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1、 第3章 合成资料助剂 .3.1.1合成资料助剂的概念合成资料助剂简称为助剂,指合成资料和产品制品在消费和加工过程中,为改善消费工艺条件、提高产质量量或赋予产品某种特殊性能所添加的各种辅助化学品。大部分的助剂是在加工过程中添加于资料或产品中,因此,助剂也常被称为添加剂或配合剂。 第3章 合成资料助剂 3.1 概述 .三大合成资料是指塑料、合成橡胶和合成纤维。它们是用人工方法,由低分子化合物合成的高分子化合物,又叫高聚物,相对分子量可在10000以上。天然高聚物有淀粉、纤维素、天然橡胶和蛋白质等。高聚物正在越来越多地取代金属,成为现代社会运用的重要资料。 .第1号:PET聚乙烯对苯二甲酸脂,这种

2、资料制造的容器,就是常见的装汽水的塑料瓶,也俗称“宝特瓶。第2号:HDPE高密度聚乙烯,清洁剂、洗发精、沐浴乳、食用油、农药等等的容器多以HDPE制造。容器多半不透明,手感似腊。第3号:PVC聚氯乙烯,多用以制造水管、雨衣、书包、建材、塑料膜、塑料盒等等器物。第4号:LDPE低密度聚乙烯,随处可见的塑料袋多以LDPE制造。第5号:PP聚丙烯,多用以制造水桶、渣滓桶、箩筐、篮子和微波炉用食物容器等等。第6号:PS聚苯乙烯,由于吸水性低,多用以制造建材、玩具、文具、滚轮,还有速食店盛饮料的杯盒或一次性餐具。第7号:其他。 PET01 PP 05 .3.1.2 合成资料助剂的分类: (1)化学构造:

3、无机化合物和有机化合物;单一化合物和混合物;单体和聚合物;(2)助剂的运用对象:塑料助剂;橡胶助剂;合成纤维助剂。.3按照其功能分类:a抗老剂 如抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂等b改善机械性能的助剂如硫化剂、硫化促进剂、抗冲击剂、偶联剂等c改善加工性能的助剂光滑剂、脱模剂、软化剂、塑解剂等d柔软化和轻质化的助剂 发泡剂等e改良外表性能和外观的助剂抗静电剂、防雾滴剂、着色剂等f阻燃添加剂,阻燃剂、烟雾抑制剂等.3.1.3 合成资料助剂的运用 助剂和聚合物的关系是互为依存的关系。聚合物只需在具备适当的助剂和加工技术的条件下,才有广泛的用途。如聚丙烯,是一种极易老化的合成树脂,纯聚丙烯薄片在15

4、0下只需0.5h就脆化。假设在树脂中参与适量的抗氧剂和稳定剂后,在同一温度下就可经受2000h的老化考验,这样就可使聚丙烯成为非常有用的通用塑料。.3.1.4 助剂在运用中需留意的问题 1助剂与聚合物的配伍性 首先要思索的问题是助剂与聚合物的配伍性。配伍性,实践上是指聚合物与助剂之间的相容性以及在稳定性方面的相互影响。普通的说,助剂必需长期、稳定、均匀地存在于制品中才干发扬其应有的效能,所以通常要求所选择的助剂与聚合物有良好的配伍性。.假设相容性不好,助剂就容易析出。固体助剂的析出,俗称“喷霜;液体助剂的析出,那么称作“渗出或“出汗。助剂析出后不仅失去作用。而且影响制品的外观和手感。.助剂和聚

5、合物的相容性主要取决于它们的构造类似性。对于一些无机填充剂等不溶于聚合物的助剂,由于它们与聚合物无相容性,那么要求它们的粒度小、分散性好,在聚合物中是非均相分散而不会析出。 .助剂与聚合物配伍性的另一个重要问题是在稳定性方面的相互影响。如有些聚合物的分解产物带有酸碱性,会使一些助剂分解;也有一些助剂会加速聚合物的降解。 .2助剂的耐久性 这是选择助剂时必需思索的问题。助剂的损失主要有三条途径:挥发、抽出、迁移。 .3助剂的加工顺应性 某些聚合物的加工条件比较苛刻,如加工温度高、时间长等,因此必需思索助剂能否顺应。加工条件对助剂的要求,最主要是耐热性,即要求助剂在加热条件下不分解、不易挥发和升华

6、。另外留意助剂对模具和加工设备的腐蚀作用的影响。不同的加工方法和条件往往选择不同的助剂。 .4助剂必需顺应产品的最终用途 助剂的选择遭到制品最终用途的制约,这是选用助剂的重要根据。不同用途制品对所欲采用助剂的外观、气味、污染性、耐久性、电气性能、热性能、耐候性、毒性等都有一定的要求。助剂的毒性问题曾经引起广泛的留意,特别是添加了助剂的食品和药物包装资料、水管、医疗器械、玩具等塑料和橡胶制品的卫生性问题更为人们所关切。.5助剂配合中的协同作用和相抗作用 一种聚合物经常同时运用多种助剂,这些助剂同处在一个聚合物体系里,彼此之间有所影响。假设配合得当,不同助剂之间经常会相互增效,即起所谓的“协同作用

7、。聚合物配方研讨的主要目的之一就是发现助剂之间的协同作用。 配方选择不当,有能够产生助剂之间的“相抗作用。 .3.1.5 助剂的开展趋势 1大吨位的种类趋于大型化和集中消费2种类构成发生艰苦变化-低毒和高效能的种类所占比重逐渐增大。3阻燃剂和填充剂迅速开展4几个活泼的研讨领域为稳定剂、阻燃剂、偶联剂等.3.2 增塑剂 3.2.1 概述定义:凡添加到聚合物体系中,能使聚合物体系添加塑性的物质。可以改善在成型加工时树脂的流动性,并使制品具有柔韧性的有机物质。它通常是一些高沸点、难以挥发的粘稠液体或低熔点的固体,普通不与塑料发生化学反响。.增塑剂在一切塑料助剂中用量最大。我国总产能约为100万吨,4

8、00多种,工业消费的有200多种。增塑剂以综合性能佳、价钱优的邻苯二甲酸酯为主,世界四大消费和消费国家和地域 美国、西欧、日本、中国的消费量占7090。.增塑剂的主要作用:减弱聚合物分子间的次价键,即范德华力,从而添加了聚合物分子链的挪动性,降低聚合物分子链的结晶性,因此添加了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、软化温度和玻璃化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。 .1按化学构造分: 邻苯二甲酸酯(如:DBPDOPDIDP) 脂肪族二元酸酯(如:己二酸二辛酯DOA,癸二酸二辛iDOS) 磷酸酯(如:磷酸三甲苯酯TCP,磷酸甲苯二苯酯CDP) 环氧化合物(如:环氧化大豆油,环氧油酸丁酯) 聚合

9、型增塑剂(如:己二酸丙二醇聚酯) 增塑剂的分类:.苯多酸酯(如:1,24一偏苯三酸三异辛酯) 含氯增塑剂(如:氯化石蜡、五氯硬酯酸甲酯 ) 烷基磺酸酯 多元醇酯 其它增塑剂.2按相容性的差别分: 主增塑剂和辅助增塑剂: 主增塑剂是指能与树脂充分相容的增塑剂,或称溶剂型增塑剂。它的分子不仅能进入树脂分子链的无定型区,也能进入分子链的结晶区。因此它不会渗出、喷霜等。可以单独运用。 .辅助增塑剂即非溶剂型增塑剂,普通不能进入树脂分子链的结晶区,只能与主增塑剂配合运用,所以也称增量剂。.增塑剂总量中的7580%运用于聚氯乙烯塑料,主要是碳原子数6-11的脂肪醇与邻苯二甲酸类合成的酯类,其中最为主要的是

10、邻苯二甲酸二辛酯DOP,是规范增塑剂。此外,还有环氧类、磷酸酯类和癸二酸酯类增塑剂及氯化石腊类增量剂等。.3按作用方式分:内增塑剂和外增塑剂 通常,内增塑剂是在聚合过程中参与的第二单体,以进展共聚对聚合物进展改性。如氯乙烯-醋酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。优点:相容性优良。缺陷:通用性差,运用温度范围窄。 .外增塑剂,通常是高沸点难挥发的液体或低熔点固体,将其添加到需求增塑的聚合物中,可以添加聚合物的塑性。外增塑剂不与聚合物发生化学反响,和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶张作用,与聚合物构成一种固体溶液。优点:性能全面、消费和运用方便。缺陷:相容性差。 .4按分子的化学构造分:单体

11、型和聚合物型 绝大多数增塑剂为单体型,有固定的分子量,如邻苯二甲酸酯类、脂肪酸二元酸酯类等,也有分子量不固定的单体增塑剂,如环氧大豆油;由二元酸与二元醇缩聚而得的聚酯M为1000-6000是聚合型增塑剂。 .5按增塑剂的运用特性分: 通用型和特殊型 一些增塑剂性能比较全面,但没有特殊的性能,称之为通用型增塑剂,如邻苯二甲酸酯类;一些增塑剂除了增塑作用外,尚有其它功能,如脂肪酸二元酸酯类等,具有良好的低温顺曲性能,称为耐寒增塑剂,而磷酸酯类有阻燃性能,称为阻燃增塑剂。 .3.2.2 增塑机理 1聚合物的分子间力范德华力 是物质在聚集态下,分子与分子间存在着的一种较弱的引力。范德华力的作用范围只需

12、几十个纳米nm。范德华力包括色散力、诱导力和取向力。 .氢键 含有OH基或NH基团的分子,如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素等,在分子间、有时在分子内部都能构成氢键。氢键是一个比较强的相互作用键,它们妨碍增塑剂分子插入聚合物分子间,假设氢键沿聚合物分子链分布越密相应的对抗增塑剂插入的作用也越强。.2塑化作用 增塑剂的分子插入聚合物分子链之间时,聚合物分子链间的作用减弱,间隔也增大。从而妨碍了聚合物分子链的接近,其微小热运动变得容易,于是就成了懦弱的塑料了。.普通增塑剂分子内部都必需含有能与极性聚合物如PVC,硝酸纤维素、聚醋酸乙烯酯、 ABS等相互作用的极性部分如酯型构造和不与聚合物作用的非极性部分。

13、常用的增塑剂分为邻苯二酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯等等.3.2.3 对增塑剂的根本要求 1增塑剂与聚合物有良好的相容性2塑化效率高3耐老化,稳定性好4耐久性好,挥发性、迁移性小;耐水、油和有机溶剂等抽出5耐寒性好,低温顺软性良好6具有阻燃性.7电绝缘性良好8无色、无味、无毒、无污染9耐霉菌性好10耐化学品11增塑糊粘度稳定性好12价钱低廉 .3.2.4 增塑剂的构造与增塑剂性能的关系 增塑剂的特性都是由它们本身的化学构造所决议的。1增塑剂与聚合物化学构造上的类似性假设增塑剂与聚合物具有类似的化学构造,就能得到较好塑化效果。 .2极性部分的构造 酯型构造 绝大部分增塑剂都含有1-3个酯基,普通随

14、着酯基数目的增多,相容性和透明性都会更好。极性部分还有环氧基、酮基、醚键、酰胺基、氰基和氯基等,环氧基有优良的耐热性、酮基相容性好、醚键对相容性也有改善但耐水性和耐热性差。 .3非极性部分的构造常用增塑剂,邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类等,随着直链烷基碳原子数的添加,耐寒性和耐挥发性提高,但相容性、塑化效率等相应降低。碳原子数在4-8之间变化时上述影响并不显著;但碳原子数添加到14以上时,这种影响就特别显著了。.碳原子数一样的支链烷基与直链烷基相比较,其塑化效率、耐寒性、耐老化和耐挥发性均较差。同时随着支链的添加,这种倾向更为明显。但是R1CR2R3R4-的分支构造却对热氧化分解有极良好的稳

15、定性,这是由于季碳原子上没有氢的缘故。.4非极性部分与极性部分的比例Ap/P0Ap/P0值增塑剂分子中非极性的脂肪碳原子数Ap与极性基P0的比值。例如,壬二酸二辛酯的Ap/P0值为11.5,DOP的Ap/P0值为8忽略了半极性的苯基,磷酸三辛酯的Ap/P0值为8。 .非极性部分与极性部分的比例对增塑剂的性能有很大的影响。低高Ap/P0值Ap/P0值低高相容性高低低温顺软性低高塑化效率高低挥发性高低热稳定性低高耐油性高低增塑糊黏度稳定性低高耐肥皂水性低高.5分子量大小增塑剂分子量的大小要适当,分子量较大的增塑剂耐久性好,但塑化效率低、加工性能差;分子量较低的增塑剂相容性、加工性、塑化效率等较好,

16、但耐久性差。普通增塑剂分子量在300-500,如DOP为390。 .对PVC而言,一个性能良好的增塑剂,其分子构造应该具备以下几点:相对分子量在300-500;具有2-3个极性强的极性基团;非极性部分与极性部分的比例适当;分子外形成直链形,少分支。.3.2.5 增塑剂的主要种类 一、苯二甲酸酯类苯二甲酸酯类是增塑剂中最重要的种类,种类多、产量大,约占增塑剂年销量的80%以上。苯二甲酸酯是一类高沸点的酯类化合物,它们普通都具有适度的极性,与PVC有良好的相容性。与其它增塑剂相比较,还具有适用性广、化学稳定性好、消费工艺简单、原料廉价易得、本钱低廉等优点。 .由邻苯二甲酸酐与各种醇类酯化可以制取多

17、种类的邻苯二甲酸酯类系列化合物,其构造通式为 :R1、R2为C1-C13烷基或环烷基或苯基或苄基等。 .邻苯二甲酸二辛酯DOP 在增塑剂总产量中邻苯二甲酸酯占总产量的8O 以上,而DOP、DBP(邻苯二甲酸二丁酯)是其主导产品。性能及用途 无色或淡黄色油状透明液体。溶于大多数有机溶剂和烃类,微溶于乙二醇、甘油和某些胺类,与大多数工业用树脂如聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、硝酸纤纬素、乙基纤维素、醋酸丁酯纤维素等树脂和橡胶有良好的相容性,与醋酸纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯脂部分相溶。 .本品是塑料加工中运用最广泛的增塑剂之一。增塑效率高,挥发性小,耐紫外光,耐

18、水抽出,迁移性小,而且耐寒性、柔软性和电性能等也良好,是一类比较理想的增塑剂。本品广泛用于聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、纤维素树脂的加工、制造薄膜、人造革、电线和电缆包皮、片材、板材、模塑品、增塑糊等。用于硝酸纤维素漆,可提高漆膜的弹性和抗张强度。本品也可作为合成橡胶如丁腈橡胶的软花剂,可以改善制品的回弹性,降低紧缩永久变形,而且对胶料的硫化无影响。 .平安本卷须知 本品毒性低,大白鼠和家兔经口 LD50 30g/kg体重。美国食品药物管理局准许本品用于食品包装用玻璃纸、涂料、粘合剂、橡胶制品。 .增塑剂DOP的消费 DOP制造该技术包括酯化、脱醇、中和水洗、汽提、过滤、醇回收、原料及废品等工序。

19、1酯化反响原理 酯化反响为比较典型的可逆反响。如何提高酯的收率?.提高消费效率留意以下几点:普通为醇过量,使平衡反响向右挪动;将反响生成的产物水或酯及时从反响系统中除去。消费中,常以过量醇作溶剂与水起共沸作用,且这种共沸剂在消费过程中循环运用;酯化反响普通分两步进展,第一步消费单酯,反响速度很快,单酯转化为双酯的过程反响速度较慢,工业上普通采用催化剂和提高反响温度提高反响速度。 .催化剂分为酸性催化剂和非酸性催化剂。酸性催化剂酯化过程中,H+ 对酯化反响有较好的催化作用。硫酸、对甲苯磺酸等是工业上广泛运用的催化剂,磷酸、过氯酸、萘磺酸、甲基磺酸等。酸性催化剂的优点:催化活性高、反响时间短、价廉

20、易得。缺陷:产物易着色、产生废液。 .非酸性催化剂铝的化合物,如氧化铝、铝酸钠,含水Al2O3+NaOH等;族元素的化合物,特别是原子序数22的族元素的化合物,如氧化钛、钛酸四丁酯等;碱土金属氧化物,氧化锌、氧化镁等;族元素的化合物,如氧化锑、羧酸铋等。 .2间歇法DOP的消费工艺过程 苯酐与2-乙基己醇分量比=1:2;硫酸:0.25-0.3%总物料;150;压力80kPa(600mmHg);时间:2-3h。优点:设备简单,改动种类容易。缺陷:原料耗费高、能耗高、劳动消费率低、产质量量不稳定。 .3延续法DOP的消费工艺过程 优点:流程简单、产质量量优良、不产生废水、节能降耗明显。 .4DOP

21、的消费的开展方向 延续化消费。可以说非酸性催化剂工艺代表DOP的开展方向。1998年我国90%DOP是采用非酸性催化剂工艺消费的。大型化,10万t/y,我国的DOP曾经主要集中于约10家公司消费,为提高DOP的质量是非常有益的。 .二、脂肪族二元酸酯 脂肪族二元酸酯的化学构造通式为 式中n普通为2-11,即由丙二酸至十三烷二酸。R1、R2普通为C4-C11烷基或环烷基,R1与R2可以一样也可以不同。常用长链二元酸与短链一元醇或用短链二元酸与长短链一元醇进展酯化反响,使总碳数在18-26之间。 .脂肪族二元酸酯增塑剂约为增塑剂产量的5%。主要种类:癸二酸二(2-乙基)己酯,通称癸二酸二辛酯癸二酸

22、二丁酯DBS己二酸二(2-乙基)己酯DOA。 .三、磷酸酯 磷酸酯的化学构造通式如下: 式中R1、R2、R3为烷基、卤代烷基或芳基。 .主要种类:磷酸三甲苯酯TCP产量最大、磷酸甲苯二苯酯CDP产量次之、磷酸三苯酯TPP产量第三。磷酸酯类增塑剂具有良好的相容性,突出优点具有防腐性和抗菌性。主要缺陷:价钱较贵、耐寒性较差,大多具有毒性。磷酸二苯一辛酯DPOP或ODP是允许用于食品包装的独一磷酸酯类增塑剂。.四、环氧化合物环氧甘油酯及脂肪酸单酯具有热稳定性,抗萃取、迁移及低温;相容性低。五、含氯增塑剂氯化石蜡,含氯脂肪酸酯良好的电绝缘性和阻燃性;相容性和热稳定性不太好六、高分子量增塑剂聚酯抗萃取性

23、和耐久性较好。七、其它类别的增塑剂 .3.2.6 我国亟待开发新型增塑剂 2006年8月国家质检总局发出公告:今后将制止含有己二酸二2-乙基己酯DEHA等不符合强迫性国家规范规定的物质或氯乙烯单体含量超标的食品保鲜膜进口、出口。.柠檬酸三丁酯TBC 该技术无毒,增塑效率高,具防霉性,目前国外已广泛运用,但国内尚未实现工业化。主要技术参数:色泽铂-钻30,酸值mgKOH/g0.08,含量98,闪点开口杯式180,加热减重0.3。主要用于聚氯乙烯及其共聚物,纤物素树脂中作增塑剂,被增塑的新产品用于医疗器具如输液管和食品包装资料等方面。 .柠檬酸酯类产品作为一种新型“绿色环保塑料增塑剂,无毒无味,可

24、替代邻苯二甲酸酯类传统增塑剂,广泛用于食品及医药仪器包装、化装品、日用品、玩具、军用品等领域,同时也是重要的化工中间体。.3.3 抗氧剂3.3.1 概述抗氧剂是一类能抑制或减缓高分子资料自动氧化反响速度的物质。 树脂、塑料、橡胶及复合资料在成型加工、储存和运用过程中不可防止地要与氧气及光接触,再加上温度的变化,导致它们在外观、构造和性能上发生变化,也即老化。.引起上述变化的外界要素以氧、光、热三个要素最为重要。这三种要素呵斥高分子资料的自动氧化反响和热分解反响,使高分子聚合物降解,产生一系列变化。 .3.3.2 抗氧剂的根本作用原理根据作用机理分为链终止型和预防型抗氧剂。1. 自在基吸收剂:如

25、酚类抗氧化剂,维生素 E.2. 氧去除剂:如抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠等。 3金属离子螯合剂:枸橼酸、EDTA(乙二胺四乙酸)和磷酸衍生物。 .3.3.3 抗氧剂选用原那么1. 溶解性-与聚合物的相溶性较高, 而其它介质中较低。2. 挥发性-不易挥发。3. 稳定性-对光、热、氧、水等外界要素稳定,耐寒。4. 变色和污染性-对制品无污染。5. 物理性质-选用时需思索物理性能.3.3.4 抗氧剂的主要种类1胺类-是一类运用最早、效果最好的抗氧剂。胺类抗氧剂为芳香族仲胺的衍生物,主要有二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺和醛胺等。这类抗氧剂虽然抗氧效能好,但易变脂污染,因此它们多用于

26、对制品颜色要求不高的资料中。.2酚类-是一类不变色无污染的抗氧剂,主要用于对制品色度要求较高或淡色制品。这类抗氧剂大多数都含有受阻酚的构造,包括烷基化单酚、烷基化多酚及硫代双酚等类型,此外还有多元酚及氨基酚衍生物。.3亚磷酸酯类-是一类过氧化物分解剂,它们具有分解氢过氧化物产生构造稳定物质的作用,通常称之为辅助抗氧剂。4其它抗氧剂除上述三类抗氧剂外,还有硫代酯类及有机金属盐类。这两类亦称为辅助抗氧剂,其种类及耗费量均比较少。.3.4 阻燃剂3.4.1 阻燃剂是合成资料加工的重要助剂之一。又称难燃剂,耐火剂或防火剂。赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂。参与阻燃剂可使合成资料具有难燃性、自熄性和消烟

27、性。我国阻燃剂以氯化石蜡为主,并有出口,但溴系阻燃剂缺乏,需进口。.无机阻燃剂包括金属氢氧化物、金属氧化物、硼酸盐、钼化合物等,兼具阻燃、抑烟和减少燃时释放有毒气体的功能。国外无机阻燃剂占阻燃剂消费量的50%。.3.4.2 阻燃剂的作用机理阻燃剂是经过假设干机理发扬其阻燃作用的,如吸热作用、覆盖作用、抑制链反响、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是经过假设干机理共同作用到达阻燃目的。 .1. 吸热作用任何熄灭在较短的时间所放出的热量是有限的,假设能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量,那么火焰温度就会降低,辐射到熄灭外表和作用于将曾经气化的可燃分子裂解成自在基的热量就会减少,熄灭反响就会得到一

28、定程度的抑制。.在高温条件下,阻燃剂发生了剧烈的吸热反响,吸收熄灭放出的部分热量,降低可燃物外表的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止熄灭的蔓延。.Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是经过提高聚合物的热容,使其在到达热分解温度前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发扬其结合水蒸汽时大量吸热的特性,提高其本身的阻燃才干。.2. 覆盖作用在可燃资料中参与阻燃剂后,阻燃剂在高温下能构成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而到达阻燃目的。.如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生构造更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的构成一方面能阻止聚合物进一步热

29、解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与熄灭过程。.3. 抑制链反响根据熄灭的链反响实际,维持熄灭所需的是自在基。阻燃剂可作用于气相熄灭区,捕捉熄灭反响中的自在基,从而阻止火焰的传播,使熄灭区的火焰密度下降,最终使熄灭反响速度下降直至终止。. 如含卤阻燃剂,它的蒸发温度和聚合物分解温度一样或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相熄灭区,卤素便可以捕捉熄灭反响中的自在基,从而阻止火焰的传播,使熄灭区的火焰密度下降,最终使熄灭反响速度下降直至终止。 .4. 不燃气体窒息作用阻燃剂受热时分解出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到熄

30、灭下限以下。同时也对熄灭区内的氧浓度具有稀释的作用,阻止熄灭的继续进展,到达阻燃的作用。 .3.4.3 阻燃剂的选用原那么1、主、辅阻燃剂优势互补作用2、协同作用3、加协作用4、对抗作用.3.4.4 阻燃剂主要种类 阻燃剂目前主要有有机和无机,卤素和非卤。有机是以溴系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂,无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝,硅系等阻燃体系。.有机阻燃具有很好的亲和力在塑料中,溴系阻燃剂在有机阻燃体系中占据绝对优势,虽然在环保问题上“非议多端但不断难以有其他阻燃剂体系取代。.在非卤素阻燃剂中红磷是一种较好的阻燃剂,具有添加量少、阻燃效率高、低烟、低毒、用途广泛等优点。红磷

31、与氢氧化铝、膨胀性石墨等无机阻燃剂复配运用,制成复合型磷/镁、磷/铝、磷/石墨等非卤阻燃剂,可运用阻燃剂量大幅降低,从而改善塑料制品的加工性能和物理机械性能。.但普通红磷在空气中易氧化、吸湿,容易引起粉尘爆炸,运输困难,与高分子资料相溶性差等缺陷,运用范围遭到了限制。为弥补这方面缺乏,我们采用了国外先进的微胶囊包覆工艺,使之成为微胶囊化红磷。微胶囊化红磷除抑制了红磷固有的弊端外,并具有高效、低烟,在加工中不产生有毒气体,其分散性、物理、机械性能、热稳定性及阻燃性能均有提高和改善。.1. 按所含阻燃元素分类按所含阻燃元素可将阻燃剂分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂

32、等几类。.卤系阻燃剂在热解过程中,分解出捕获传送熄灭自在基的X?及HX,HX能稀释可燃物裂解时产生的可燃气体,隔断可燃气体与空气的接触。磷系阻燃剂在熄灭过程中产生了磷酸酐或磷酸,促使可燃物脱水炭化,阻止或减少可燃气体产生。.磷酸酐在热解时还构成了类似玻璃状的熔融物覆盖在可燃物外表,促使其氧化生成二氧化碳,起到阻燃作用。在氮系阻燃剂中,氮的化合物和可燃物作用,促进交链成炭,降低可燃物的分解温度,产生的不燃气体,起到稀释可燃气体的作用。磷卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂主要是经过磷卤、磷氮协同效应作用到达阻燃目的,具有磷卤、磷氮的双重效应,阻燃效果比较好。.2. 按组分的不同分类按组分的不同可分无机盐类阻

33、燃剂、有机阻燃剂和有机、无机混合阻燃剂三种。无机阻燃剂是目前运用最多的一类阻燃剂,它的主要组分是无机物,运用产品主要有氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化铵、硼酸等。.有机阻燃剂的主要组分为有机物,主要的产品有卤系、磷酸酯、卤代磷酸酯等。还有一部分有机阻燃剂用于纺织织物的耐久性阻燃整理,如六溴水散体、十溴三氧化二锑阻燃体系,具有较好的耐洗涤的阻燃性能。.有机、无机混合阻燃剂是无机盐类阻燃剂的改良产品,主要用非水溶性的有机磷酸酯的水乳液,部分替代无机盐类阻燃剂。在三大类阻燃剂中,无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点,广泛运用于各类领域,需求总量占阻燃剂需求总量一半以上,需求增长率有

34、增长趋势。.3. 按运用方法分类按运用方法的不同可把阻燃剂分为添加型和反响型。添加型阻燃剂主要是经过在可燃物中添加阻燃剂发扬阻燃剂的作用。.反响型阻燃剂那么是经过化学反响在高分子资料中引入阻燃基团,从而提高资料的抗燃性,起到阻止资料被引燃和抑制火焰的传播的目的。在阻燃剂类型中,添加型阻燃剂占主导位置,运用的范围比较广,约占阻燃剂的85,反响型阻燃剂仅占15。.我国阻燃剂需求我国目前阻燃剂的年消费才干达56kt/a左右。随着工程塑料、化学建材等用量的添加,国内对阻燃剂的需求增长较快,2000年需阻燃剂110120kt,其中氯类需3033kt,溴类2022kt,磷类4548kt,无机类1517kt;2021年需阻燃剂200kt。 .阻燃剂开展我国应该进一步进展无机阻燃剂的超细化和外表处置任务,以提高制品的阻燃性、加工性

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