塑料制品加工中的主要助剂及其应用

1、塑料制品加工中的主要助剂及其应用塑料助剂或塑胶助剂又叫塑料添加剂，是聚合物（合成树脂）停止成型加工时为改善其加工性能或为改善树脂自身性能所缺乏而必需添加的一些化合物。例如，为了降低聚氯乙烯树脂的成型温度，使制品柔软而添加的增塑剂；又如为了制备质量轻、抗振、隔热、隔音的泡沫塑料而要添加发泡剂；有些塑料的热合成温度与成型加工温度十分接近，不参加热稳定剂就无法成型。因此，塑料助剂或塑胶助剂在塑料成型加工中占有特别重要的位置。1.增塑剂和热稳定剂增塑剂是现代塑料工业最大的助剂种类，对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的开展起着决议性作用。凡能和树脂均混合，混合时不发作化学变化，但能降低物料的玻璃化温度和塑

2、料成型加工时的熔体黏度，且自身坚持不变，或虽起化学变化但能长期保存在塑料制品中并能改动树脂的某些物理性质，具有这些性能的液体有机化合物或低熔点的固体，均称为增塑剂。增塑剂是一类增加聚合物树脂的塑性，赋予制品柔软性的助剂，也是迄今为止产耗量最大的塑料助剂或塑胶助剂类别。增塑剂主要用于PVC软制品，同时在纤维素等极性塑料中亦有普遍的应用。增塑剂所触及的化合物类别大致包括邻苯二甲酸酯、脂肪二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、环氧酯、烷基磺酸苯酯、磷酸酯和氯化石蜡等，尤以邻苯二甲酸酯类最为重要。聚酯增塑剂由二元酸和二元醇经过缩合反响制得，品种主要有己二酸类聚酯和苯酐聚酯等。聚酯增塑剂与普通常用的增塑剂最大的不

3、同在于具有较大的分子量。聚酯增塑剂的分子量能够与PVC相当，因而与PVC具有更好的相容性。更由于其挥发性低，耐油及耐脂肪族或芳香族碳氢化合物的抽出，在油漆与橡胶中耐迁移，且耐老化性能优良，与低分子量增塑剂相比，聚酯增塑剂具有耐抽出、耐高温和迁移性小等性能超群的特性，使它享有“永世性增塑剂”之称，是开展较快的一类增塑剂。假如不加阐明，热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所运用的稳定剂。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响。热稳定剂普通经过吸收氯化氢，取代生动氯和双键加成等方式到达热稳定化的目的。工业上普遍应用的热稳定剂种类大致包括盐基性铅盐

4、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、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种类，在热稳定剂市场具有无足轻重的位置。聚甲醛（POM）作为一种综合性能优秀的工程塑料，被普遍应用。但由于其特殊的分子构造，POM热稳定性较差。在其熔融加工过程中，易在热、氧作用下发作断链、按自在基型合成方式停止热降解，进而发作连续脱甲醛反响。通常参加抗氧剂来捕捉体系产生的自在基，中缀整个体系自动氧化循环过程，起到抗氧稳定作用。2.加工改性剂和抗冲击改性剂传统意义上的加工改性剂简直特指硬质PVC加工过程中所运用的旨在改善塑化性能、进步树脂熔

5、体黏弹性和促进树脂熔融活动的改性助剂，此类助剂以丙烯酸酯类共聚物（ACR）为主，在硬质PVC制品加工中具有突出的作用。现代意义上的加工改性剂概念曾经延展到聚烯烃（如线性低密度聚乙烯LLDPE）、工程热塑性树脂等范畴，估计将来几年茂金属树脂付诸运用后还会呈现更新更广的加工改性剂种类。抗冲击改性剂广义地讲，凡能进步硬质聚合物制品抗冲击性能的助剂统称为抗冲击改性剂。传统意义上的抗冲击改性剂根本树立在弹性增韧理论的根底上，所触及的化合物也简直无一例外地属于各种具有弹性增韧作用的共聚物和其他的聚合物。以硬质PVC制品为例，目前应用市场普遍运用的种类主要包括CPE、ACR、MBS、EVA和ABS等。聚丙烯

6、增韧改性中运用的EPDM橡胶亦属橡胶增韧的范围。抗冲击改性剂的主要作用是改善高分子资料的低温脆化，赋予其更高的韧性。工程塑料树脂如PC、PA、聚酯等耗费冲击改良剂约10%，由于工程塑料需求正强劲增长，推进冲击改良剂的用量增长。聚烯烃类树脂约耗费10%的抗冲击改良剂。将来冲击性改良剂的开展趋向是性能更好、价钱更廉、作用更快，使主资料性能进步或保证性能前提下使构件更薄。3.阻燃剂和抗氧剂塑料制品多数具有易燃性，这对其制品的应用平安带来了诸多隐患。精确地讲，阻燃剂称作难燃剂更为恰当，由于“难燃”包含着阻燃和抑烟两层含义，较阻燃剂的概念更为普遍。但是，长期以来，人们曾经习气运用阻燃剂这一概念，所以目前

7、文献中所指的阻燃剂实践上是阻燃作用和抑烟功用助剂的总称。阻燃剂依其运用方式能够分为添加型阻燃剂和反响型阻燃剂。添加型阻燃剂通常以添加的方式配合到根底树脂中，它们与树脂之间仅仅是简单的物理混合；反响型阻燃剂普通为分子内包含阻燃元素和反响性基团的单体，如卤代酸酐、卤代双酚和含磷多元醇等，由于具有反响性，能够化学键合到树脂的分子链上，成为塑料树脂的一局部，多数反响型阻燃剂构造还是合成添加型阻燃剂的单体。依照化学组成的不同，阻燃剂还可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌和赤磷等，有机阻燃剂多为卤代烃、有机溴化物、有机氯化物、磷酸酯、卤代磷酸酯、氮系阻燃剂和氮磷收

8、缩型阻燃剂等。抑烟剂的作用在于降低阻燃资料的发烟量和有毒有害气体的释放量，多为钼类化合物、锡类化合物和铁类化合物等。虽然氧化锑和硼酸锌亦有抑烟性，但常常作为阻燃协效剂运用，因而归为阻燃剂体系。阻燃聚氯乙烯在PVC中添加大量增塑剂，使之成为软PVC时，对它的阻燃处置就很有必要。除了阻燃剂外，抑烟也是PVC迫切需求处理的问题。芳基磷酸酯、芳基-烷基磷酸酯，防止在增加阻燃性能的同时恶化了塑料的其他性能，特别要留意资料的低温顺顺性。传统的抑烟剂有三氧化二钼、氢氧化镁、八钼酸铵等。添加钼系抑烟剂普通量在2%3%之间，可降低30%80%的生烟量，如与ATH、氢氧化镁或碳酸钙复合运用会有更好的效果。以抑止聚

9、合物树脂热氧化降解为主要功用的助剂，属于抗氧剂的范畴。抗氧剂是塑料稳定化助剂最主要的类型，简直一切的聚合物树脂都触及到抗氧剂的应用。依照作用机理，传统的抗氧剂体系普通包括主抗氧剂、辅助抗氧剂和重金属离子钝化剂等。主抗氧剂以捕获聚合物过氧自在基为主要功用，又有“过氧自在基捕获剂”和“链终止型抗氧剂”之称，触及芳胺类化合物和受阻酚类化合物两大系列产品。辅助抗氧剂具有合成聚合物过氧化合物的作用，也称“过氧化物合成剂”，包括硫代二羧酸酯类和亚磷酸酯化合物，通常和主抗氧剂配合运用。随着聚合物抗氧理论研讨的深化，抗氧剂的分类也发作了一定的变化，最突出的特征是引入了“碳自在基捕获剂”的概念。这种自在基捕获剂

10、有别于传统意义上的主抗氧剂，它们可以捕获聚合物烷基自在基，相当于在传统抗氧体系中增设了一道防线。在抗氧剂方面，开发高温环境下耐热氧老化的抗氧剂将直接对现有市场产生较大的冲击。在加工和应用过程中，为避免粉尘对人体的伤害，无尘化颗粒技术也被诸多企业应用于抗氧剂及其他粉状固体的助剂种类上。4.填充加强体系助剂填充和加强是进步塑料制品物理机械性能和降低配合本钱的重要途径。塑料工业中所触及的加强资料普通包括玻璃纤维、碳纤维、金属晶须等纤维状资料。填充剂普通都是粉末状的物质，而且对聚合物都呈惰性。配制塑料时参加填充剂的目的是改善塑料的成型加工性能，进步制品的某些性能，赋予塑料新的性能和降低本钱。填充剂是一

11、种增量资料，具有较低的配合本钱，包括碳酸钙、滑石粉、陶土、云母粉、二氧化硅、硫酸钙、粉煤灰、红泥以及木粉和纤维素等自然矿物、合成无机物和工业副产物。例如重质型由白垩、贝壳、石灰石等自然物质经机械粉碎而制得的，粒径在210m。近年应用湿法、球磨、气流粉碎等，已使重质碳酸钙（滑石粉等也同样）粒子加工得更细（<10m），与轻质者相近，运用后对塑料的加工性能及物理力学性能均不会有较大降落。轻质型由无机合成后沉降而得，粒径在0.1m以下用于聚氯乙稀、聚烯烃等。进步制品耐热性、硬度、降低收缩率、降低本钱。遇酸易合成，故不宜用于耐酸制品中，细粒者在制品中分散较好，但比容积较大，应停止恰当的外表处置，使

12、之在制品中分散良好。金属粉或纤维来源常用有铝、古铜锌（铜锌合金）、铜、铝等粉末。由熔融金属喷雾或由金属碎片机械粉碎而得，近年来也用到铜、钢、不锈钢纤维等。作用于各种热塑性工程塑料、环氧树脂等，进步塑料导电、传热、耐热等性能。铅粉可使塑料具有遮盖X或射线的作用。采用金属纤维时，除上述作用外，对制品物理力学性能有所改善。在运用金属粉或纤维时，应停止恰当处置，以除去外表氧化层，使之具有良好的导电、导热等性能。事实上，加强剂和填充剂之间很难辨别分明，由于简直一切的填充剂都有加强作用。由于填充剂和加强剂在塑料中的用量很大，有的曾经自成一个行业体系，习气上已不在加工助剂的范畴讨论。应当阐明的是，近年来普遍

13、研讨的纳米填充加强资料对塑料的改性作用曾经远远超出填充和加强的意义，它们的应用将给塑料工业带来一场新的反动。偶联剂是无机和自然填充与加强资料的外表改性剂，由于塑料工业中的加强和填充资料多为无机资料，配合量又大，与有机树脂直接配合时常常招致塑料配合物加工和应用性能的降落。偶联剂作为外表改性剂可以经过化学作用或物理作用使无机资料的外表有机化，进而增加配合量并改善配合物的加工和应用性能。偶联剂大致包括长碳链脂肪酸、硅烷类化合物、有机铬化合物、钛酸酯类化合物、铝酸酯类化合物、锆酸酯类化合物以及酸酐接枝的聚烯烃等。5.抗静电剂和光稳定剂抗静电剂简称ASA。塑料是现代社会普遍运用的高分子合成资料，它有很高

14、的外表电阻率（25，RH60，电阻率1017?）。易积存静电而发作风险。塑料制品因容易积聚大量静电荷，故在工业消费方面有一定的危害性。一旦塑料制品摩擦带电后，静电不易经过导电除去而滞留在塑料外表。由于静电的存在，不只影响塑料制品的美观（吸尘等），更主要的是影响塑料制品的制造和运用。而抗静电剂多系外表活性剂，可使塑料外表亲合水分，离子型外表活性剂还有导电作用，因此能够使静电及时走漏。塑料抗静电剂用于塑料制品外表，降低高聚物外表电阻率和电荷密度，从而到达解除静电危害的目。依照运用方式的不同，抗静电剂能够分为内加型和涂敷型两品种型。内加型抗静电剂是以添加或共混的方式配合到塑料配方中，成型后从制品的内

15、部迁移到外表或构成导电网络，进而到达降低外表电阻泄放电荷的目的。涂敷型抗静电剂是以涂布或浸润的方式附着在塑料制品的外表，吸收环境中的水分，构成可以泄放电荷的电解质层。从化学物质的组成来看，传统的抗静电剂简直无一例外地属于外表活性剂类化合物，包括烷基磺酸盐类阴离子外表活性剂，烷醇胺、烷醇酰胺和多元醇脂肪酸酯等非离子外表活性剂等。但是，近年来呈现的“高分子量永世型抗静电剂”突破了这种常规，它们普通系亲水性的嵌段共聚物，以共混合金的方式与根底树脂配合，经过构成导电通道传导电荷。与外表活性剂类抗静电剂相比，这种高分子量永世型抗静电剂不会因迁移、挥发而损失，因此抗静电性耐久稳定，并极少受环境湿度的影响。

16、目前抗静电剂的品种已很多，但随着运用请求的变化，新的种类仍在不时地研讨和消费。国内在外表活性剂类抗静电剂方面研讨很多，研制开发获得一定停顿。但较之国外特别是美、日等国度还有一定差距。近年，国外关于高分子抗静电剂，特别是无须控制复杂加工条件、涂覆运用的高分子抗静电剂的开展很快。随着研讨的深化、本钱的降低、应用范围的扩展，高分子资料的普遍应用，抗静电剂的需求也越来越大，高分子型永世抗静电剂将有宽广的前景。今后，抗静电剂将向着低本钱、耐久、耐热、适用性广和种类系列化的方向开展。光稳定剂是指可以抑止和延缓塑料制品在阳光映照下的工作环境中老化蜕变过程的物质。光稳定剂也称紫外线稳定剂，是一类用来抑止聚合物

17、树脂的光氧降解，进步塑料制品耐候性的稳定化助剂。依据稳定机理的不同，光稳定剂能够分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、激起态猝灭剂和自在基捕获剂。光屏蔽剂多为炭黑、氧化锌和一些无机颜料或填料，其作用是经过屏蔽紫外线来完成的。紫外线吸收剂对紫外线具有较强的吸收作用，并经过分子内能量转移将有害的光能转变为无害的热能方式释放，从而防止聚合物树脂吸收紫外线能量而诱发光氧化反响。光稳定剂的品种很多：有可以反射和吸收紫外线的炭黑、氧化锌和二氧化钛；还有可以激烈地有选择地吸收紫外线，停止热量转换的二苯甲酮类和三嗪类等。常用的光稳定剂有水杨酸酯类，如水杨酸苯酯等；苯甲酸酯类，如3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯（

18、UV-2908）等；氰基丙烯酸酯类；二苯甲酮类，如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（UV-9）等。6.脱模剂和分散剂脱模剂是一种用在两个彼此易于粘着的物体外表的一个界面涂层（即涂敷于模具或加工机械的外表，亦可添加于根底树脂中），它可使物体外表易于脱离、润滑及干净，并改善其外表光亮性。前者称为涂敷型脱模剂，是脱模剂的主体，后者为内脱模剂，具有操作烦琐等特性。脱模剂用于玻璃纤维加强塑料、金属压铸、聚氨酯泡沫和弹性体、注塑热塑性塑料、真空发泡片材和挤压型材等各种模压操作中。在模压中，有时其他塑料填加剂如增塑剂等会渗出到界面上，这时就需求一个外表脱除剂来除掉它。理论上，脱模剂应当具有较大的抗拉强度，以使它

19、在与模压树脂经常接触时不容易磨光。特别是在树脂中有磨砂矿物填料或玻璃纤维加强料时特别如此。脱模剂应有耐化学性，以便在与不同树脂的化学成分（特别是苯乙烯和胺类）接触时不被溶解。脱模剂还应具有耐热及应力性能，不易合成或磨损；脱模剂应粘合到模具上而不转移到被加工的制件上，以便无妨碍喷漆或其他二次加工操作。脱模剂所要完成的主要功用，是在模具外表构成一平均的离型膜，使得模塑成形物可以离型。第二个功用是要思索到模塑成形物外表的质量及款式、模具上的积垢及清洗可行性及涂妆可行性。其他要思索的要素包括：产品的贮存寿命、产品的稳定性、运用者（及制造者）安康或平安的顾忌，及腐蚀问题。脱模剂有很多品种，普通依据所加工

20、产品的品种选择不同类型的脱模剂。普通脱模剂为蜡、硅氧烷、金属硬脂酸盐、聚乙烯醇、含氟低聚物及聚烯烃等，也有它们与植物衍生物、脂肪酸。聚二甲基硅氧烷及其他复杂聚合混合物的专利共混物。注塑成型普通运用喷雾剂型硅氧烷脱模剂，由于硅氧烷或硅氧烷聚合物合成物的光滑性是其他任何类型的脱模剂不能相比的。硅油类物质是工业上应用最为普遍的脱模剂类型。塑料制品实践上是根底树脂与各种颜料、填料和助剂的混合体，颜料、填料和助剂在树脂中的分散水平对塑料制品性能的优劣至关重要。分散剂是一种促进各种辅助资料在树脂中平均分散的助剂，多用于母料、着色制品和高填充制品。包括烃类（石蜡油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡等）、脂肪酸皂类、脂

21、肪酸酯类和脂肪酰胺类等。复合光亮光滑分散助剂有良好的分散性，主要用于PEPPABSPA等聚合物的挤出、注塑、压延等，进步熔体的加工活动性，进步熔体强度，改善熔体决裂；进步无机填料在体系中分散，改善无机填料与树脂相容性和分离力，恢复因添加无机物而降低的冲击强度。进步制品光亮度、光亮度和外表柔滑度。7.交联剂交联剂是能在线型分子间起架桥作用从而使多个线型分子互相键合交联成网络构造的物质。交联剂能够使聚合物改性，显着地进步聚合物的耐热性、耐油性、耐磨性、力学强度等性能，扩展制品的应用范围。由于聚合物的构造和化学性质不同，运用的交联剂也多不相同，很难统一归类。塑料工业中交联剂主要用于环氧树脂、不饱和聚

22、酯、酚醛树脂、聚乙烯、纤维素树脂、聚氯乙烯及氯乙烯共聚物等热固性和热塑性塑料。选择交联剂除了满足一些详细请求外，还应具备如下根本条件：交联效率高，交联合构稳定；加工平安性大，运用便当，参加聚合物后的有效运用期适中，既不可过早，也不能过迟；不影响制品的加工性能和运用性能；无毒、不污染、不刺激皮肤和眼睛；价钱廉价。交联剂主要用于塑料、橡胶、粘接等工业中。交联剂的选择运用应视聚合物的种类，加工工艺和制品的性能、用处而定。塑料的交联与橡胶的硫化实质上没有太大的差异，但在交联助剂的运用上却不完整相同。树脂的交联方式主要有辐射交联和化学交联两种方式，有机过氧化物是工业上应用最普遍的交联剂类型。有时为了进步

23、交联度和交联速度，常常需求并用一些助交联剂和交联促进剂。助交联剂是用来抑止有机过氧化物交联剂在交联过程中对聚合物树脂主链可能产生的自在基断裂反响，进步交联效果，改善交联制品的性能，其作用在于稳定聚合物自在基。交联促进剂则以加快交联速度，缩短交联时间为主要功用。不饱和聚酯和环氧树脂等热固性塑料的固化剂亦属交联剂的范畴，常见的类型如有机胺和有机酸酐类化合物。多种热塑塑料（聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、EVA、聚苯乙烯等）的交联和改性。热交联普通添加量为1%3%，另加过氧化二异丙苯（DCP）为0.2%1%；辐照交联添加量为0.5%2%，可不再加DCP。交联后可显着进步制品的耐热性、阻燃性、耐溶剂性、

24、机械强度及电性能等。它比单独采用过氧化物体系交联要显着地进步产质量量，且无异味。典型用于聚乙烯、聚乙烯/氯化聚乙烯、聚乙烯/EVA交联电缆和聚乙烯高、低发泡制品。丙烯酸、苯乙烯型离子交流树脂的交联。它比二乙烯苯交联剂用量少、质量高、可制备抗污、强度大、大孔径、耐热、耐酸碱、抗氧化等性能极佳的离子交流树酯。这是国内外新近开发的，前景极好的新型离子交流树酯。聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯等的改性。可显着地进步耐热性、光学性能和工艺加工性能等。典型用于普通有机玻璃的耐热改性。环氧树酯、DAP（聚苯二甲酸二烯丙酯）树酯的改性。可进步耐热性、粘合性、机械强度和尺寸稳定性。典型用于环氧灌封料和包封料的改性。不

25、饱和聚酯和热塑聚酯的交联和改性。可显着进步耐热性、抗化学腐蚀性、尺寸稳定性、耐候性和机械性能等。典型用于进步热压性不饱和聚酯玻璃钢制品耐热性，改性后的制品运用温度可达180以上。8.发泡剂和防霉剂用于聚合物配合体系，旨在经过释放气体取得具有微孔构造聚合物制品，到达降低制品表观密度之目的的助剂称之为发泡剂。发泡剂可简单粗分为物理发泡剂与化学发泡剂两类。对物理发泡剂的请求是：无毒、无臭、无腐蚀作用、不熄灭、热稳定性好、气态下不发作化学反响、气态时在塑料熔体中的扩散速度低于在空气中的扩散速度。常用的物理发泡剂有空气、氮气、二氧化碳、碳氢化合物、氟利昂等；化学发泡剂是一种受热能释放出气体诸如氮气、二氧化碳等的物质，对化学发泡剂的请求是：其合成释放出的气体应为无毒、无腐蚀性、不熄灭、对制品的成型及物理、化学性能无影响，释放气体的速度应能控制，发泡剂在塑料中应具有良好的分散性。应用比拟普遍的有无机发泡剂如碳酸氢钠和碳酸铵，有机发泡剂如偶氮甲酰胺和偶氮二异丁腈。物理发泡剂普通依托本身物理状态的变化释放气体，多为挥发性的液体物质，氟氯烃（如氟里昂）、低烷烃（如戊烷）和紧缩气体是物理发泡剂的代表。化学发泡剂则是基于化学合成释放出来的气体停止发泡的