天津大学助剂化学总结(2014.6)
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概念分类:1.助剂广义:泛指材料和产品在生产加工过程中为改进生产工艺而加入的辅助物质(化学品)狭义:是指那些为改善某些材料的加工性能和最终产品的性能,而分散在材料中对材料的结构无明显影响的少量化学物质。
2.按应用对象分:高分子材料用助剂;纺织染整助剂;石油工业用助剂;食品工业用添加剂;涂料助剂;水泥添加剂;医药助剂;燃料助剂;农药助剂;饲料添加剂
按使用范围分类:合成用助剂;加工用助剂
按作用功能分类稳定化助剂;改善机械性能助剂;改善加工性能助剂;柔软化和轻质化助剂;改善表面性能和外观的助剂;难燃性助剂;提高强度硬度助剂;改变味觉助剂;改进流动和流变性助剂
3. 什么是主增塑剂、辅助增塑剂、增量剂?
按与被增塑物的相容性分类,分为主增塑剂、辅助增塑剂、增量剂三类。
(1)主增塑剂它与被增塑物相容性良好,重量相容比几乎可达1:1,可单独使用。它
们能够插入极性树脂的非结晶区、有规则洁净区,又称溶剂型增塑剂。
(2)辅助增塑剂它与被增塑物相容性良好,重量相容比可达1:3,一般不单独使用,需要与适当的住增塑剂配合使用。其分子只能插入聚合物的非结晶区,也叫非溶剂型增塑剂。(3)增量剂它与被增塑物相容性较差,重量相容比低于1:20.但与主增塑剂或辅增塑剂
有一定相容性,且能与它们配合,用以降低成本和改善某些性能。
4. 了解反增塑作用,如何克服反增塑作用?
(1)正增塑:在正常情况下,由于分子间的作用力降低,因此弹性模量、抗张强度等也相应降低,但伸长率和抗冲强度等却随之增加。
(2)反增塑作用:由于少量增塑剂加入到聚合物中,产生了较多的自由体积,增加了大分子移动的机会,无定形物质中的大量流体部分生成新的结晶,因此许多树脂变得很有序列,而且排列更得紧密,结果树脂变得更硬,拉伸强度增大,耐冲击性变坏,伸长率降低。(3)克服反增塑作用:加入量增大。
5.按添加方式:外增塑剂;内增塑剂
6.用邻苯二甲酸酐与醇反应合成DOP,反应分几步完成的?采用的催化剂是什么?为什么
要脱水?脱水的方式有几种?
(1)工艺:由邻苯二甲酸酐与一元醇直接酯化,反应分两步进行完成,第一步无需催化剂,第二步需要催化剂。
(2)第二步采用两类催化剂:
①酸性催化剂:
硫酸,对甲苯磺酸,磷酸等(酸性催化剂易引起副反应,使增塑剂着色)
②采用非酸性催化剂:
1)钛酸酯和铝酸酯、
2)两性氢氧化物和NaOH的复合物铝酸钠(Al(OH)3与NaOH的复合物、Sn(OH)2-NaOH)3)金属氧化物 SnO TiO2
4)阳离子交换树脂和沸石
如果无催化剂,反应温度较高>200℃
(3)脱水的原因:酯化反应是可逆的,反应速度很慢,为使平衡向正方向移动,必须设法不断从系统中分出反应生成的水。
(4)脱水方法:
①真空脱水
②共沸脱水苯,甲苯,环己烷,正庚烷
③惰性气体吹出水分(N2、CO2)
7. 什么是主抗氧剂、辅助抗氧剂?
主抗氧剂:链终止型抗氧剂,能终止氧化过程中自由基链的传递与增长,此种抗氧剂能与自由基 R•﹑RO2•等结合,形成稳定的游离基或终止化合物中断裂而增长,用AH表示。
辅助抗氧剂:能够阻止或延缓高分子材料氧化降解过程中自由基产生的抗氧剂称作预防型抗氧剂,又称作辅助抗氧剂。
8. 抗氧剂应具备的性能:
1)具有活泼的氢原子,它应该比高分子链上的活泼氢原子更活泼;
2)抗氧剂的自由基应具有足够的稳定性;
3)抗氧剂本身应较难氧化,否则自身被氧化而起不到抗氧作用
9. 影响聚合物老化的三个内在和外在的因素?
(1)外在因素:①物理因素:光热、应力、电场、射线
②化学因素:氧、臭氧、重金属离子、化学介质
③生物因素:微生物、昆虫
(2)内在因素:分子结构、助剂、加工方法
10. 高分子材料热降解分类:非链断裂降解、随机链断裂降解、解聚反应
非链断裂降解:从高分子链上脱下小分子,(如 HCl,NH3,H2O,HOAc等)导致材料性能的变化为非链断裂降解(改变链结构,链未断裂)
随机链断裂降解:键的断裂发生高分子链上,从而产生了各种无规律的低分子,导致材料遭到了严重的破坏,这一过程称作随机链断裂降解。
解聚反应:高分子材料链断裂式有规律的,只是分解成了聚合前的单体,称为解聚反应。
11.光稳定剂分类:光屏蔽剂、紫外线吸收剂、萃取剂、自由基捕获剂
⑴光屏蔽剂:炭黑,氧化锌,无机颜料。
⑵紫外线吸收剂:水杨酸酯,二苯甲酮类,苯并三唑类。
⑶猝灭剂:镍的有机络合物,取代丙烯腈类,三嗪类。
⑷自由基捕获剂:受阻胺衍生物:低分子量类、高分子量类。
12. 低分子量类高分子量类优缺点
低分子量类:易挥发,不耐抽提,易损失。分子量易调节,易扩散
高分子量类:耐热性,耐抽提,相容性好。分子量不易调节
13.溴系阻燃剂优缺点及发展
优点:用量少;阻燃性好缺点:产生有害气体
发展:相对低毒的新产品;高分子聚合物型溴系阻燃剂
14.交联剂:凡能使高分化合物引起交联的物质,就称为交联剂
15光敏剂:该物质受特定波长的光照射时.分解产生活性自由基,引起聚合反应而交联固化,这种物质称为光交联剂或引发剂,或称为光敏剂。
16.硫化概念:就是将橡胶分子进行交联,使它由线型结构转变为体型结构而具有良好的弹性和其他许多优异性能。
17.有机交联剂对高分子的交联反应三种类型
交联剂引发自由基反应;交联剂的官能团与高分子聚合物反应;交联剂引发自由基反应和
交联剂官能团反应相结合
18、润滑添加剂按应用对象分为哪三类?
根据应用对象的不同,可分为:
①机械运行用润滑剂(载荷添加剂)
②塑料成型用润滑剂(材料加工用润滑剂)
③纤维加工用油剂(纺织纤维用油剂)
19、载荷添加剂按作用性质分为哪三类?
油性添加剂、抗磨损添加剂和极压添加剂。
20、润滑剂按对象分类:机械运行用润滑剂(载荷添加剂)、塑料成型用润滑别(材料加工用润滑剂)、纤维加工用油剂(纺织纤维用油剂)
21.抗静电剂按结构分类:阴离子型;阳离子型;非离子型;两性离子型;高分子型;复配型抗静电剂。
22、油品为什么会失去流动性?解决方法是什么?
低于-10℃~-15℃范围下工作时(如冬季室外操作的汽车和建筑机械用润滑油),油品
中残存的蜡会因温度降低而失去溶解性,析出并形成三维网状结构,将低熔点的油粘附或
包覆于其中,从而使油品完全失去流动性。
解决这一问题的合理途径是适当深度脱蜡,再加入适量的能够阻止低温下析出蜡晶并
相互粘接的添加剂,即降凝剂。
23、什么是燃料油的浊点、倾点、冷过滤堵塞点?属于燃料油的低温性质
浊点:油类样品在标准状态下冷却至开始出现混浊的温度为其浊点。
倾点:燃料油冷却时,达到某—点温度,油品失去流动性,即完全凝固、此温度即为倾点。冷过滤堵塞点:燃料油冷滤点是其开始堵塞45μm孔径滤网的温度
24.黏度指数改进剂
粘度指数改进剂是一种油溶性的高分子聚合物,加入油品中能起到改善油品的粘温性能,提高油品的粘度指数,此外粘度指数改进剂还具有降低燃油消耗.维持低油耗及提
高低温启动性的作用。
作用原理:
1、增塑剂:高分子材料的增塑,是由于材料中高聚物分子链间聚集作用的削弱而造成的。
聚合物—增塑体系中存在如下几种作用力:聚合物分子与聚合物分子间的作用力(关键)、增塑剂本身分子间的作用力、增塑剂与聚合物分子间的作用力。增塑剂分子插入