第三章 增塑剂
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高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。
受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。
在溶剂中不溶。
化学结构是由线型分子变为体型结构。
举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。
再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。
在溶剂中可溶。
化学结构是线型高分子。
举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC 聚氯乙烯。
3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。
4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。
举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。
透明度不好,强度较大。
6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。
结晶度小,透明度好,韧性好。
定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。
7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。
透明度一般,结晶度一般,强度一般。
8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。
9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。
第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。
针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。
热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。
高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。
受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。
在溶剂中不溶。
化学结构是由线型分子变为体型结构。
举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。
再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。
在溶剂中可溶。
化学结构是线型高分子。
举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。
3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。
4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。
举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。
透明度不好,强度较大。
6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。
结晶度小,透明度好,韧性好。
定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。
7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。
透明度一般,结晶度一般,强度一般。
8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。
9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。
第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。
针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。
热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。
增塑剂作用机理总结增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链间的应力,结果增加了聚合物分子链的移动性、降低了聚合物分子链的结晶度,从而使聚合物的塑性增加,也就是对抗塑化作用的主要因素聚合物分子链间的应力和聚合物的分子链的结晶度,而他们则取决于聚合物的化学结构和物理结构。
聚合物的分子间力:当把增塑剂加入到聚合物中,增塑剂分子相互之间、增塑给予聚合物分子相互之间的相互作用力是很重要。
除非所有这些相互作用(增塑剂与增塑剂之间、增塑剂与聚合物之间、聚和物与聚合物之间)都是同样大小时,才可能没有增塑作用和反增塑作用。
1.范德华力范德华力是物质的聚集态中分子与分子间存在着的一种较弱的引力。
范德华力包括色散力、诱导力和取向力。
范德华力的作用范围只有几个埃。
(1) 色散力色散力存在于所有极性或非极性分子之间,是由于微小的瞬时偶极的相互作用使挨近的偶极处于异极相邻状态而产生的一种引力。
但是只有在非极性体系中,如苯、聚乙烯或聚苯乙烯中,色散力才占较主要的成分。
(2) 诱导力当一个具有固定偶极的分子在相邻的一个非极性分子中诱导出一个诱导偶极使,诱导偶极和固有偶极之间的引力叫做诱导力。
芳香族化合物因为π电子能高度极化所以影响特别强,如低分子量的酯与聚苯乙烯之间或苯与聚醋酸乙烯之间主要是诱导力。
(3) 取向力当极性分子相互靠近时,由于固有偶极的取向而引起分子间的一种作用力叫做取向力。
如酯类增塑剂与 PVC 或与硝酸纤维素的相互作用就是代表性的例子。
2. 氢键含有—OH基或—NH—基团的分子,如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素等,在分子间、有时在分子内部都能形成氢键。
氢键是一个比较强的相互作用键,它们妨碍增塑剂分子插入聚合物分子间,如果氢键沿聚合物分子链分布越密相应的对抗增塑剂插入的作用也越强。
因此要求增塑剂与聚合物分子也能产生类似的强的作用。
另一方面随着温度的升高,分子间的吸引作用由于氢键的减少而显著削弱,这是因为分子的热运动妨碍了聚合物分子的取向。
热点关注解读增塑剂任海燕(中国环境科学出版社,北京100062)中图分类号:N04文献标识码:A文章编号:1673-8578(2011)04-0059-03收稿日期:2011-07-28作者简介:任海燕(1977—),女,汉族,博士,中国环境科学出版社辞书编辑部负责人,长期从事工具书的开发、研究和编辑出版工作。
通信方式:r_h_y@126.com 。
2011年5月,台湾地区厂商在食品加工过程中,用增塑剂取代成本更高的棕榈油作为乳化剂,从而引发一系列的增塑剂污染食品事件。
增塑剂也因此成为时下的热点词汇。
尽管如此,大众对增塑剂的真实面目还知之甚少。
1.什么是增塑剂增塑剂(plasticizer ,我国台湾地区叫塑化剂),在《辞海》中的定义是:“能增加合成树脂、合成橡胶等的可塑性的有机物质。
”通俗地讲,增塑剂就是添加到高分子聚合物中增加材料塑性,使之易加工,赋予制品柔软性的化学品。
增塑剂按化学结构分类有脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类(包括邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类)、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类等多种。
其中邻苯二甲酸酯类约占增塑剂市场份额的80%以上。
因此本文将重点介绍此类增塑剂。
邻苯二甲酸酯类增塑剂是有轻微芳香气味或无味的无色液体,具有高稳定性、低挥发性,在水中溶解度低,但易溶于多数有机溶剂,添加到高分子材料中可让微粒分子更均匀散布,因此能增加材料延展性、弹性及柔软度,并且成本低廉。
目前,邻苯二甲酸酯类在全球主要工业国的环境中已达到了普遍检出的程度,已商品化的常用的此类化合物主要包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP )、邻苯二甲酸二乙酯(DEP )、邻苯二甲酸二丁酯(DBP )、邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP )、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP )、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP ,DOP )、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP )、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP )、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP )等。
高分子材料成型加工考试重点内容及部分习题答案第二章高分子材料学1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。
受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。
在溶剂中不溶。
化学结构是由线型分子变为体型结构。
举例:PF、UF、MF2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。
再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。
在溶剂中可溶。
化学结构是线型高分子。
举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。
3、通用塑料:是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。
4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。
举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。
透明度不好,强度较大。
6、骤冷(淬火):Tc<Tg,大分子来不及重排,结晶少,易产生应力。
结晶度小,透明度好,韧性好。
定义:是指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。
7、中速冷:Tc>=Tg,有利晶核生成和晶体长大,性能好。
透明度一般,结晶度一般,强度一般。
8、二次结晶:是指一次结晶后,在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。
9、后结晶:是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。
第三章添加剂1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)和功能性添加剂(除润滑剂之外的都是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)2、稳定剂:防止或延缓高分子材料的老化,使其保持原有使用性能的添加剂。
针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素,可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂(防老剂)、光稳定剂。
热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。
增塑剂的作用范文增塑剂是一种被广泛应用于塑料工业的化学物质,其主要功能是给塑料材料增加柔软度、韧性和延展性。
在塑料工业中,增塑剂有着重要的作用,能够改变塑料的物理性质、化学性质和加工性能,使其更适合各种应用领域。
以下是增塑剂的主要作用:1.增强塑料的柔软度和韧性:增塑剂能够在塑料中形成塑化剂的微观颗粒,通过降低塑料结晶度和塑料聚合物的相互吸引力,从而增加塑料的柔软度和韧性,使其更加易于处理和成型。
2.改善塑料的延展性:增塑剂可以通过增加塑料链段的活性度和分子之间的滑动性,使塑料的延展性得到改善,增加其可拉伸性,从而使其更加适合于一些需要具备较高延展性的应用,如塑料薄膜、管道等。
3.提高塑料的抗冷碎性:由于增塑剂的添加,塑料的寒冷区域价位极限得到提高,从而使塑料能够更好地适应低温环境,在低温下仍能保持良好的柔软性和韧性。
4.降低塑料的熔点:增塑剂对塑料的熔点有着一定的降低作用,可以使塑料更容易熔融成型,降低熔体黏度,提高塑料的加工性能和成型效率。
5.优化塑料的加工性能:增塑剂能够改善塑料的熔体流动性,减少塑料的热粘性,有利于塑料的挤出、注塑、吹塑等加工过程的进行,提高塑料产品的质量和加工效率。
6.提高塑料的防水性和耐光性:增塑剂在塑料中的添加还可以增加塑料的抗水性和防水性能,同时能够改善塑料的耐光性,提高塑料对紫外线的抗老化能力,延长塑料制品的使用寿命。
7.实现塑料的可溶性和可降解性:一些特殊的增塑剂可以使塑料具有可溶性和可降解性,这对于一些需要减少塑料废弃物对环境造成的污染和损害的应用领域,如食品包装、生物医疗器械等,具有重要意义。
总之,增塑剂在塑料工业中有着广泛的应用,其主要作用是增加塑料的柔软度、韧性和延展性,改善塑料的加工性能,并对塑料的物理性质、化学性质和环境适应性进行调控,使塑料能够更好地适应各种应用需求。
然而,也需要注意增塑剂对塑料品质和环境安全的影响,选择和使用合适的增塑剂,严格控制使用量和添加方式,以确保塑料产品的质量和环境友好性。
增塑剂1. 增塑剂概述:增塑剂( 又称作塑化剂) 是一种加入到合成树脂和橡胶中,能增加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的有机物质。
增塑剂的作用主要是减弱树脂分子间的次价键,增加树脂分子键的移动性,降低树脂分子的结晶性,增加树脂分子的可塑性。
2. 增塑剂分类:增塑剂种类繁多,分类方法不一。
⑴ 按其与树脂相容性分类,分为主增塑剂、辅助增塑剂。
① 主增塑剂:如邻苯二甲酸类、磷酸酯类、烷基磺酸苯脂类。
② 辅助增塑剂:如脂肪族二元酸脂类、多元醇脂类、脂肪酸单脂类、环氧脂类等。
⑵按应用性能分:可分为七类。
① 耐寒性增塑剂 ②耐热性增塑剂 ③阻燃性增塑剂 ④防霉性增塑剂 耐侯性增塑剂 ⑥无毒性增塑剂 ⑦通用性增塑剂⑶按照化学结构划分为以下各类① 苯二甲酸酯类 ②脂肪族二元酸酯类 ③磷酸酯类 ④多元醇酯类 ⑤苯多酸酯类 ⑥柠檬酸酯类 ⑦聚酯类 ⑧环氧类 ⑨含氯类3.增塑剂DOP 的化学名为邻苯二甲酸二辛脂,是众多增塑剂品种中应用最广泛的一种。
DOP 综合性能好,赖水抽出并具有良好的赖热性。
更重要的是其成本较低,是以石油生产的苯酐和辛醇制得的。
在聚氯乙烯软制品中,DOP 是广泛应用的主增塑剂,在多种合成橡胶中,DOP 具有良好的软化作用。
随着塑料工业的飞速发展, 对增塑剂的需求愈来愈多。
我国增塑剂主要用于聚氯乙烯( PVC)制品和电缆绝缘材料, 其他则用于纤维素、尼龙、聚醋酸乙烯酯、橡胶的软化剂和有机溶剂等。
随着我国建筑塑料( 型材、管材) 、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料制品以及工程塑料等的发展, 将推动我国增塑剂将不断发展。
4.DOP 的合成及实验方案:苯酐与22乙基己醇反应过程分两步进行,第一步是苯酐与醇反应生成单酯的反应是不可逆反应;所以当邻苯二甲酸酐在醇中溶解时,反应即已完成。
第二步是生成的单酯与过量的醇进一步反应生成双酯。
反应原理: CCO OC H 3(C H 2)7O H C C O O H C H 2(C H 2)7O O C O C H 2(CH 2)7C OHOO C H 3(C H 2)7O H C C O O C H2(C H 2)7C H 2(C H 2)7H 2O 按试验方案配比,每次试验称取0.10 mol 苯酐(14.8 g) 、n (2-乙基己醇)/n (苯酐) =2.35 ,共沸剂(甲苯) 200 [mL P/n (苯酐) ]和固体酸催化剂1.4 g 加入到磨口三颈瓶中。
增塑剂增塑剂中文:增塑剂,英文:Plasticiser,主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健,即范德华力,从而增加了聚合物分子链的移动性,降低了聚合物分子链的结晶性,即增加了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
增塑剂按其作用方式可以分为两大类型,即内增塑剂和外增塑剂增塑剂简介中文:增塑剂英文:Plasticiser增塑剂凡添加到聚合物体系中能使聚合物体系的塑性增加的物质都可以叫做增塑剂。
增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健,即范德华力,从而增加了聚合物分子链的移动性,降低了聚合物分子链的结晶性,即增加了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
图片是加了增塑剂的透明粒料。
种类增塑剂按其作用方式可以分为两大类型,即内增塑剂和外增塑剂。
内增塑剂实际上是聚合物的一部分。
一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第二单体。
由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中,降低了聚合物分子链的有规度,即降低了聚合物分子链的结晶度。
例如氯乙烯-酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。
内增塑剂的使用温度范围比较窄,而且必须在聚合过程中加入,因此内增塑剂用的较少。
(8)烷基磺酸酯(9)多元醇酯(10)其它增塑剂理想增塑剂性能(1)与树脂有良好的相溶性;(2)塑化效率高;(3)对热光稳定;(4)挥发性低;(5)迁移性小;(6)耐水、油和有机溶剂的抽出;(7)低温柔性良好;(8)阻燃性好;(9)电绝缘性好;(10)无色、无味、无毒;(11)耐霉菌性好;(12)耐污染性好;(13)增塑糊粘度稳定性好;(14)价廉。
增塑剂中邻苯二甲酸酯类增塑剂用量最大,约占增塑剂总产量的80%,我国该类增塑剂主要以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主。
由于受到原料醇来源的限制,邻苯二甲酸二庚酯(DHP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)等性能优良的品种,产量不大。
软质配合物的硬度与可塑剂量(参考)DOP 配合量(Phr) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Shore 硬度(Duro, 25°C) 96C 86C 95A 88A 81A 75A 69A 63A 57A 使用树脂P=1450我厂规定的P数与硬度对照表可塑剂名称中/英缩写耐温或其它可塑剂性能邻苯二甲酸二辛酯Dioctyl phthalateDOP60°C 与树脂兼容性好,挥发性小,光、热稳定性好,电性能好,耐低温,低毒;能满足大多数通用制品的要求,可单独便用在许多配方中,是性能全面、应用最广泛的标准增塑剂;缺点:不耐油、第五節增塑剂的选用为了使PVC制品具有良好的综合性能,一般选用增塑剂应考虑以下几点:1•与PVC树脂有良好的兼容性,这样有利于获得质量稳定的PVC制品.DOA与大豆油等增塑剂与树脂兼容性不好,只能做辅助增塑剂•2•对PVC树脂有高的塑化效率,能以少的增塑剂获得最合理的塑化加工条件和最佳的柔软制品•3•在PVC制品中有良好的耐久性和保留性,包括低的挥发性、对油剂、有机溶剂的水等的抽出性、对性质相似固体物质(例PS&ABS等)的低的迁移性。
4.耐热性好在加工温度和使用温度在较高的温度下保持稳定5•能满足确定用途所需要提供的特效性,如电绝缘性、阻燃性、难燃性和耐寒性等。
6.良好的耐候性和环境作用的稳定性,包括热稳定性、耐霉菌性和对辐射的化学稳定性等。
7.无味、无嗅、无色、无毒和无污染性。
8.容易获得,价格低廉•除以上因素外,由于使用环境、使用条件以及价格因素等方面的差异,在选用增塑剂时还应考虑其对环境适应性、使用功能性、卫生与安全性,以及经济合理性等方面的要求.在环境与气候因素方面,通常应考虑增塑剂的耐寒性和耐候性,如与PVC混合后的脆化温度(脆点)、光热稳定性、防霉性等;在使用功能因素方面,对特定要求的增塑制品,应考虑增塑剂的电绝缘性、抗电弧性和阻燃性等;对于医疗品及或食品级的制品,应考虑增塑剂的毒性及相关的卫生标准•电线被覆用PVC配合物可分为绝缘用与保护被覆用。