塑料助剂与配方(第一章)详解
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塑料助剂与配方设计一、塑料助剂的种类和功能塑料助剂主要分为稳定剂、增塑剂、填充剂、色母粒等几大类。
1.稳定剂:主要功能是抑制或延缓塑料在高温、紫外线、氧化、冷热交变等环境下的降解过程,提高塑料的稳定性和耐候性。
常用的稳定剂有防老剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
2.增塑剂:主要功能是增加塑料的柔软性和延展性,提高塑料的可加工性和成型性。
常用的增塑剂有润滑剂、软化剂和延展剂等。
3.填充剂:主要功能是改善塑料的强度、硬度和耐磨性等机械性能。
常用的填充剂有纤维素、玻璃纤维、硅酸盐和氧化物等。
4.色母粒:主要功能是为塑料添加颜色,改善塑料的外观和装饰效果。
常用的色母粒有有机染料和无机颜料等。
二、配方设计的原则和步骤配方设计是根据塑料制品的目标性能要求和使用条件,选择合适的助剂种类和含量,合理地进行混合加工的过程。
其原则和步骤如下:1.原则:根据塑料制品的使用要求和生产成本的考虑,选择合适的助剂种类和含量。
同时要考虑助剂与塑料的相容性,避免助剂对塑料物理和化学性能的不良影响。
2.步骤:(1)确定塑料的性能要求和使用条件,包括强度、硬度、耐磨性、耐候性、可加工性等。
(2)选择适当种类的助剂,根据塑料的性质和使用要求进行搭配。
(3)确定各助剂的添加量,根据助剂的性质和塑料的种类,进行试验验证和经验积累。
(4)对助剂进行混合加工,通过热熔和混合等方法使助剂均匀分散到塑料基体中。
(5)进行试样制备和性能测试,根据测试结果进行调整和改进,最终确定最佳配方。
三、塑料助剂与配方设计的应用塑料助剂与配方设计广泛应用于日常生活和工业生产中的各类塑料制品,如塑料薄膜、塑料管材、塑料容器、电线电缆、汽车零部件等。
通过添加合适的助剂,可以改善塑料制品的机械性能、外观性能和使用寿命,满足不同领域和环境中的需求。
总结:塑料助剂与配方设计是塑料制品生产过程中的重要环节,通过选择合适的助剂种类和含量,可以改善塑料的物理和化学性质,提高产品的性能和降低生产成本。
《塑料助剂及配方》练习题一、名词解释1.阻燃机理之保护膜机理2.氧指数(OI)3.老化4.(阻燃剂作用之)吸热效应5.助发泡剂6.正增塑作用二、简答题1.影响PVC热降解的主要因素有哪些,并作详细分析。
2.硅烷偶联剂的使用方法有哪些,说明具体操作方法。
3.简要说明无机颜料的种类,并列举具体的品种。
4.简述三氧化二锑(Sb2O3)与有机卤化物协同作用下的阻燃机理。
5.增塑剂的主要作用是什么?聚合物中添加了增塑剂之后会使哪些物理性能产生变化?6.简述引发与促进高分子材料光降解的重要因素。
《塑料助剂及配方》练习题答案1.阻燃机理之保护膜机理:在较高温度下生成稳定的覆盖层,或分解成泡沫状物质,覆盖于聚合物材料表面。
2.氧指数(OI):在规定的条件下,试样在氧气和氮气的混合气流中维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度,用混合气流中氧所占的体积分数表示。
3.老化:是指聚合物在加工、贮存及使用过程中,其物理化学性能及力学性能发生不可逆坏变的现象。
4.(阻燃剂作用之)吸热效应:通过阻燃剂的作用使聚合物材料的温度上升发生困难,从而阻燃。
5.助发泡剂:在发泡过程中,凡能与发泡剂并用并能调节发泡剂分解温度和分解速度的物质,或能改变发泡工艺,稳定泡沫结构和提高发泡剂质量的物质,称作助发泡剂。
6.正增塑作用:当增塑剂加入聚合物中增塑时,在正常情况下,由于分子间的作用力降低,因此弹性模量、抗张强度等相应降低,但伸长率和抗冲强度增大,这种情况为正增塑。
二、简答题1.影响PVC热降解的主要因素有哪些,并作详细分析。
(1)双键的影响(双键会使其热稳定性相对变差)。
(2)烯丙基氯的影响(在聚合物链上无规分布的烯丙基氯基团是最不稳定的结构)。
(3)共轭双键链段的影响(降解产物的颜色主要由上述共轭双键所引起)。
2.硅烷偶联剂的使用方法有哪些,说明具体操作方法。
主要包括预处理法和整体掺合法。
预处理法:先用硅烷偶联剂对无机填料进行表面处理,然后再加入到聚合物中。
华南热带农业大学高分子系陈永平塑料助剂及配方设计目录第一章绪论2学时第二章增塑剂2学时第三章抗氧剂2学时第四章热稳定剂2学时第五章光稳定剂2学时第六章阻燃剂2学时第七章润滑剂2学时第八章发泡剂2学时第九章抗静电剂2学时第十章偶联剂2学时第十一章其他助剂4学时第十二章塑料配方设计概述4学时考试2学时参考书目:1、塑料加工助剂:曾人泉,中国物资出版社,1997年。
2、助剂化学及工艺学:冯亚青,王利军等,化学工业出版社,1997年。
3、塑料助剂生产技术与应用:丁学杰等,广东科技出版社,1996年。
4、功能助剂-塑料,涂料,胶粘剂:夏晓明,宋之聪,化学工业出版社,2003年。
第一章绪论第一节塑料第二节塑料加工助剂第三节塑料加工助剂生产及应用情况第四节塑料加工助剂发展趋势第一节塑料一、塑料及其分类塑料是一大类可塑性材料的总称。
1、按性质分类:热塑性塑料:热固性塑料:2、按用途分:通用塑料:产量大、用途广、价格相对低一些的一类塑料。
主要包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及其上述塑料的共聚物,还有酚醛塑料、氨基塑料、聚氨酯塑料等,这类塑料占塑料总量的98%左右。
工程塑料:指耐温较高、机械强度高,可作为结构材料用的一类塑料。
主要包括聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸1,4丁二醇酯(PBT),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚苯醚、ABS及特种耐高温工程塑料、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮等。
3、根据生产方法和分子结构:合成塑料缩聚物:聚酰胺、聚酯酚醛树脂等。
加聚物:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
聚合加成物:环氧树脂、聚氨酯等。
改性天然材料:硝酸纤维素、醋酸纤维素等。
二、塑料发展沿革1、100多年前,从牛奶中提取酪酸用来制造酪蛋白塑料;2、用棉花制造纤维素、硝酸纤维素(赛璐珞)等;3、以蓖麻籽为原料制造蓖麻油、癸二酸、尼龙1010等。
4、从煤中提取许多芳烃,其中有苯、甲苯、萘,并由这些有机物合成苯乙烯、苯酐等产品,再由苯酐和丁醇、辛醇(由粮食发酵而来)合成增塑剂DBP和DOP等。
塑料助剂选用配方要点树脂的选择(1)塑料粒子的品种的选择塑料粒子要选择与改性目的性能最接近的品种,这样做的好处是可以节省助剂的添加量,以降低制作成本和减少工艺流程。
最常见的例子:想要得到耐磨改性的品种,塑料粒子(树脂)要首先考虑选择三大耐磨树脂PA、PoM、UHMWPE;再如透明改性,树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC o(2)树脂流动性的选择配方中各种塑化材料的粘度要接近,以保证加工流动性。
对于粘度相差悬殊的材料,要加过渡料,以减小粘度梯度。
(3)塑料分成高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料.具体如下:高流动性塑料——PS、HIPS、abs、PE、PP、PA等。
低流动性塑^——PC、MPP0、PPS等。
不流动性塑料——聚四氟乙烯、UHMWPE、PPo等。
不同的加工方法所需用的流动性不同,所以牌号分为注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。
不同改性目的要求流动性不同,如高填充要求流动性好。
(4)树脂对助剂的选择性如PPS不能加入含铅和含铜助剂,PC不能用三氧化睇,这些都可导致解聚。
同时,助剂的酸碱性,应与树脂的酸碱性要一致,否则会起两者的反应。
助剂的选择Q)按要达到的目的选用助剂助剂的具体选择范围如下:增韧—-选弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料。
增强一一选玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。
阻燃—-澳类(普通漠系和环保漠系)、磷类、氮类、氮/磷复合类膨胀型阻燃剂、三氧化二睇、水合金属氢氧化物。
抗静电——各类抗静电剂。
导电——碳类(炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管)、金属纤维和金属粉、金属氧化物。
磁性—铁氧体磁粉、稀土磁粉包括衫钻类(SmCo5或Sm2Col7)x钦铁硼类(NdFeB)、彩铁氮类(SmFeN)、铝镖钻类磁粉三大类。
导热一金属纤维和金属粉末、金属氧化物、氮化物和碳化物;碳类材料如炭黑、碳纤维、石墨和碳纳米管;半导体材料如硅、硼。
耐热一玻璃纤维、无机填料、耐热剂如取代马来酰亚胺类和B晶型成核剂。
塑料助剂大全一、增塑剂第一节概述一、概念一些常用的热塑性聚合物具有高于室温的玻璃化转变温度(Tg),在此温度以下﹐聚合物表现为类似玻璃的脆化状态﹐在此温度以上﹐则呈现较大的回弹性﹑柔韧性和冲击强度。
要使聚合物具有实用价值﹐就必须使其玻璃转变温度降到使用温度以上。
增塑剂就是为了解决这个问题而引入聚合物的一类助剂。
增塑剂为挥发性较小之物质﹐将之添加于塑料时﹐能使塑料之弹性率﹑玻璃化转变温度(Tg)下降﹐而于常温时赋予适当之柔软性﹐于高温时减低其熔融黏度使其易于加工。
广义地讲﹐凡能与树脂均匀混合﹐不与树脂发生化学反应﹐在成型加工期间保持不变﹐或者与树脂发生化学反应﹐但能长期保留在聚合物制品中﹐并能够改变聚合物某些物理性质的物质﹐都可以称为增塑剂。
聚合物与增塑剂间的作用﹐可简单地看做以下两种方式﹕(1)树脂分子间偶极--偶极相互作用的抵消而减弱了树脂间的引力﹔(2)通过简单的稀释作用﹐缩小树脂分子间的距离(自由体积)而形成一定的空间。
结果增加了塑料片材的柔软性﹐增强了模塑制品的韧性的冲击强度。
因此可以说﹐增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的次价键﹐即范德华力﹐从而增加聚合物分子链的移动性﹐亦即增加聚合物塑性。
表现为聚合物的硬度﹑模量﹑伸长率﹑曲挠性和柔韧性的提高。
二﹑增塑剂应具备的条件(1)塑化效率(plasticizing efficiency)高,以较少的加入量获得较高的塑化效果.(2)与树脂相溶性行(compatibility)佳.相溶性不足时,增塑剂会从树脂中分离出来,表现为渗出发汗等情况.(3)挥发性(volatility)低减少成型加工以及制品存放过程中挥发损失对制品性能的影响.(4)耐久性好耐水﹑耐油﹑耐有机溶剂的抽出。
抽出性是指增塑剂向液体介质中的移动现象,塑料制品和与溶剂或洗涤液接触时,易抽出的增塑剂就会被抽取出来.(5)耐迁移性好耐迁移(Non migration) 指增塑剂由增塑制品中向着与其接触的另一种塑料制品(包括增塑剂种类和用量不同的一种塑料制品)迁移的现象(6)耐寒性好低温下仍有良好的柔软性(7)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.(8)无*﹑无味﹑无臭﹑无色。