东华大学助剂化学课件
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《助剂化学》幻灯片
第九章 洗涤作用
第三节 影响洗涤作用的因素
一、外表活性剂的分子构造 二、外表张力 三、吸附作用 四、增溶作用 五、乳化作用 六、泡沫作用 七、外表活性剂浓度 八、温度 九、PH值 十、纺织品的物理特性 十一、机械作用
第九章 洗涤作用
一、表面活性剂的分子结构
第九章 洗涤作用
⒈表面活性剂疏水基团对洗涤力的影响
的正构油酰胺基酸钠（雷米邦A）：化学结构：C17H33CO（NHCHCO）
nONa。
⑵胰加漂T（N，N-油酰甲基牛磺酸钠）：化学结构：C17H33CON（CH3
）CH2CH2SO3Na 。
第九章 洗涤作用
二、阳离子外表活性剂
去污力差、价高，不能与阴离子型复配， 一般不用于洗涤剂。但特殊情况下可用，优点 是杀菌、消毒，抗静电，且具有柔软作用。
第四节 洗涤剂
一、阴离子表面活性剂 二、阳离子表面活性剂 三、非离子表面活性剂 四、两性型表面活性剂
第九章 洗涤作用
一、阴离子外表活性剂
⒈肥皂：－CH2COONa
⒉烷基苯磺酸钠（ABS和LAS）：R－SO3Na
⒊烷基磺酸钠（AS）：601洗涤剂。通式：R—SO3Na （C14~C18）。
⒋脂肪醇硫酸酯钠：又称烷基硫酸钠。结构式：R—OSO3Na （R是C12~16
第九章 洗涤作用
⒊污垢与纤维的结合力
⑴化学结合：极性污垢与纤维素的羟基、蛋白质的 氨基以氢键、离子键结合，难以去除，需用化学 方法。如水果汁、染料；非极性与纤维与范德华 力结合。
⑵静电力结合：带电污垢与相反电荷的纤维间以静 电力结合。如碳黑、铁锈〔正电〕与纤维带负电 结合。
⑶机械结合：固体尘土在纤维上粘合。这与纤维的
粗糙度有关，粗糙度大，结合力大，污粒小，结
第六章高分子材料助剂
在一般聚合温度(40~100℃)下，要求键的离解能100~170kJ/mol。
离解能过高或过低，将分解得太慢或太快。
仅具有O-O、S-S、N-O键的一些化合物具有这样的要求
第6页，此课件共112页哦
高分子合
乳液聚合
溶液聚合
自由基聚合在高分子化学中占有极其重要的地位。是人类开 发最早，研究最为透彻的一种聚合反应历程。目前60%以上的聚
t1/ 2
ln2 kd
0.693 kd
半衰期的单位为h。
第13页，此课件共112页哦
高分子材料助剂
分解速率常数或半衰期可用来表示引发剂的活性。
分解速率越大，或半衰期越短，表示引发剂的活性越大。
t1/2 ≥ 6h，低活性 t1/2 ≤ 1h，高活性 6h ＞ t1/2 ＞ 1h，中等活性
实际应用时，常选择半衰期与聚合时间相当的引发剂。
异，但均可归入或统称为Ziegler-Natta引发体系。
第30页，此课件共112页哦
高分子材料助剂
Zieler-Natta催化剂指的是由IV~VIII族过渡金属卤化物与 I~ III族金 属元素的有机金属化合物所组成的一类催化剂。其通式可写为：
MtIV-VIIIX + MtI-IIIR
主催化剂
共催化剂
R N+ R
O
O
COOC
RO
[
N OC
]
R
O CO
R
O
O
N+
CO+
CO
R
特别提示：
还原剂用量一般应较氧化剂少，否则还原剂进一步与自由基反应， 使活性消失。
第26页，此课件共112页哦
高分子材料助剂
离解能过高或过低，将分解得太慢或太快。
仅具有O-O、S-S、N-O键的一些化合物具有这样的要求
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高分子合
乳液聚合
溶液聚合
自由基聚合在高分子化学中占有极其重要的地位。是人类开 发最早，研究最为透彻的一种聚合反应历程。目前60%以上的聚
t1/ 2
ln2 kd
0.693 kd
半衰期的单位为h。
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高分子材料助剂
分解速率常数或半衰期可用来表示引发剂的活性。
分解速率越大，或半衰期越短，表示引发剂的活性越大。
t1/2 ≥ 6h，低活性 t1/2 ≤ 1h，高活性 6h ＞ t1/2 ＞ 1h，中等活性
实际应用时，常选择半衰期与聚合时间相当的引发剂。
异，但均可归入或统称为Ziegler-Natta引发体系。
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高分子材料助剂
Zieler-Natta催化剂指的是由IV~VIII族过渡金属卤化物与 I~ III族金 属元素的有机金属化合物所组成的一类催化剂。其通式可写为：
MtIV-VIIIX + MtI-IIIR
主催化剂
共催化剂
R N+ R
O
O
COOC
RO
[
N OC
]
R
O CO
R
O
O
N+
CO+
CO
R
特别提示：
还原剂用量一般应较氧化剂少，否则还原剂进一步与自由基反应， 使活性消失。
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高分子材料助剂
4第四章 合成材料助剂资料PPT课件
12
4.2.4 增塑剂结构与性能的关系
一、聚合物与其在化学结构上的类似性
1.若两者有类似化学结构， 有能得到较好的塑化效 果。
例 如 ： DBP （ 二 丁 酯 ） 的结构：
O C -O -C 4H 9
C -O -C 4H 9 O
极性
非极性
2. 从 分 子 类 型 看 ， 对 于 PVC
◆芳香族:相容性好， 耐 寒性差
（2）抽出性与助剂在 不同介质的溶解度 直接相关。
（3）迁移与助剂在不 同的聚合物中的溶 解度有关。
三、助剂对加工条件的适应性 四、助剂必须适合产品的最终用途 五、助剂配和中的协同作用与相抗作用
6
4.2 增塑剂
4.2.1 概念
形
变
玻
璃
态
高
粘
弹
流
态
态
Tg
玻璃化 温度
Tf 温 度
粘流 温度
图 非晶高聚合物三种力学状态
2.规律: 两者的相容性取决与它们结构的相似性。 3.稳定性：主要考虑它们个自的性质。
5
二、助剂的耐久性
1.助剂损失的途径
三大途径：挥发、抽出、 迁移
（1）抽出性：助剂能够 被水，油或溶剂抽出的性 质。
（2）迁移性：一种材料 中的助剂转移到另一种与 其接触的材料上的性质。
2.规律
（1）挥发性取决于助 剂本身的结构。
2. 碳原子数相同的支链 烷基与直链相比，耐 寒，耐老化，耐挥发 均较差。且随支链数 增加，这种倾向更明 显。但季C热稳定性好， 由于季C无H原子之故。
15
四、Ap/Po
Ap/Po值是增塑剂分子中非极性部分脂肪 C原子数 （Ap）与极性基（Po）的比值，它对其性能有极大 的影响。
4.2.4 增塑剂结构与性能的关系
一、聚合物与其在化学结构上的类似性
1.若两者有类似化学结构， 有能得到较好的塑化效 果。
例 如 ： DBP （ 二 丁 酯 ） 的结构：
O C -O -C 4H 9
C -O -C 4H 9 O
极性
非极性
2. 从 分 子 类 型 看 ， 对 于 PVC
◆芳香族:相容性好， 耐 寒性差
（2）抽出性与助剂在 不同介质的溶解度 直接相关。
（3）迁移与助剂在不 同的聚合物中的溶 解度有关。
三、助剂对加工条件的适应性 四、助剂必须适合产品的最终用途 五、助剂配和中的协同作用与相抗作用
6
4.2 增塑剂
4.2.1 概念
形
变
玻
璃
态
高
粘
弹
流
态
态
Tg
玻璃化 温度
Tf 温 度
粘流 温度
图 非晶高聚合物三种力学状态
2.规律: 两者的相容性取决与它们结构的相似性。 3.稳定性：主要考虑它们个自的性质。
5
二、助剂的耐久性
1.助剂损失的途径
三大途径：挥发、抽出、 迁移
（1）抽出性：助剂能够 被水，油或溶剂抽出的性 质。
（2）迁移性：一种材料 中的助剂转移到另一种与 其接触的材料上的性质。
2.规律
（1）挥发性取决于助 剂本身的结构。
2. 碳原子数相同的支链 烷基与直链相比，耐 寒，耐老化，耐挥发 均较差。且随支链数 增加，这种倾向更明 显。但季C热稳定性好， 由于季C无H原子之故。
15
四、Ap/Po
Ap/Po值是增塑剂分子中非极性部分脂肪 C原子数 （Ap）与极性基（Po）的比值，它对其性能有极大 的影响。
助剂化学课件五 光稳定剂1
CN H . +H 2 .C
聚合物中各种杂质，催化残留，微量的氢过氧化物， 羰基化合物，稠环芳烃与光敏物质，吸收紫外线引发 高分子光氧化反应。
5.2.2 引发光降解的重要因素
1 单线态氧产生与光降解反应 2 氢过氧化物的产生与引发 3 羰基的形成及光敏化作用 4 杂质、催化剂、金属离子等其它光引发因素
易在紫外光下解离。
ROOH hv
RO. + .OH
R
hv
OOH
R. + .OOH
ROO
hv
H
ROO. + H.
占优势
ROOH 1.76*105J/mol R OOH 2.9*105 J/mol ROO H 3.77*105J/mol
引发链反应的自由基一旦形成，就会发生夺H反应。 夺H反应随碳氢链离解能的减小而增大。
第五章 光稳定剂
高分子材料的老化及影响因素
聚合物及其制品在制备、加工和应用过程中不可避 免地会发生结构的变化，使强度和外观受损，直至 失去使用价值。这种现象称为高分子材料的老化。
第五章 光稳定剂
5.1 概述 光氧化（光老化）与光稳定剂定义 光氧化（光老化）： 高分子材料暴露在日光或短期强荧光下，吸收了紫外线能
hv A0
A*
A*
A0 + 荧 光 或 磷 光 发 射 荧 光 回 到 基 态
A*
A0 + 热 能
热的形式传递其它分子回到基态
A* + B0 B0为另一分子
A0 + B*
激发态分子B可完全进行化学反应
分子的光物理过程
2. 光化学反应
由于紫外光波长短，能量高，容易引发自由基反应， 破坏化学键并同时与氧化相伴发生光氧化反应。
助剂化学课件五 光稳定剂2
OH O CO
OH
CH3
O
OC
CH3
如紫外吸收剂UV-BAD可吸收波长350nm以下的紫外 线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ各种树脂的相容性好，价格低廉，可用于聚乙烯， 聚丙烯等聚烯烃制品。
5.3.3 苯并三唑类
苯并三唑类化合物采用带不同取代基德邻硝基重氮苯 的还原环化制备。例 UV-P
ONa
OH
N
H+
N
N N
N
N
CH3
例：光稳定剂NBC
S
C4H9
NCS
Ni
C4H9
2
是稳定剂NBC为深绿色粉末，可用于聚丙烯纤维薄膜， 合成橡胶，具有十分优良的光稳定作用。
3 膦酸单酯镍型
OC2H5
HO
H2 CP
O-
Ni2+.xH2O
+
2NaCl
O
光稳定剂2002 为淡黄色或淡绿色粉末，对光和热的稳定 性高，相容性好，耐抽提，着色性好，对纤维和薄膜有优 良的稳定作用。
1. 苯甲酰氯法 以UV-9为例
HO O C
OCH3
UV-9应用广泛，能有效吸收290~400nm的紫外线， 不吸收可见光，适于浅色透明制品。
2 苯甲酸法 以UV-537为例
OH O
C
OC8H17
UV-531强烈吸收300~375nm的紫外线域大多数 聚合物相容，无色，主要用于聚烯烃。
机理：通过顺反异构的变化吸收能量。所以吸收指数低， 只能吸收310~320nm范围内的紫外光，但因不含酚式 羟基，具有良好的化学稳定性和聚合物相容性。
CN CC
OC2H5 O
N-35强烈吸收波长为270~350nm的紫外线，耐碱性 好，适用于聚氯乙烯，缩醛树脂，环氧树脂等，尤其适 于硬质和软质聚氯乙烯制品。
(完整版)助剂化学
1.以下增塑剂可用于食品包装、医疗器具、少儿玩具以及个人卫生用品的是〔 D〕A 邻苯二甲酸酯B 脂肪族二元酸酯C 磷酸酯D 柠檬酸酯2.胺类抗氧剂不能够用于〔 A 〕A浅色塑料B润滑油C轮胎D电缆3.以下气体拥有助燃作用的是〔 C〕A卤化氢B水蒸气C甲烷D氨气4.以下气体不燃烧，拥有阻燃作用的是〔 C〕A氢气B甲烷C氨气D一氧化碳5..以下光牢固剂，不是从阻拦光惹起角度赐予聚合物光牢固性能的是〔B〕A 光障蔽剂B 紫外线吸取剂C 猝灭剂D 自由基捕获剂6.氯化氢的存在会使得聚合物质料热降解脱氯化氢速度〔 A 〕A加速B变慢C不确定D无影响1.. 列举牢固化助剂的几各种类？〔最少三种〕答：抗氧剂、光牢固剂、热牢固剂防霉剂、防腐剂等2. 列举燃烧的五个不同样的阶段？答：加热阶段、降解阶段、分解阶段、点燃阶段、燃烧阶段。
3.乳化液的种类并列举任三种检查方法答; 油/ 水型乳液，水 / 油型乳液型，多元乳液。
稀释法、导电法、染色法。
4. 静电现象产生原因？答：当两种不同样物质互相摩擦时，在两种物质之间会发生电子移动，电子由一种物质表面转移到另一种物质的表面，于是前者失去电子而带阳电，后者获取电子而带阴电，这样就产生了静电。
二填空题1列举三种牢固化助剂〔抗氧剂〕〔光牢固剂〕〔热牢固剂〕2氯化氢的存在会使得聚合物质料热降解脱氯化氢速度〔加速〕3增塑剂的主要作用是削弱〔范德华力〕增加聚合物分子的〔搬动性〕降低聚合物分子链的〔结晶性〕4猝灭剂与紫外线吸取剂的不同样之处在于紫外线吸取剂是经过〔分子内结构的变化〕来消失能量，而5降凝剂拥有降低油品的〔倾点或凝固点〕的作用。
6羊毛尼龙等拥有酰胺键的纤维是倾向于带〔正电〕郑吉超1.抗氧剂的挥发性很大程度上取决于其〔分子结构和分子量〕2相容性是抗氧剂的一项重要应用性能，相容性小一出现〔喷霜现象〕3活性剂能够〔增加〕促进剂的活性，所以能够减少促进剂的用量。
程海明1抗静电剂与塑料要有适合的相容性，那么影响相容性的因素主要有哪些？1 极性2 构成高聚物的分子结构3结晶状态2.检查乳化液种类的方法有哪几种？①：稀释法②：导电法③：染色法④：滤纸润湿法⑤：光折射法张叶青1链停止型抗氧剂的作用原理〔自由基捕获型，电子恩赐型，氢恩赐型〕2燃烧的五个阶段〔加热阶段，降解阶段，分解阶段，点燃阶段，燃烧阶段〕3光牢固剂的作用机理分为〔光障蔽剂紫外线吸取剂猝灭剂自由基捕获剂〕李博1.〔胺类〕抗氧化剂有较强的的变色性与污染性2.HCl 对 PVC 热降解有〔催化〕作用3.氧指数越大，其阻燃性能越〔强〕闵雪山1.按使用方法阻燃剂可分为〔增加型阻燃剂〕和〔反响型阻燃剂〕2.惹起自由基的交联剂主若是〔有机过氧化物〕，它既能够和〔不饱和聚合物〕交联，也能够和〔饱和聚合物〕交联3.润滑油是在基础油中增加〔润滑增加剂〕而得王广振1依照两表面的相对运动状态，摩擦可分为〔滑动摩擦〕和〔转动摩擦〕2依照发泡剂在发泡过程中产生气泡的方式不同样发泡剂可分为〔物理发泡剂〕〔化学发泡剂〕3目前，广泛应用的抗静电剂主要分为〔阳离子型〕〔阴离子型〕〔非离子型〕〔两性型〕〔高分子型〕一、单项选择1.与直链的对照，支链烷基、环状结构的增塑剂〔 D〕A 塑化效率强B 耐寒性强C 耐老化性强D 长久性强2.以下增塑剂可用于食品包装、医疗器具、少儿玩具以及个人卫生用品的是〔D〕A 邻苯二甲酸酯B 脂肪族二元酸酯C 磷酸酯D 柠檬酸酯3.能停止氧化过程中自由基链的传达与增加的抗氧剂称为〔A 〕A 链停止型抗氧剂，又称为主抗氧剂B 预防型抗氧剂，又称为辅助抗氧剂C 链停止型抗氧剂，又称为辅助抗氧剂D 预防型抗氧剂，又称为主抗氧剂4. 胺类抗氧剂不能够用于〔 A 〕A浅色塑料B润滑油C轮胎D电缆5.主抗氧剂作用机理不包括〔 D〕A 电子恩赐B 氢恩赐C 自由基捕获D 过氧化氢分解6.聚合物热降解反响，最常有的是〔 C〕A 解聚反响B 随机链断裂降解C 非链断裂降解D 不确定7. 二苯甲酮类光牢固剂属于(B)A 光障蔽剂B 紫外线吸取剂C 猝灭剂D 自由基捕获剂8.以下气体拥有助燃作用的是〔 C〕9.以下增塑剂中，阻燃性能最好的是〔 B〕A 邻苯二甲酸酯B 磷酸酯C 脂肪族二元酸酯D 柠檬酸酯10.以下不属于牢固化助剂的是〔 D〕A 抗氧剂B 热牢固剂C 光牢固剂D 阻燃剂11.以手下于辅助抗氧剂作用机理的是： (D)A 电子恩赐B 氢恩赐C 自由基捕获D 过氧化氢分解，金属离子钝化12.热牢固剂主要针对的是聚合物的〔 A 〕A 非链断裂降解B 随机链断裂降解C 解聚反响D 不确定13.炭黑作为光牢固剂属于 (A)A 光障蔽剂B 紫外线吸取剂C 猝灭剂D 自由基捕获剂14.以下气体不燃烧，拥有阻燃作用的是〔 C〕A氢气B甲烷C氨气D一氧化碳15. 高分子资料简单臭氧化是由于其中含有(D)A 偶氮二异丁氰B 重金属离子C 过氧化氢D 不饱和碳碳键16.以下热牢固剂使用过程中可能产生氯化锌以致锌烧的是〔B〕A 铅牢固剂B 金属皂类C 有机锡D 有机辅助牢固剂17.以下光牢固剂，不是从阻拦光惹起角度赐予聚合物光牢固性能的是〔D〕A 光障蔽剂B 紫外线吸取剂C 猝灭剂D 自由基捕获剂18.以下阻燃剂存在冷却机理的是〔 D〕A 硼酸B 有机卤素化合物C 氢氧化铝D 硼砂19.氯化氢的存在会使得聚合物质料热降解脱氯化氢速度〔 A 〕A加速B变慢C不确定D无影响20.乳化液带蓝光时，不连续相的液滴粒子大小为〔B〕A. 大于 1 mB.0.1~1.0 mC.0.05~0. 1 mD. 小于 0.05 m21.为防范低温粘度过大使油品失去流动性，应参加〔 A 〕A．粘度指数改进剂 B.降凝剂 C.润滑剂 D 乳化剂22.聚四氟乙烯进行互相摩擦后带〔B〕电A. 阳电B. 阴电C.不带电 D 以上都不正确23.内润滑剂不同样于增塑剂，其〔 A 〕A. 碳链较长，极性较低B.碳链较长，极性较高C.碳链较短，极性较低D.碳链较短，极性较高24.为了减少摩擦和磨损而使用的增加剂〔C〕A. 活性剂B.促进剂C.油性剂D.圆滑剂25.〔B〕的发泡剂用量和发泡率的关系能够展望。
东华大学助剂化学课件7
聚硅氧烷M、D、T、Q命名法聚硅氧烷的系统命名较复杂，故结构单元常以M、D、T、Q分别代表聚甲基硅氧烷中的单官能、双官能、三官能和四官能结构单元，以M/、D/、T/代表非甲基相应的结构单元。
③聚有机硅氧烷名称，标记及简称历史上曾称聚硅氧烷为“硅酮”（Silicone），在中国习惯将硅烷单体及聚硅氧烷统称有机硅，称聚硅氧烷液体为硅油、聚硅氧烷橡胶为硅橡胶、聚硅氧烷树脂为硅树脂。
四、有机硅化合物和聚合物的化学键特性及其对性能影响4.1 硅和碳的差异硅和碳同属元素周期表ⅣA族，它们所形成化合物有类似之处，它们各处于不同周期，所形成的化合物及其性质就有差异。
①电子构型不同Si:C:硅原子序数为14，位于第三周期，其14个电子分三层排列。
碳原子序数为6，位于第二周期，共6个电子分两层排列。
②成键轨道碳：sp3杂化硅：sp3、sp3d、sp3d2硅和碳均有4个未成对的s电子及p电子，都可与电负性较高的元素（如F、O、Cl等）及电负性较低的基团（如H-、CH3-、C6H5-等）结合，或者同时与两类基团结合，达到共价饱和。
硅化合物中，硅原子的配位数可以为4，轨道杂化主要为sp3，可形成与碳化物一样的正四面体构型。
但碳核外只有1个s轨道及3个p轨道，其配位数只能为4，而硅是在第三周期，除s及p轨道外，还有5个可供成键的空3d轨道。
后者既可用于增加中心硅原子的σ键数，还可用来形成dπ-dπ配键，使其带有部分双键的性质，这便是有机硅化合物特殊性的根源，因此硅还能形成配位数大于4的化合物，也较之有机化合物更易进行SN－2反应，还有稳定α－负碳离子及β－正碳离子作用。
③硅、碳元素电负性比较•原子电负性系分子中原子吸引共享电子的能力，电负越大，吸引共享电子能力越强，则生成负离子的倾向越大。
•Si－H键不同于C－H键就在于可作为氢负离子综合体而使正碳离子还原。
4.2 硅共价键的类型和特征4.2.1 硅或碳所形成化合物共价键能比较键能（KJ/mol）Si键键能C键键能Si-Si222C-Si318Si-C318C-C345Si-H318C-H413Si-O451C-O357Si-N——C-N304Si-F564C-F485Si-Cl380C-Cl339Si-Br309C-Br284Si-I234C-I213硅的电负性较小，与非金属元素成键时，硅键比相应的碳键强。
助剂化学课件一助剂化学绪论
发泡剂、固化剂、硫化剂
促进剂、油剂等
本课所讨论的助剂基本上框定在加工助剂方面。
助剂在合成材料工业中的地位
助剂是精细化工领域的一大类产品，它的应用遍及 国民经济的各个领域。是“工业味精”。
助剂在聚合物配方中微不足道，但对产品性能的改善 和提高具有举足轻重的作用。
没有助剂的配合，就没有塑料、橡胶工业的发展。 今琳琅满目的塑料、橡胶制品无一不体现着助剂的功
通用塑料 工程塑料
功能塑料
实用聚合物的组成 树脂 抗氧剂 热稳定剂 增塑剂 阻燃剂 光稳定剂 其他助剂
塑料、橡胶等高分子材料
助剂的作用：改善成型工艺性能； 改善制品的使用性能或降低成本。
1.3.2 塑料产品的组成
树 脂 （ 主 要 成 份 ） 塑 料 通 常 由
添 加 剂 ： 填 料 、 增 塑 剂 、 稳 定 剂 、 润 滑 剂 、 色 料 等
4）稳定剂: 提高塑料对热、光、氧等的稳定性，延长 使用寿命。常用热稳定剂有硬酯酸盐、 环氧化合物和铅的化合物等。光稳定剂有 炭黑、氧化锌等遮光剂。
5）增色剂: 赋予塑料制品各种色彩。 常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。 有时也采用能产生荧光或磷光的颜料
6）润滑剂: 提高塑料在加工成形过程中的流动性和脱模 能力,同时可使制品光亮美观。 常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。
产品性能
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。
广义上分为 合成用助剂 合成反应中加入的助剂
包括： 催化剂、引发剂、溶剂、
分散剂、乳化剂、阻聚剂
调节剂、终止剂等
加工用助剂 在加工过程中所添加的助剂
包括：增塑剂、稳定剂、阻燃剂
助剂化学课件五 光稳定剂3
5.3 光稳定剂的化学与工艺学
5.3.1 二苯甲酮类 5.3.2 水扬酸酯类 5.3.3 苯并三唑类 5.3.4 三嗪类 5.3.5 取代丙烯腈类 5.3.6 镍的螯合物 5.3.7 受阻胺类光稳定剂的化学与工艺学
5.3.7.1 三丙酮胺及其衍生物中间体的制备
1 三丙酮胺的制备
分为一步法和两步法
三丙酮的一步法合成方法 目前国内采用的工业生产方法
O
O
3
+ NH3
Cat -2H2O
催化剂：CaCl2 NH4Cl ZnCl2 BF3 反应过程：
N H
2,4,6-三硝基苯酚
三丙酮胺的二步法合成方法
第一步
O
Cat
N
3
+ 2NH3
反应过程 ：
-3H2O
第二步
O
N
N H
+3
Cat H 2O
丙酮宁 (2,2,4,4,6-五甲 NH 基－2,3,4,5－四氢嘧啶)
一 低分子量受阻胺类光稳定剂
1 受阻胺类光稳外吸收剂一起使用，
广泛用于聚烯烃，高密度聚乙烯，聚苯乙烯，ABS树脂中。
OH O
H3CO
+2 OCH3
Cat
O
HN
O
O
HN
O
+ 2CH3OH
O
N H
O
NH
O
+ CH3OH OH
O
采用癸二酸二甲酯与哌啶醇进行酯交换反应制的。 单双 酯有一定比例要求
收率 90％
O
+H 2O 收率50～60％
N H
2 哌啶胺（2,2,6,6－四甲基－4－氨基哌啶） 与哌啶丁胺的合成
5.3.1 二苯甲酮类 5.3.2 水扬酸酯类 5.3.3 苯并三唑类 5.3.4 三嗪类 5.3.5 取代丙烯腈类 5.3.6 镍的螯合物 5.3.7 受阻胺类光稳定剂的化学与工艺学
5.3.7.1 三丙酮胺及其衍生物中间体的制备
1 三丙酮胺的制备
分为一步法和两步法
三丙酮的一步法合成方法 目前国内采用的工业生产方法
O
O
3
+ NH3
Cat -2H2O
催化剂：CaCl2 NH4Cl ZnCl2 BF3 反应过程：
N H
2,4,6-三硝基苯酚
三丙酮胺的二步法合成方法
第一步
O
Cat
N
3
+ 2NH3
反应过程 ：
-3H2O
第二步
O
N
N H
+3
Cat H 2O
丙酮宁 (2,2,4,4,6-五甲 NH 基－2,3,4,5－四氢嘧啶)
一 低分子量受阻胺类光稳定剂
1 受阻胺类光稳外吸收剂一起使用，
广泛用于聚烯烃，高密度聚乙烯，聚苯乙烯，ABS树脂中。
OH O
H3CO
+2 OCH3
Cat
O
HN
O
O
HN
O
+ 2CH3OH
O
N H
O
NH
O
+ CH3OH OH
O
采用癸二酸二甲酯与哌啶醇进行酯交换反应制的。 单双 酯有一定比例要求
收率 90％
O
+H 2O 收率50～60％
N H
2 哌啶胺（2,2,6,6－四甲基－4－氨基哌啶） 与哌啶丁胺的合成
助剂化学课件五 光稳定剂3
催化剂：CaCl2 NH4Cl ZnCl2 BF3 反应过程：
N H
2,4,6-三硝基苯酚
三丙酮胺的二步法合成方法
第一步
O
Cat
N
3
+ 2NH3
反应过程 ：
-3H2O
第二步
O
N
N H
+3
Cat H 2O
丙酮宁 (2,2,4,4,6-五甲 NH 基－2,3,4,5－四氢嘧啶)
收率 90％
O
+H 2O 收率50～60％
OH
N N
O.
O.
7 1,2,2,6,6－五甲基哌啶醇的合成
OH
N CH3
总结 上述内容主要是基团转换（工业上） NH2
N
H
O
OH
OH
N H
N
N
H
O
O
N CH3
N
N
H
O
5.3.7.2 受阻胺类光稳定剂几个典型品种的合成工艺
一 低分子量受阻胺类光稳定剂
1 受阻胺类光稳定剂770
光稳定效果非常优秀可与抗氧剂，紫外吸收剂一起使用，
N H
2 哌啶胺（2,2,6,6－四甲基－4－氨基哌啶） 与哌啶丁胺的合成
NH2
HN
N
H
N
H
3 己二胺哌啶的合成
一步法和三步法
HN NH
N
H
N
H
4 哌啶醇的合成（2,2,6,6－四甲基－4－羟基哌啶）
OH
N H
5 2,2,6,6－四甲基哌啶的合成
N H
6 2,2,6,6－四甲基哌啶氮氧自由基与 2,2,6,6－四甲基－4－羟基哌啶氮氧自由基的制备
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60℃时0.1%溶液的润 湿时间/s 11.6 12.1 16.6 21.1 22.9 18.4 21.8 24.1 30.5 32.8
• 2 温度的影响
• 温度升高时，短链表面活性剂的润湿能力可能变得不如 长链者。例如，25℃时C12H25OSO3Na的润湿能力比 C高16，H3长3O链SO者3N的a强溶；解但度6增0℃加时，却其相表反面。活这性可得能以由充于分温发度挥升。
• 胺盐类阳离子表面活性剂在碱液中不稳定，易析出游离胺，而在 酸性条件下比较稳定；季铵盐则耐酸、耐碱。
• 非离子表面活性剂不仅能稳定存在于稀酸、碱 液中，甚至还能耐较高浓度的酸、碱。
• 两性表面活性剂一般随pH值的不同而改变性质。 在等电点时，容易生成沉淀，若分子中有季铵 盐离子，则不会析出沉淀。
则耐硬水性增大，对Ca2+变为稳定。
醇醚硫酸酯盐的一些性能
表面活性剂
C16H33OSO3Na C16H33OC2H4OSO3Na C16H33O(C2H4O)2SO3Na C16H33O(C2H4O)3SO3Na C16H33O(C2H4O)4SO3Na
KP/℃
45 36 24 19 1
cmc×104 /mol·dm-3
纺织品的润湿
纺织品表面的情况有所不同，由于它具有很大 的表面积，所以在实际润湿过程中很难达到平 衡。考虑润湿性能时，表面的润湿速率是一重 要因素。通常对表面活性剂作为润湿剂的评价 方式有以下三种：
• ①润湿效率，它是指在一定温度、一定时间内 能润湿一定表面积所需表面活性剂最低浓度；
• ②润湿能力，它是指表面活性剂不管使用浓度 如何，能使一指定体系润湿所需要最少时间；
表面活性剂的润湿作用 （1）降低液体的表面张力，提高液体的润湿能
力 （2）在固体表面的吸附，改变固体表面的润湿
性质
（1）降低液体的表面张力，提高液体的润湿能 力
水与低能表面组成的体系，由于水的表面张力
比固体临界表面张力高，而不能在固体表面铺 展。在水中加入一些表面活性剂，则将降低水 的表面张力，使之低于固体的γc而满足铺展发 生的条件，水就能很好的润湿固体。所需浓度 越低，效率越高
琥珀酸二酯磺酸盐渗透剂T
O C16H33OCCH2CHCOOH
SO3Na
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OSO3Na 十八烯醇硫酸酯钠盐
3极性基对表面活性剂性能的影响
• 在表面活性剂主亲水基附近引入极性基将对表面活性剂的性能有 较大的影响。
烷液基中醚仍基具乙有酸水盐溶R性OC。H若2CO其O中Na插是入耐聚酸氧性乙的烯，基当，R=如C8RHO1(7C时H，2CH即2O使)3在CHp2HC=O3O的N水a，溶
CF3
CF3
CF3
CF3
(CF2)6 (CF2)6 (CF2)6 (CF2)6
CH2 O
CO C
C
CH2 O
CO C
C
CH2 O
CO C
C
CH2 O
CO C
C
渗透的基本理论
纺织品有无数纤维组成，纤维之间的相互排列 构成了许多毛细管，在水溶液中的渗透作用类 似于发生了毛细管上升作用。压力差（ΔP）与 溶液在毛细管中的上升高度（h）和溶液密度 （ρ）之间有以下的关系：
一些阴离子型表面活性剂的润湿能力。
• 溶液的酸碱性
溶液酸碱性与润湿渗透剂适应性
溶液酸碱性
阴离子 表面活性剂
强碱性
低碳数的可溶 解、能使用， 不可带酯基
弱碱性 中性
弱酸性
可以使用
可以使用
可以使用，硫 酸酯盐易分解
强酸性 磺酸盐类可用
非离子 表面活性剂
不溶，不可使 用
多数可以使用 可以使用 可以使用
多数可用
• ③润湿时间，它是指一定温度下固定表面活性 剂浓度对指定体系润湿所需要的时间。
即常温条件下，表面活性剂溶液浓度为0.1％，润 湿时间越短，表示它的润湿性能越好。润湿时 间t与表面活性剂在溶液中浓度C有如下关系：
log t A B log C
式中A和B为经验常数。这是由于在较低浓度下， 表面张力随浓度的升高而降低。
• 接触角的大小可以作为润湿过程的判据，各种润湿过程可以自发进行的条件 用接触角表示为：
• 沾湿自发进行的条件为：θ≤180º；
• 浸湿自发进行的条件为：θ≤90º；
• 铺展自发进行的条件为：θ≤0º或不存在。
• 一般地，将θ=90º定为润湿与否的标准。θ<90º为可以润湿，θ越小润湿性越 好；θ=0或不存在，则为铺展；θ>90º为不可以润湿。
10.0 5.0
沉降时间100s的lgc/g·L-1
1.0 0.5
0.1 8
10
12
14
16
18
碳原子数
直链烷基硫酸钠烷基碳原子数与润湿力的关系
• 在直链烷烃表面活性剂中，如果亲水基在分子 的末端，则疏水基有8~14个碳原子者，具有较 好的润湿性能。
• 疏水基带有支链结构的表面活性剂润湿性能较 相同碳原子数的直链结构表面活性剂好。
• 说明 • 乳剂属热力学不稳定体系 • 分散相液滴细小、分散度大，故总表面积大、表面自由能高
图 W/O/W型和O/W/O型多重乳状液的结构示意图
乳状液类型的鉴别
• 染色法
• 稀释法
• 取少量乳状液滴入水中或油中，若乳状液在水中能稀释，即为O/W型； 在油中能稀释，即为W/O型。
• 导电法
• 因为水导电性强于油，O/W型乳状液的导电性能 远好于W/O型乳状液， 通过测电导可区别两者
• 但若乳状液中有离子型乳化剂，也有较好导电性
染色法
• 将油溶性染料滴入乳状液，振荡后在显微镜下观察
若内相被染色，则为O/W 型
若外相染色，则为W/O型 也可用水溶性染料做试验
微乳液定义与类型
• 定义
• 是两种或两种以上不互溶液体，形成的外观透明或半透明、各向同性的 热力学稳定分散体系
• 类型
• O/W 、W/O型
• 微乳液与乳状液的区别
• 微乳液的应用
微乳液与乳状液的区别
微乳液
分散 0.01~0.1um
外观
透明或半透 明
热力学稳定 稳定
乳状液 >0.1um 不透明 不稳定
2 乳状液的形成
• 乳状液在热力学上是一种不稳定体系，因为为了得到乳状液，要 把一种液体高度分散于另一种液体中，大大地增加了体系界面， 也即要对体系作功，增加体系总能量，这部分能量以界面形式保 存于体系之中。被分散的液珠自发地有一种聚结的倾向，以减少 界面，使界面能降低。
4.2 2.4 1.4 1.2 1.2
γa /mN•m-1
35.0 36.2 39.4 41.6 42.5
a—25℃时0.1%水溶液的表面张力
表面活性剂的化学稳定性
• 1酸碱的作用 • 2无机盐的作用 • 3氧化剂的作用
1 酸碱稳定性
• 阴离子表面活性剂，耐碱不耐强酸，在强酸条件下，羧酸盐易析 出游离酸，硫酸酯盐则容易水解，磺酸盐则在酸、碱液中均比较 稳定。
15
C11H21COONa
19
C12H25N(CH3)3Br
~3
C12H25N+(CH3)2CH2CO O-
-
9.2(35℃) 7.8(40℃) 26(25℃) 15(30℃)
40.8(35℃) 38(40℃) 37.1(25℃) 39(30℃)
1.8(23℃) 38~40
C11H21COO—蔗糖
<0
用途
棉织物丝光、 碱缩处理，退 煮漂三合一工 艺
丝织物精炼
后整理加工
次氯酸漂白 一些树脂整理
羊毛碳化，涤 棉织物酸减量
乳化理论与技术
• 1 概述 • 2 乳状液的形成 • 3 乳化剂的选择 • 4 乳状液的制备 • 5 影响乳液稳定性的主要因素 • 6 转相、乳析、破乳、败坏
乳状液基本概念
• 乳状液/乳剂定义 • 一般是指一种或一种以上的液体以极细小的液滴（＞0.1μm ） 形式分散在另一种与之互不混溶的液体连续相中所构成的一 种不均匀分散体系
• 凡具有酯基结构者，则在强酸、强碱中容易发 生水解。
2无机盐的作用
离子表面活性剂自溶液中盐析出来；多价金属离子对 阴离子表面活性剂影响较大，易与有机离子作用形成不 溶或溶解度较小的盐例如羧酸皂遇Ca2+、Mg2+等将产生 沉淀。若不发生沉淀，往往能提高表面活性剂的表面活 性。
非离子及两性表面活性剂的作用甚小，有时这两种表面 活性剂甚至可溶于浓盐中。
3、氧化剂的作用
一般以离子型中的磺盐类和非离子中的聚氧乙 烯醚类为最稳定。这是由于这些化合物分子中 C—S键及醚键比较稳定，不易被氧化剂所破坏。
润湿作用和渗透作用
γLG γSL
γSG
润湿和渗透作用的基本理论
SG SL LG cos
润湿过程实际上可以分为三类：沾湿、浸湿和铺展。
表面活性剂亲水基对性能的影响
• 1亲水基类型的影响 • 2主亲水基数量的影响 • 3亲水基位置的影响
1亲水基类型的影响
亲水基的种类对表面活性剂性能有一定的影响
表面活性剂
KP/ CP/ cmc×103
γcmc
℃
℃ /mol·dm-3 /mN•m-1
C12H25SO3Na
37
C12H25OSO3Na
• 对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度接近浊点时出 现最佳的润湿性能。例如0.1%壬基酚聚氧乙烯醚（n=15） 在25℃使得润湿时间为50s，在70℃使得润湿时间为17s。
3添加剂的影响 • 水溶液中存在电解质会大大影响离子型表面活
性剂的润湿时间。 • 在阴离子和非离子表面活性剂溶液中加入长链