(yīng)用，也用于阻燃機理的研究。一般OI≥27的物質(zhì)為阻燃物質(zhì)。熄3阻燃機理保護膜機理不燃性氣體機理冷卻機理終止鏈鎖反應(yīng)機理協(xié)同作用體系6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理知識點3保護膜機理阻燃劑在燃燒溫度下形成了一層不燃燒的保護膜，覆蓋在材料上，隔離空氣而阻燃。

(l)玻璃狀薄膜：阻燃劑在燃燒溫度下分解成為不揮發(fā)、不氧化的玻璃狀薄膜，覆蓋在材料的表面上，可隔離空氣(或氧)，且能使熱量反射出去或具有低的導(dǎo)熱系數(shù)，從而達到阻燃的目的。例：硼酸和水合硼酸鹽，加熱時形成玻璃狀涂層，覆蓋于聚合物之上。6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理(2)隔熱焦炭層：阻燃劑在燃燒溫度下可使材料表面脫水炭化，形成一層多孔性隔熱焦炭層，從而阻止熱的傳導(dǎo)而起阻燃作用。例：經(jīng)磷化物處理過的纖維素，當受熱時，纖維素首先分解出磷酸，它是一種很好脫水作用的催化劑，與纖維素作用的結(jié)果，脫去水分留下焦炭。不燃性氣體機理阻燃劑能在中等溫度下立即分解出不燃性氣體，稀釋了可燃性氣體和沖淡燃燒區(qū)氧的濃度，阻止燃燒發(fā)生。形成隔絕空氣的氣體防護層例：含鹵阻燃劑，有機鹵素化合物受熱后釋出HX。6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理冷卻機理阻燃劑能使聚合物材料的固體表面在較低溫度下熔化，吸收潛熱或發(fā)生吸熱反應(yīng)，大量消耗掉熱量，從而阻止燃燒繼續(xù)進行。例：氫氧化鋁和氫氧化鎂。6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理終止鏈鎖反應(yīng)機理阻燃劑的分解產(chǎn)物易與活性游離基作用，降低某些游離基的濃度，使作為燃燒支柱的鏈鎖反應(yīng)不能順利進行。例：鹵系阻燃劑6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理在鹵素氟、氯、溴、碘中，氟由于太活潑，而形成的氟分子又較穩(wěn)定，所以阻燃性不好，有時氟與其他鹵素一起使用，可增加化合物穩(wěn)定性，減少化合物毒性。碘元素形成的化合物不穩(wěn)定，常溫下易分解，且價格昂貴，故也很少采用。鹵素阻燃劑以溴、氯為主。阻燃劑受熱時則釋出HX，從HX鍵鍵能看出：H-Cl：433.54kJ/mol，H-Br：365.5kJ/mol，H-Br鍵的鍵能小于H-Cl鍵的鍵能，HBr捕獲游離基的能力比HCl強，含溴阻燃劑的效能比含氯阻燃劑的效能高。6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理

協(xié)同作用體系阻燃劑的復(fù)配是利用阻燃劑之間的相互作用，從而提高阻燃效能，稱為協(xié)同作用體系。常用的協(xié)同作用體系有銻-鹵體系，磷鹵體系，磷-氮體系。6.2聚合物的燃燒和阻燃劑的作用機理2添加型阻燃劑添加型阻燃劑主要有：有機鹵化物，磷化物，無機化合物。有機鹵化物有機鹵化物的主要品種有氯化石蠟，全氯戊環(huán)癸烷，氯化聚乙烯、溴代烴、溴代醚類。磷酸酯及其他磷化物阻燃劑磷酸酯、含鹵磷酸酯和膦酸酯無機類(1)氫氧化鋁(2)氫氧化鎂(3)三氧化二銻(4)硼化合物(5)磷系阻燃劑6.3阻燃劑各論3反應(yīng)型阻燃劑除含有溴、氯、磷等阻燃性元素外，還同時具有反應(yīng)性官能團，它們在高分子聚合或縮合過程中作為一個組分參加反應(yīng)，并以化學(xué)鍵的形式結(jié)合到高分子結(jié)構(gòu)中。6.3阻燃劑各論鹵代酸酐四溴雙酚A及衍生物含磷多元醇大多是元素周期表中第V、VII和III族元素的化合物，如第V族氮、磷、銻、鉍的化合物；第VII族氯、溴的化合物；第III族硼、鋁的化合物，此外硅和鉬的化合物也作為阻燃劑使用；其中最常用和最重要的是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物，很多有效的阻燃劑配方都含有這些元素。

6.1概述助劑化學(xué)及工藝學(xué)AddictivechemistryandTechnology第七章交聯(lián)劑7.1概述1定義交聯(lián)是在兩個高分子的活性位置上生成一個或數(shù)個化學(xué)鍵，將線型高分子轉(zhuǎn)變成體型(三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))高分子的反應(yīng)凡能使高分化合物引起交聯(lián)的物質(zhì)，就稱為交聯(lián)劑交聯(lián)反應(yīng)能有效提高聚物的耐熱性能、耐溶劑性能，同時改善材料的機械性能及耐候性。7.2交聯(lián)劑的作用機理1有機交聯(lián)劑的作用機理有機交聯(lián)劑對高分子的交聯(lián)反應(yīng)，可分為三種類型。交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng)交聯(lián)劑的官能團與高分子聚合物反應(yīng)交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng)和交聯(lián)劑官能團反應(yīng)相結(jié)合知識點1交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng)交聯(lián)劑分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)高分子自由基鏈反應(yīng)，導(dǎo)致高分子化合物鏈的c-c

鍵交聯(lián)。主要是有機過氧化物既可以和不飽和聚合物交聯(lián)亦可以和飽和聚合物交聯(lián)7.2交聯(lián)劑的作用機理對不飽和聚合物的交聯(lián)交聯(lián)過程大致可分別三步：首先過氧化物分解產(chǎn)生自由基引發(fā)高分子鏈脫氫生成新自由基高分子自由基進行連鎖反應(yīng)或在雙鍵處加成完成交聯(lián)反應(yīng)7.2交聯(lián)劑的作用機理交聯(lián)劑的官能團與高分子聚合物反應(yīng)利用交聯(lián)劑分子中的官能團(主要是反應(yīng)性雙官能團，多官能團以及雙鍵等)作為橋基把聚合物交聯(lián)起來。環(huán)氧樹脂固化機理：7.2交聯(lián)劑的作用機理交聯(lián)劑引發(fā)自由基反應(yīng)和交聯(lián)劑官能團反應(yīng)相結(jié)合該交聯(lián)機理實際上是前述兩種機理的結(jié)合形式。將自由基引發(fā)齊和官能團化合物聯(lián)合使用。例：用有機過氧化物和不飽和單體來使不飽和聚酯進行交聯(lián)。制造玻璃鋼，在不飽和聚酯中加入過氧化物和少量苯乙烯，聚酯交聯(lián)硬化。7.2交聯(lián)劑的作用機理2無機交聯(lián)劑的交聯(lián)機理常見的無機交聯(lián)劑主要有：硫黃及硫黃同系物金屬氧化物過氧化物及硫化物硼酸磷化物金屬固化物7.2交聯(lián)劑的作用機理3光交聯(lián)聚合物的光交聯(lián)是依據(jù)聚合物中的感光性基團及混入的光敏劑的感光特性，借助光能產(chǎn)生自由基而進行交聯(lián)。7.2交聯(lián)劑的作用機理4電子射線交聯(lián)

。

不飽和樹脂有效的交聯(lián)照射源是γ射線和電子射線。

知識點2862023/4/10助劑化學(xué)及工藝學(xué)7.3交聯(lián)劑的合成及特性1過氧化物交聯(lián)劑有機過氧化物大致可分為如下五類：氫過氧化物；二烷基過氧化物；二?；^氧化物；過氧酯；酮過氧化物。特征：可交聯(lián)飽和聚合物，形成-C-C-交聯(lián)鍵。知識點3872.胺類交聯(lián)劑的分類及特性胺類化合物作為鹵素系列聚合物、羧基聚合物及帶有酯基、異氰酸酯、環(huán)氧基、羧甲基聚合物的交聯(lián)劑已廣為應(yīng)用，尤其是環(huán)氧樹脂的固化及聚氨酯橡膠中的應(yīng)用。這類化合物主要是含有兩個或兩個以上氨基的胺類，通常，伯、仲胺是交聯(lián)劑，而叔胺是交聯(lián)催化劑。(1)脂肪族多元胺

(2)芳香族多元胺7.3交聯(lián)劑的合成及特性883.有機硫化物交聯(lián)劑有機硫化物常在橡膠工業(yè)中用作硫化劑。特點是在硫化溫度下能夠析出硫，進而使橡膠進行硫化，因此它們又被稱為硫黃給予體。有機硫化物交聯(lián)劑一般分為：二硫化秋蘭姆及其衍生物，嗎啡啉衍生物，有機多硫化合物以及二硫代氨基甲酸硒等。7.3交聯(lián)劑的合成及特性知識點44樹脂類交聯(lián)劑分為：酚醛樹脂對叔丁基酚醛樹脂對叔辛基酚醛樹脂氨基樹脂三聚氰胺樹脂苯鳥糞胺甲醛樹脂脲醛樹脂7.3交聯(lián)劑的合成及特性助劑化學(xué)及工藝學(xué)AddictivechemistryandTechnology第八章潤滑劑摩擦力的定義和分類兩個相互接觸的物體做相對運動時，存在一種抗拒其做相對運動的力，稱作摩擦力。摩擦力的分類：根據(jù)兩表面的相對運動狀態(tài)，有滑動摩擦和滾動摩擦。8.1概述91知識點1作用機理1.內(nèi)潤滑——塑化機理

內(nèi)潤滑劑分子能像增塑劑一樣，穿插于高分子鏈之間，削弱分子間的吸引力，當聚合物變形時，分子鏈間能夠相互滑移和旋轉(zhuǎn)，從而使分子間的內(nèi)摩擦減小，熔體粘度降低，流動性增加，易于塑化，但潤滑劑不會過分降低聚合物的玻璃化溫度和強度。2.外潤滑——界面潤滑機理

在加工過程中，外潤滑劑分子很容易從聚合物的內(nèi)部遷移至表面，并在界面處定向排列，極性基團與金屬表面吸附，疏水端與聚合物結(jié)合，使聚合物和加工設(shè)備、模具之間形成潤滑的分子層，對聚合物和加工設(shè)備起到隔離作用。3.外潤滑——涂布隔離機理知識點2助劑化學(xué)及工藝學(xué)AddictivechemistryandTechnology第九章偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑的定義和分類偶聯(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)。其分子結(jié)構(gòu)中存在兩種官能團：一種可與高分子基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或至少有好的相容性；另一種可與無機填料形成化學(xué)鍵。9.1概述聚合物填料界面94知識點1硅烷類偶聯(lián)劑硅烷類偶聯(lián)劑是研究得最早且被廣泛應(yīng)用的品種之一。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，如乙烯基氯丙基、環(huán)氧基、甲基丙烯?；?、胺基和巰基等。X為能夠水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。硅烷偶聯(lián)劑對含有極性基團的或引入極性基團的填充體系偶聯(lián)效果較明顯，而對非極性體系則效果不顯著，對碳酸鈣填充復(fù)合體系效果不佳。9.1概述95鈦酸酯偶聯(lián)劑通式：(ROO(4-n)Ti(OXR’Y)n(n=2，3)RO-是可水解的短碳鏈烷氧基，能與無機物表面羥基起反應(yīng)，從而達到化學(xué)偶聯(lián)的目的；-OX可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，這些基團很重要，決定鈦酸酯所具有的特殊性能?；撬峄x于有機聚合物一定的觸變性；焦磷酰氧基有阻燃、防銹和增強粘接的性能；亞磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等，因此通過-OX的選擇，可使鈦酸酯兼具偶聯(lián)和其他特殊性能；R’是長碳鍵烷烴基，它比較柔軟，能和有機聚合物進行彎曲纏結(jié)，使有機物和無機物的相容性得到改善，提高材料抗沖擊強度；Y是羥基、氨基、環(huán)氧基或含雙鍵基團等，這些基團連接在鈦酸酯分子的末端，可與有機聚合物進行化學(xué)反應(yīng)而結(jié)合在一起。9.1概述96化學(xué)鍵合理論理論核心：兩相反應(yīng)性偶聯(lián)劑含有一種化學(xué)官能團，能與玻璃纖維表面的硅醇基團或其他無機填料表面的分子作用形成共價鍵。偶聯(lián)劑還含有至少一種不同官能團與聚合分子鍵合，以獲得良好的界面結(jié)合，或引入有機基團，增加與聚合物的相容性。9.1概述聚合物填料界面橋梁97知識點2例：氨丙基三乙氧基硅烷NH2CH