光稳定剂作用机理及增塑剂分类
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光稳定剂由于杂质和结构缺陷的存在,高分子材料对波长为290-400nm的紫外光较为敏感。
紫外光的能量足以破坏高分子材料的化学键,导致光激发和光破坏,引起光、氧联合的光氧化过程,最终使高分子材料因光降解或由光引发的光氧化降解而老化。
添加光稳定剂是提高高分子材料的光稳定性的最有效途径之一。
光稳定剂的作用机理因自身结构和品种不同而不同。
有的能屏蔽紫外线或吸收紫外线并将其转化为无害的热能;有的可淬灭被紫外线激发的分子或基团的激发态,使其回复到基态;有的则推广捕获因光氧化产生的自由基,抑制光氧化链式反应的进行,使高分子材料免遭紫外线的破坏。
由于很多光稳定剂特别是早期产品都能吸收紫外线,因此习惯上也将光稳定剂称为紫外线吸收剂。
但是,光稳定效率最高的还属自由基捕获剂类的光稳定剂 光稳定剂按机理可分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕捉剂。
按化学结构可分为二苯甲酮、水杨酸酯、苯并三唑、取代丙烯腈、草酰胺、有机镍络合物、受阻胺、三嗪等。
理想的光稳定剂一般应具有以下条件: (1)化学稳定性好。
(2)良好的自身光稳定性、热稳定性。
(3)与聚合物相容性好。
(4)耐水解、耐水和其他溶剂的抽提、耐迁移。
(5)挥发性低。
(6)无毒或低毒。
(7)污染性小。
(8)价廉易得。
目前,各类光稳定剂的发展趋势为高相对分子质量化、无毒化、复合化、多功能化。
?. 水杨酸酯类1 化学名 水杨酸苯酯(光稳定剂NL-1) 英文名 Phenyl salicylate 结构式 性质 白色结晶粉末,微具令人愉快的芳香气味,相对分子质量214.22。
熔点41~43℃。
本品吸收紫外线的最大波长范围为290~330nm。
溶于多种有机溶剂和碱类水溶液中,几乎不溶于水。
用途 在塑料工业中主要用作聚酯、纤维素树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚氨酯等材料的光稳定剂。
本品光稳定效果欠佳,但价廉,用量最高可达4%,一般用量为0.5%~2%。
pvc稳定剂参数一、引言PVC(聚氯乙烯)作为一种广泛应用的塑料材料,其在生产过程中需要添加一定的稳定剂以保证其性能稳定。
稳定剂的种类繁多,选择合适的稳定剂对PVC制品的质量和使用寿命至关重要。
本文将对PVC稳定剂的种类、选择原则、应用及注意事项进行详细介绍。
二、PVC稳定剂的种类及作用1.热稳定剂:热稳定剂主要用于提高PVC在高温加工过程中的稳定性,防止分解和变色。
常见的热稳定剂有锌钡剂、钙锌剂、稀土稳定剂等。
2.光稳定剂:光稳定剂能够提高PVC制品在阳光下的耐候性,延长使用寿命。
常见的光稳定剂有有机锡类、苯并三唑类、受阻胺类等。
3.抗氧剂:抗氧剂主要用于防止PVC在加工和使用过程中因氧化而导致的性能下降。
常见的抗氧剂有酚类、酮类、胺类等。
三、PVC稳定剂的选择原则1.材质匹配性:选择与PVC材质相匹配的稳定剂,确保稳定剂与PVC具有良好的相容性。
2.制品性能要求:根据PVC制品的性能要求,选择具有相应功能的稳定剂。
例如,对于户外使用的PVC制品,应选择具有良好耐候性的光稳定剂。
3.环境条件:考虑使用环境条件,如温度、光照等因素,选择适合的稳定剂。
四、PVC稳定剂的应用及注意事项1.稳定剂的添加量:根据PVC制品的性能要求和加工条件,合理控制稳定剂的添加量。
添加量过少,难以达到预期的稳定效果;添加量过多,可能导致制品性能下降、成本增加。
2.稳定剂的混合与分散:在添加稳定剂时,要注意将其充分混合和分散,以确保稳定剂在PVC制品中发挥最佳效果。
3.制品加工工艺:合理调整加工工艺,如温度、时间等,以保证稳定剂在PVC制品中的良好分布和性能。
五、结论PVC稳定剂的选择和应用对PVC制品的质量和使用寿命具有重要影响。
通过对PVC稳定剂的种类、选择原则、应用及注意事项的了解,可以为PVC 制品生产提供指导,提高制品性能,延长使用寿命。
用于塑料成型加工品的一大类助剂,包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂(见颜料)、填充剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂等。
其中着色剂、增白剂和填充剂不是塑料专用化学品,而是泛用的配合材料。
塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的。
20世纪60年代以后,由于石油化工的兴起,塑料工业发展甚快,塑料助剂已成为重要的化工行业。
根据各国塑料品种构成和塑料用途上的差异,塑料助剂消费量约为塑料产量的8%~10%。
目前,增塑剂、阻燃剂和填充剂是用量最大的塑料助剂。
增塑剂一类可以在一定程度上与聚合物混溶的低挥发性有机物,它们能够降低聚合物熔体的粘度以及产物的玻璃化温度和弹性模量。
其作用机理是基于增塑剂分子对聚合物分子链间引力的削弱。
增塑剂是最早使用的塑料助剂。
19世纪下半叶,就曾采用樟脑和邻苯二甲酸酯作硝酸纤维素的增塑剂。
1935年聚氯乙烯工业化后,增塑剂得到广泛应用。
目前,约80%用于聚氯乙烯和氯乙烯共聚物,其余用于纤维素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、天然和合成橡胶。
软质聚氯乙烯平均外加45%~50%(质量,下同)增塑剂。
由于不需或仅少量添加增塑剂的硬质聚氯乙烯的迅速发展,增塑剂在许多工业发达国家的增长率已低于聚氯乙烯。
中国聚氯乙烯软质制品仍占很大比例,故增塑剂仍将有较快的发展。
邻苯二甲酸酯类是增塑剂的主体,其产量约占增塑剂总产量的80%左右,其中邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)是最重要的品种。
生产规模较小的增塑剂有:己二酸和癸二酸的酯类(具有良好耐寒性),磷酸酯类(具有阻燃作用),环氧油和环氧酯类(与热稳定剂有协同作用),偏苯三酸酯和季戊四醇酯(耐热性较好),氯化石蜡(辅助增塑剂和阻燃增塑剂),烷基磺酸苯酯(辅助增塑剂)。
热稳定剂主要功能是防止加工时的热降解,也有防止制品在长期使用过程中老化的作用。
用量较大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的热稳定剂。
热稳定剂在软质制品中的用量为2%左右,而在硬质制品中为3%~5%。
塑料助剂种类和比例塑料助剂是为了改善塑料加工性能、提高使用效能和降低成本而添加的一类化合物。
根据不同的塑料品种、加工方法和使用条件,所需助剂的种类和比例也有所不同。
以下是塑料助剂的主要种类及比例:1. 稳定剂:稳定剂主要用于延缓和阻止塑料制品在加工、贮存和使用过程中因光、热、氧作用而发生的老化现象。
主要包括热稳定剂、抗氧剂和光稳定剂。
2. 增塑剂:增塑剂能增加塑料的柔软性、延伸性、可塑性,降低塑料流动温度和硬度,有利于塑料制品的成型。
常用的增塑剂有苯二甲酸酯类、癸二酸酯类、氯化石蜡及樟脑等。
其中,樟脑是最常见的增塑剂。
3. 填料:填料主要用于提高塑料制品的强度、硬度、耐磨性等性能。
常用的填料有碳酸钙、硅藻土、滑石粉等。
填料的比例通常为塑料原料的5%-30%。
4. 润滑剂:润滑剂主要用于降低塑料制品在加工过程中的摩擦系数,减少能耗和延长模具寿命。
常用的润滑剂有硬脂酸、石蜡等。
润滑剂的比例通常为塑料原料的0.1%-5%。
5. 着色剂:着色剂主要用于改变塑料制品的颜色,提高产品的外观质量。
常用的着色剂有炭黑、颜料等。
着色剂的比例通常为塑料原料的0.1%-1%。
6. 抗静电剂:抗静电剂主要用于提高塑料制品的抗静电性能,减少静电积累和消除。
常用的抗静电剂有磷酸酯类、硅油等。
抗静电剂的比例通常为塑料原料的0.1%-5%。
7. 阻燃剂:阻燃剂主要用于提高塑料制品的阻燃性能。
常用的阻燃剂有磷酸酯类、卤素化合物等。
阻燃剂的比例通常为塑料原料的5%-30%。
需要注意的是,以上助剂的比例仅供参考,实际应用中需根据塑料品种、加工方法和使用条件进行调整。
同时,为确保塑料制品的安全性和环保性,选用助剂时应遵循相关法规和标准。
增塑剂的作用机理:①.润滑理论润滑理论认为,树脂能够抵抗形变(刚性)是因为分子间有磨擦力。
增塑剂能起润滑剂作用,促进大分子间或者分子链间的运动。
增塑剂仅仅降低分子间的作用力,因此只能引起部分增塑。
②.凝胶理论凝胶理论认为,聚合物抗形变由于内部存在着三维蜂窝状结构或者凝胶所致。
这种凝胶是由于在聚合物分子链间或多或少发生粘着而形成的。
由于分子吸咐点常集中在一块,因此软质塑料或者硬质塑料中的蜂窝是很小的。
这种蜂窝弹性极小,很难通过物体内部的移动使其变形。
增塑剂进入树脂中,沿高分子链产生许多吸咐点,通过新的吸咐而松弛破坏原来的吸引力,并替代了聚合物分子内的引力中心,使分子容易移动。
③.溶剂化理论基于胶体化学。
增塑剂的溶剂化和溶胀能力取决于3种分子间作用力。
增塑剂/增塑剂,增塑剂/聚合物,聚合物/聚合物之间的力。
增塑剂应该是小分子,对聚合物分子应该有一定的吸引力,而该力要小于聚合物/聚合物之间的作用力。
增塑剂/增塑剂间的力越低,越能发挥增塑剂的效能。
增塑剂也不应该太小,否则容易挥发。
④.极性理论极性理论认为,在增塑剂分子﹑聚合物分子和增塑剂/聚合物分子之间必须很好的平衡,以确保凝胶是稳定的。
因此增塑剂必须是含有一个或者多个与特定聚合物极性相匹配的极性或者非极性基团。
即以上提出的聚合物的结晶度。
增塑剂的作用2、热稳定剂如果不加说明,热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的稳定剂。
聚氯乙烯及氯乙烯共聚物属热敏性树脂,它们在受热加工时极易释放氯化氢,进而引发热老化降解反应。
热稳定剂一般通过吸收氯化氢,取代活泼氯和双键加成等方式达到热稳定化的目的。
工业上广泛应用的热稳定剂品种大致包括盐基性铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类等主稳定剂和环氧化合物类、亚磷酸酯类、多元醇类、个二酮类等有机辅助稳定剂。
由主稳定剂、辅助稳定剂与其他助剂配合而成的复合稳定剂品种,在热稳定剂市场具有举足轻重的地位。
热稳定剂的作用机理:①、捕捉游离HCl小分子,抑制并消除它的自动催化作用;②、限制双键共轭体系的形成,减少色变;③、置换聚氯乙烯分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子,改变了主链的分子结构,抑制脱氯化氢;④、捕捉自由基,阻止氧化反应。
塑料成型添加剂塑料成型加工添加剂一大类助剂,包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂(见颜料)、填充剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂等。
其中着色剂、增白剂和填充剂不是塑料专用化学品,而是泛用的配合材料。
塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的。
20世纪60年代以后,由于石油化工的兴起,塑料工业发展甚快,塑料助剂已成为重要的化工行业。
根据各国塑料品种构成和塑料用途上的差异,塑料助剂消费量约为塑料产量的8%~10%。
目前,增塑剂、阻燃剂和填充剂是用量最大的塑料助剂。
增塑剂一类可以在一定程度上与聚合物混溶的低挥发性有机物,它们能够降低聚合物熔体的粘度以及产物的玻璃化温度和弹性模量。
其作用机理是基于增塑剂分子对聚合物分子链间引力的削弱。
增塑剂是最早使用的塑料助剂。
19世纪下半叶,就曾采用樟脑和邻苯二甲酸酯作硝酸纤维素的增塑剂。
1935年聚氯乙烯工业化后,增塑剂得到广泛应用。
目前,约80%用于聚氯乙烯和氯乙烯共聚物,其余用于纤维素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、天然和合成橡胶。
软质聚氯乙烯平均外加45%~50%(质量,下同)增塑剂。
由于不需或仅少量添加增塑剂的硬质聚氯乙烯的迅速发展,增塑剂在许多工业发达国家的增长率已低于聚氯乙烯。
中国聚氯乙烯软质制品仍占很大比例,故增塑剂仍将有较快的发展。
邻苯二甲酸酯类是增塑剂的主体,其产量约占增塑剂总产量的80%左右,其中邻苯二甲酸二辛酯(简称DOP)是最重要的品种。
生产规模较小的增塑剂有:己二酸和癸二酸的酯类(具有良好耐寒性),磷酸酯类(具有阻燃作用),环氧油和环氧酯类(与热稳定剂有协同作用),偏苯三酸酯和季戊四醇酯(耐热性较好),氯化石蜡(辅助增塑剂和阻燃增塑剂),烷基磺酸苯酯(辅助增塑剂)。
热稳定剂主要功能是防止加工时的热降解,也有防止制品在长期使用过程中老化的作用。
用量较大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的热稳定剂。
热稳定剂在软质制品中的用量为2%左右,而在硬质制品中为3%~5%。