助剂化学及工艺学

1、第一章 绪论1.1 助剂的概念及应用 概括地讲助剂是指生产过程和使用过程中的辅助原料，又称配合剂、添加剂、改性剂或改质剂；广义地讲，助剂是泛指某些材料和产品在生产和加工过程中为改进生产工艺和产品的性能而加入的辅助物质；狭义地讲助剂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，对材料结构无明显影响的少量化学物质。 助剂的应用非常广泛，已遍及国民经济的各个领域。如塑料中的热稳定剂（有利于加工,因有些塑料（pvc）的加工温度和分解温度很接近，难加工）、增塑剂（使塑料软化成软质塑料）、抗氧剂、光稳定剂（防老化，延长使用寿命）等；橡胶中的补强剂（如炭黑，是橡胶强度增加）、涂料中的催干剂

2、（又名干燥剂，能加速涂膜干燥，缩短干燥成膜时间的物质）、分散剂（防止涂料中的原料絮凝反粗）、增塑剂（增助剂化学及工艺学 加涂膜弹性和附着力）等；粘合剂中的固化剂（使线性结构的交联成体型结构，使粘合剂固化）等。助剂可使许多精细化工产品获得有效的应用，助剂已成为工农业生产、尖端科学技术和人民生活中不可缺少的重要组成部分，因此人们又称助剂为“工业味精”。 1.2 助剂的特点 助剂在量和质上的基本特点是小批量、多品种、特定功能，复配使用。 1、小批量、多品种 与其他行业相比，助剂的生产规模属小批量，但助剂的品种繁多，成千上万。 2、添加量不一 添加量根据制品要求而定，悬殊很大。有的助剂如抗氧剂、偶联剂

3、等添加量为千分之几到百分之几，食品添加剂则以ppm（10-6）而有的助剂如相容剂添加10%以上才有效，而补强填充剂则可高达200%。助剂化学及工艺学 3、类型不一 助剂类型很多，有液体状，也有粉状；有小分子结构的，也有大分子高聚物的；有无机的，也有有机的。因此选用助剂时，一定要有针对性，否则 事倍功半。 助剂种类繁多，按不同的分类方法有不同的类型。 1、按应用对象分类 （1）、高分子材料助剂 塑料用助剂：如增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、 发泡剂等。橡胶用助剂：如硫化剂、防老剂、填充剂等。纤维用助剂：如抗静电剂、阻燃剂等。 助剂化学及工艺学 (2)、纺织染整助剂织物纤维的前处理剂：如净洗剂、渗透剂

4、、漂白剂、乳化剂等。印染和燃料加工用助剂：如消泡剂、自染剂等。织物后整理助剂：如阻燃剂、抗静电剂等。 (3)、石油工业用助剂原油开采和处理添加剂：如钻浆添加剂、原油处理添加剂等。石油产品添加剂：如油品的抗氧剂、分散剂等。 (4)、食品工业用添加剂 如调味剂、着色剂、抗氧剂、保鲜剂等。 按应用对象分类还包括涂料助剂、医药助剂、农药助剂等。助剂化学及工艺学 2、按使用范围分类 （1）、合成用助剂 指在合成反应中加入的助剂，如催化剂、引发剂、乳化剂、调节剂、阻聚剂等，虽然加入量不多，但他们所起的作用却非常关键。 （2）、加工助剂 指材料在加工过程中所加的添加剂，如增塑剂、发泡剂、固化剂等。 3、按作

5、用功能分类 按作用功能分类分为九大类，见表1-1。每一大类中包括若干种类型助剂，这是概括所有应用对象的一种综合性分类方法，举例如下： （1）、增塑剂 能增加高聚物的弹性，使之易于加工的物质。它大部分用于聚氯乙烯，是产量和消耗量最大的一类有机助剂。主要品种为邻苯二甲酸酯类，其次是脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、环氧化合物、含氯化合物、聚酯类、多元醇酯类、烷基碳酸苯酯类等。 助剂化学及工艺学 表1-1 助剂按作用功能的分类 作用功能 助 剂 类 型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进表面性能和外观的助剂抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂、防腐剂、防锈剂硫化剂、硫化促进剂、防

6、焦剂、偶联剂、交联剂、补强剂、填充剂、抗冲击剂润滑添加剂、脱模剂、塑解剂、软化剂、消泡剂、匀染剂、粘合剂、交联剂、增稠剂、促染剂、防染剂、乳化剂、分散剂、助溶剂增塑剂、发泡剂、柔软剂润滑剂、抗静电剂、防雾滴剂、着色剂、固色剂、增白剂、光亮剂、防粘连剂、滑爽剂、净洗剂、渗透剂、漂白助剂、乳化剂、分散剂助剂化学及工艺学难燃性助剂阻燃剂、不燃剂填充剂提高强度、硬度助剂改变味觉助剂改进流动和流变性能助剂填充剂、增强剂、补强剂、交联剂、偶联剂调味剂、酸味剂、鲜味剂、品种改良剂、降凝剂、粘度指数改进剂、流平剂、增稠剂、流变剂助剂化学及工艺学 （2）、交联剂 使线型高分子转变成体型（三维网状结构）高分子的作

7、用谓之“交联”，能引起交联的物质叫交联剂。（如线型酚醛树脂交联成体型酚醛树脂的六次甲基四胺、甲醛为交联剂）。环氧树脂的固化剂为交联剂的一种，常用的固化剂是胺类、有机酸酐类等；橡胶的交联剂叫硫化剂，使用最多和最广泛的硫化剂硫磺。 （3）、偶联剂 是在无机材料或填料与有机合成材料之间起偶联作用的一种物质，（常用于粘合剂中的一种助剂）利用含有反应基团的偶联剂与被粘物固体表面形成化学键来实现。偶联剂有若干种类型，以硅烷及其衍生物为主，从偶联剂的化学结构分析，其通式RS：X3 中均含有两类反应基团，其中R为有机官能团，常与粘合剂分子发生化学结合；X为易水解成硅醇的官能团，它可与被粘物表面的氧化物或羟基反

8、应生成化学键，这样就有效地改善了界面层的粘接强度和对水解的稳定性。 助剂化学及工艺学 其它还有抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、消泡剂、抗静电剂等，这里不再一一举例。 1.4 助剂的选择（如何选用助剂） 助剂的品种繁多，性能差别很大，只有用之得当，才能效果突出；若是随心所欲，必然事与愿违，这就存在着精心选择和正确使用的问题。选择助剂时应考虑以下几个问题： 1、助剂与制品的配伍性 助剂的配伍性是指助剂与制品中的聚合物相容性、分散性和它们相互之间的稳定性，否则就会析出（喷霜或渗出），或无机填料沉淀，致使助剂功能难显，各种助剂必须与制品的聚合物相匹配，才能充分发挥 应有效能。当然也有一些助

9、剂利用有限相容性而发挥作用。如润滑剂、表面活性剂类抗静电剂等。 助剂化学及工艺学 2、助剂的耐久性 助剂的耐久性是指助剂长期存在于制品中耐损失，助剂损失主要通过三条途径：挥发、抽出、迁移。 3、助剂对加工条件的适应性 加工条件对助剂的要求，最主要是耐热性，即要求助剂在加工温度下不分解、不易挥发和升华。对加工设备和模具不产生腐蚀作用。 4、助剂对制品用途的适应性 不同用途的制品对所欲采用的助剂的外观、气味、污染性、耐久性、电性能、热性能、耐候性、毒性等都有一定要求。如浅色制品不能用易污染助剂，毒性助剂不用于食品、药物包装材料、水管、医疗器械、玩具、塑料和橡胶制品上及 纺织制品上。 助剂化学及工艺

10、学 5、助剂混合使用中的协同效应与对抗作用 两种或多种助剂混合使用的效果高于相同配量的单一助剂，这种现象称之为“协同效应”或“增效作用”；等于相同配量的单一助剂之和成为加和效应；而效果小于它们各自单独使用的效果或加和，称为对抗效应。因此选择助剂配合时一定要考虑选择具有协同作用的不同助剂，而避免发生对抗作用。 6、重视助剂的环保性 选择助剂应以环保观念为指导，性能再好的助剂，若是环保不过关，只能弃之。一定要选用无毒害、无过敏、无刺激、无污染等的助剂。 1.5 助剂工业的国内外状况及发展动态 1.5.1 国内外概况 助剂工业是比较新的化工行业，发展历史只有80多年（20年代初期橡胶中使用促进剂开始

11、），早期的助剂主要服务于橡胶行业。国外助剂的生产不断扩大，60年代是助剂的大发展时期，目前美国、西欧、日 助剂化学及工艺学 本助剂工业已颇具规模。（P78举了塑料助剂、橡胶助剂、纺织染整助剂、食品添加剂在国外的发展状况）。 我国的助剂生产起步于50年代，始于70年代初期，但发展速度较快。70年代以后，我国的主机生产已具有一定的规模。助剂的品种、质量和技术水平有了较大的发展和提高。助剂新品种的研制也取得了不少成果。（P8介绍了我国塑料助剂、橡胶助剂、纺织染整助剂、食品添加剂等的发展概况、他们的发展速度都很快，现在都已具有相当的规模）。1.5.2助剂的发展趋势 1、大吨位品种趋于大型化和集中生产

12、如邻苯二甲酸酯类的增塑剂，一些橡胶助剂、食品乳化剂的生产等，都趋于大型化和集中生产。 2、新功能助剂研究继续活跃 目前功能性助剂成为世界助剂开发的一大趋势。如成核剂（提高 助剂化学及工艺学 一些聚合物的透明、光泽度及机械物理性能）、光降解剂、 生物降解剂、防雾滴剂、红外吸收剂等。 3、助剂分子结构目臻完善 完善助剂分子的官能团结构可提高助剂应用性能。 4、助剂开发顺应全球环保、卫生及安全性潮流 随着环保意识提高和可持续发展需要，助剂将趋向于低毒性、耐抽出、无污染方面发展。 5、助剂多功能化趋势 多功能化就是一剂多能，即一种助剂兼具几种功能，为选用和工艺都带来方便。如新型抗氧阻燃剂环状磷酸酯，除

13、具有良好的阻燃性，还具有抗氧性、环保型；十二烷基二苯醚二磺酸钠（大连大成化工有限公司产品）属多功能表面活性剂，具有乳化、分散、增容、耐高温、耐酸 助剂化学及工艺学 碱、耐氧化等功能。 6、复配型助剂和集装化技术进展迅速 复配型助剂相对分子质量较低，容易挥发、迁移、渗出，降低了助剂的效能，而高分子质量化可减少挥发性、迁移性，提高热稳定性、耐水解能力与聚合物的相容性，而使助剂的效能得以充分发挥。如高分子量的受阻胺光稳定剂比低分子量的受阻胺光稳定剂不仅提高了热稳定性、相容性、耐迁移性、耐渗出性，而且降低了毒性，扩大了应用范围，延长了制品的使用寿命。 7、反应型助剂稳步发展 反应型助剂是指分子内含有反

14、应性基团，在制品加工中可以与基体反应并形成键合官能团的助剂。这种助剂的优点是添加量小、不迁移、持久性好；缺点是价格高、技术性强、推广和应用受限制。助剂化学及工艺学 8、成本效能平衡性 成本和效能是一个矛盾的两个方面，寻求二者的统一是助剂开发应用中很重要的问题，在注重开发高效品种的同时，还要注意改造传统产品的工艺过程，挖掘潜力，降低成本，增强市场竞争力，努力实现成本与效能的平衡。 1.6 安排与打算 由于助剂类别繁多，应用范围十分广泛，本课程属于专业课，由于学时所限，不可能面面俱到地介绍所有助剂，我们准备介绍增塑剂。助剂化学及工艺学第二章 增塑剂2.1概述2.1.1增塑剂的定义和性能要求 凡能与

15、高分子聚合物均匀混合，降低体系粘度和玻璃化温度,提高伸长率，而使它们的可塑性、柔韧性或膨胀性增加的有机物质都称为增塑剂。 增塑剂通常是高沸点、难挥发的液体或低熔点固体。在所有有机助剂中，增塑剂的产量和消耗量都占第一位，较好的增塑剂应具有如下性能要求。 1、基本性能要求 增塑剂分子应与高聚物的相容性好，（只有相容性好，才能形成均 助剂化学及工艺学 以稳定的体系，在贮存过程中不分层、不离析、不絮凝；在使用后不迁移、不渗出、不挥发）。另外还要考虑透明性、塑化效率、刚性、强度、伸长率、低温柔软性、低温脆性、橡胶状弹性、耐曲挠性、电绝缘性、耐电压性、介电性、抗静电性和粘合性等。 2、耐久性 耐久性要好，

16、不受热和光的影响，耐水、耐油，使制品的物理化学性能长期变化甚微。 3、耐温性 耐温性好，在较高和较低的温度下性能稳定。 4、耐菌性 耐菌性好，不发生霉变。助剂化学及工艺学 5、电绝缘性良好。 6、增塑效率高，加入少量便有较好的增速效果。 7、安全性 挥发性小，不易燃烧，最好能阻燃。 8、无味、无毒，不损害健康，不污染环境，符合环保要求。 9、经济性 价格较廉，来源容易。对一个性能非常好的增塑剂来说，如果市场价格太高，也是不能被采用的。 实际上，要求一种增塑剂具备以上全部条件是不可能的。因此在大多数情况下，是把两种或两种以上增塑剂混合使用；或者是根据制品的需求、增塑剂商品的性能和市场情况，选择合

17、适的增塑剂单独使用。助剂化学及工艺学 2.1.2 增塑剂的分类 增塑剂种类繁多，性能不同，用途各异，因此分类方法也有很多种。常用的分类方法有以下几种。 1、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 主增塑剂与被增塑物的相容性好，重量相容比几乎可达1：1， 可单独使用，如邻苯二甲酸酯类，磷酸酯类，烷基磺酸苯酯类等。 （2）、辅助增塑剂 它与被增塑物的相容性良好，重量相容比几乎可达1：3，一般 不单独使用，需与适当的主增塑剂配合使用。如脂肪族酸酯类，多元醇酯类，脂肪酸单酯类环氧酯类等。 助剂化学及工艺学 （3）、增量剂 它与被增塑物相容性较差，重量相容比低

18、于1：20，但与主增塑 剂或辅助增塑剂有一定相容性，且能与它们配合，用以降低成本或改善某些性能。如含氯化合物。 2、按增塑剂的分子量大小分类 分为单体型和聚合型两大类。 （1）、单体型增塑剂 一般有明确的结构和低分子量的简单化合物，分子量在200500之间。 （2）、聚合性增塑剂 多为平均分子量在1000以上的线型聚合物。 助剂化学及工艺学 3、按应用性能分类 分为通用型与特殊型增塑剂。 （1）、通用型增塑剂 仅有增速性能的增塑剂称为通用型增塑剂，通常为综合性能好，应用范围广，价格较便宜的增塑剂，如邻苯二甲酸酯类。 （2）、特殊型增塑剂 除了有增塑作用外，还有特殊功能，如耐热、耐寒、阻燃、耐候

19、、防霉（耐菌）、无毒性能的增塑剂为特殊型增塑剂。 4、按化学结构分类 这是最常用、最实用的分类方法，一般可分为以下几类。 （1）、苯二甲酸之类，包括邻苯、对苯、间苯二甲酸酯类。助剂化学及工艺学 （2）、脂肪族二元酸酯类，包括已二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯。 （3）、磷酸酯类，包括磷酸脂肪醇酯、磷酸酚酯和含氯磷酸酯。 （4）、多元醇酯类，如甘油三醋酸酯、一缩二乙二醇苯甲酸酯等。 （5）、苯多羧酸脂类，如偏苯三酸三辛酯、均苯四酸四酯。 （6）、柠檬酸酯类，如柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三 丁酯、乙酰柠檬酸三（2-乙基）酯等。 （7）、聚酯类，如己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯。 （8）、

20、环氧酯类，如环氧大豆油、环氧油酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、环助剂化学及工艺学 氧四氢邻苯二甲酸二辛脂等。 （9）、含氯类，如氯化石蜡、五氯硬脂酸甲酯。 （10）、石油酯类，如石油磺酸苯酯。 5、按添加方式分类 可分为外增塑剂和内增塑剂两大类。 （1）、外增塑剂 也称添加型增塑剂，只是简单的加入，物理混合，基本没有化学变化。外增塑剂的性能比较全面，而且生产和使用方便，应用最广。现在人们一般说的和以后要讨论的增塑剂大多指外增塑剂。助剂化学及工艺学 （2）、内增塑剂 是在聚合过程加入可聚合的单体，共聚或接枝后，进入大分子链结构之中，降低玻璃化温度，起到内增塑作用，因此，又称反应性增塑剂。其特点是增塑效果

21、好，稳定耐久，不存在迁移和渗出问题。常用的内增塑剂有（甲基）丙烯酸及其酯类、不饱和聚酯树脂等。 2.1.3 增塑剂的工业概况及国内外生产现状（自学） 增速技术渊源流长，可以追溯到原始人类的发明，如粘土加水制成陶器，水是增塑剂。后来，明胶加水制软糖或甜点心，水也是增塑剂等。现代增塑剂工业的最直接渊源是表面涂料的开发，如硝基漆中的棉籽油或蓖麻油起到增塑剂的作用，（P14例子）。在工业上开始使用增塑剂是从赛璐璐塑料开始的，赛璐璐通常被认为是现代塑料和增塑剂工业的起点，也由此产生了现代关于增塑剂和增塑作用的概念。从1933年聚氯乙烯工业化以来，增塑剂工业得到急速地发展，P14举了增塑剂在美国、西欧、日

22、本及我国的发展情况，P15通过增塑剂在聚氯乙烯中的发展实例，得出结论：增塑剂工业与聚氯乙烯工业是相互依存的，它们的发展是同步的。助剂化学及工艺学 2.2 增塑机理 关于增塑剂的作用机理已经争论了近半个世纪。曾经有人用润滑理论、凝胶理论、自由体积理论等来给予解释，但这些理论都有局限性，不能解释增塑剂的复杂原理。 润滑理论认为增塑剂的加入能促进聚合物链段和大分子的运动，像润滑剂一样减小分子间摩擦力，增加大分子链的活动能力，使粘度变小，流动性增加，变形增大，易于成型加工。 凝胶理论以为未增塑无定型聚合物抵抗变形的能力是因内部的“凝胶”所致，这种“凝胶”是由大分子链间的物理交联点形成的，增塑剂的作用是

23、使“凝胶”溶剂化，拆散部分物理交联点（缠结点），减小分子间力，使大分子间相对滑移更容易。自由体积理论认为由于增塑剂进入聚合物分子链间，使间距增大，体系自由体积增加，导致玻璃化温度降低。 实际上增速作用产生的本质是降低聚合物的分子间力，（范德华力，包括色散力：存在于一切分子中，不论极性分子或非极性分子间都可形成这种结合力，由于微小的瞬间偶极的相互作用而产生的，这种力的结合能最小，但有普遍性；诱导力：存在于极性分子与非极性分子之间的一种力，是极性分子的固有偶极对非极性分子产生诱导而引起的作用力；取向力：存在于极性分子间的一种力，是极性分子的固有偶极相互作用而产生的；氢键：可以视为极性分子相互作用的

24、特殊情况，它是由两个带有带负电性很大而原子半径较小的原子（如F、O、N原子等）助剂化学及工艺学 共享一个质子氢所形成的。当材料中高聚物一种分子中有带负电的原子，另一种高聚物带负电原子上连有氢原子 ，它们之间就可以形成氢键，氢键是介于化学键与范德华力之间的一种分子间的作用力，氢键的键能要比范德华力结合能大，因此氢键的存在会妨碍增塑剂分子的插入，特别是氢键数目较多的聚合物分子很难增塑；结晶：结晶使分子链间的自由空间变小、距离变短、作用力变大，此时增塑剂分子要进入聚合物分子间就更为困难，而一般情况下因高分子的长链结构，运动不如小分子自由，妨碍分子链的规整排列，导致晶格缺陷，产生非晶区，所以工业生产的

25、聚合物不可能是完全结晶的，往往是结晶区穿插在无定型区内。）而达到增塑的目的。有三种作用形式：一是隔离作用，非极性增塑剂加入到非极性聚合物中增塑时，非极性增塑剂的主要作用，是通过聚合物增塑剂间的“溶剂化”作用来增大分子间的距离，削弱它们之间本来就很小的作用力；二是相互作用（弱化作用），极性增塑剂加入到极性聚合物中增塑时，增塑剂分子的极性基团与聚合物分子的极性基团“相互作用”，破坏了原聚合物分子间的极性连接，减少了连接点，削弱了分子间的作用力，增大了增塑；三是遮蔽作用（屏蔽作用），非极性增塑剂加到极性聚合物中增塑时，非极性的增塑剂分子遮蔽了聚合物助剂化学及工艺学 的极性基团，使相邻聚合物分子的极性

26、基不发生或很少发生“作用”，从 而削弱聚合物分子间的作用力，达到增塑的目的。这三种增塑作用不可能截然划分，事实上在一种增塑过程中，可能同时存在着几种作用。 2.3 增塑剂的化学及工艺 按增塑剂的化学结构分类介绍 2.3.1 邻苯二甲酸酯 邻苯二甲酸酯通式为 ,R1、 R2是C1C13的烷基、环烷基、苯基、苄基等。 这类增塑剂是目前最广泛应用的一类主增塑剂。它具有色浅、低毒、多品种、电性能好、挥发性小、耐低温等特点，具有比较全面的性能，其生产量约占增塑剂总产量的80%左右。 邻苯二甲酸酯的制备，一般是由邻苯二甲酸酐及一元醇直接酯化而成： 助剂化学及工艺学 采用不同的一元醇，可以制得各种不同的邻苯

27、二甲酸酯。 邻苯二甲酸酐酯化，一般是在酸性催化剂的作用下进行的，常用的 酸有硫酸、对甲苯磺酸、磷酸等。但酸性催化剂比较容易引起副反应，致使所得的增塑剂着色，所以近来有人研究用非酸性催化剂，如氧化铝、氢氧化铝等进行酯化，据说效果很好。 1、邻苯二甲酸酯制备工艺 现以邻苯二甲酸二（乙-乙基）己酯（通常也称其为邻苯二甲酸二辛酯，简称DOP）为例，讲述邻苯二甲酸酯的制备工艺。反应可分两步：助剂化学及工艺学 DOP为无色透明的油状液体，有特殊气味，它是使用最广泛的增塑剂，故称之为“王牌”增塑剂，它与大多数工业上使用的合成树脂橡胶均有良好的相容性，且有良好的综合性能和混合性能，增塑效率高，挥发性较低，低温

28、柔软性较好，电气性能高，耐热性及耐候性良好。DOP作为一种较为理想的主增塑剂，广泛用于PVC各种软质制品的加工，如薄膜、人造革、模塑品等。 DOP是所有的增塑剂中产量最大、增速性能最好的产品，体现在成本、实用性和加工性能等各方面最理想的结合。因此目前以它为通用增塑剂的标准，任何其他增塑剂都是以它为基准来加以比较的，只要比DOP更便宜或具有独特的理化性能，才能在经济上占优势。 DOP工业生产过程有间歇法和连续法两种。助剂化学及工艺学（1）、间歇法 间歇法生产DOP工艺流程如下： 活性炭苯酐异辛醇硫酸酯化醇水共沸物冷凝醇水混合物分离水异辛醇中和纯碱液水洗脱醇压滤成品稀醇脱水水异辛醇助剂化学及工艺学

29、 （2）、连续法 连续法生产DOP工艺流程如下：苯酐异辛醇单酯化酯化塔中连续酯化硫酸酸性水洗1/5体积，50水连续中和纯碱液水洗连续脱醇7080 水稀醇脱水异辛醇助剂化学及工艺学 压滤产品 其他邻苯二甲酸酯类的制备及工艺与DOP的制备方法类似。 2、邻苯二甲酸酯的主要原料来源 邻苯二甲酸酯的原料是邻苯二甲酸酐和醇 （1）、邻苯二甲酸酐的制备 邻苯二甲酸酐可由萘或二甲苯氧化得到 由于萘资源有限，价格较贵，于是发展了邻二甲苯氧化制邻苯二 甲 酸酐的工艺。 助剂化学及工艺学 （2）、醇的制备 邻苯二甲酯类所用的醇多为长碳链脂肪族一元醇，其制备方法主要有羰基合成法、烷基铝法和酯高压氢化法等。 利用羰基

30、合成法，可以使丙烯、异丁烯等石油化工产品转变为许多中级和高级一元醇。如以丙烯为原料，利用羰基合成法，可以制得正丁醛和异丁醛，进一步可以合成正丁醇和异丁醇。助剂化学及工艺学 与此类似，丙烯二聚则得2-甲基-1-戊烯，然后羰基合成、加氢就可以得到3-甲基己醇和2-乙二甲基戊醇，3-甲基己醇和2,2-二甲基戊醇的混合物可以直接用来作为合成增塑剂的原料，这就是一般所称“庚醇”。丙烯三聚，再经羰基合成、加氢，就得到癸醇（也叫异癸醇）。丙烯四聚，再经羰基合成、加氢，就得到“十三醇”。而异丁烯二聚，再经羰基合成、加氢，则得“壬醇”。 羰基合成法近年来有了新的发展，由于催化剂的改进，反应压力可以大大降低，这样

31、就可以更方便地为增塑剂工业准备大量的中、高级一元醇。 正丁醛经羟基缩合反应、脱水、加氢，就得到乙-乙基己醇，也就是工业中习惯上所称的“辛醇”。助剂化学及工艺学 酯高压氢化法是将脂肪酸酯在200300atm下和大约300下进行催化加氢分解而得到高级醇。 R1CH2OH为高级醇、R2OH为低碳醇，在生产中循环使用。 制备高级一元醇的又一种方法是 -烯烃与HBr加成，再在碱溶 液中水解，可以制得中级或高级一元醇。助剂化学及工艺学 -烯烃可由石油裂解而得。 高级、中级一元醇价格较贵，为了节省醇，合成邻苯二甲酸酯的又一种方法是采用一半-烯烃代替高级一元醇，邻苯二甲酸酐先与醇制成单酯，然后在过氯酸的存在下

32、与-烯烃进行反应，制得邻苯二甲酸酯。 节省一元醇的另一种方法是由一半卤代烷代替醇，如邻苯二甲酸丁苄酯，就是先由邻苯二甲酸酐与醇酯化成单酯，然后将单酯与氯化苄在助剂化学及工艺学 碳酸钠的存在下进行反应来合成。 邻苯二甲酸酯分子内混合酯的生产，一般都是由邻苯二甲酸酐与高级醇直接酯化成单酯，然后在硫酸催化下再与较低级的醇反应生成双酯。助剂化学及工艺学 2.3.2 脂肪族二元酸酯 脂肪族二元酸酯是一类典型的耐寒增塑剂，它的结构通式为： (n=211;R1、R2=C4C11烷基；R1、R2可以相同，也可以不同)。 作为增塑剂使用的是饱和脂肪族二元酸酯、壬二酸酯和癸二酸酯等，如己二酸二（2-乙基）己酯（D

33、OA）、癸二酸二（2-乙基）己酯（DOS）等。 DOS 加入高分子材料中，可以使材料或制品的脆化温度达到-30-70，其缺点是相容性较差，因此一般作为辅助增塑剂使用。 国外己二酸酯类价格比较便宜，所以发展较快，目前在二元酸酯类中己二酸酯类的消费占压倒优势，它的润滑性、耐低温、耐光性好、受热不易变色。 脂肪族二元酸酯的耐寒性和塑化效率优于DOP，通常分子中脂肪链碳数与酯基数之比值越大，耐寒性越好。但该类增塑剂与PVC的相容性不好，且耐油性、电绝缘性及耐霉菌性等性能也均比DOP差，只能作辅助增塑剂使用。助剂化学及工艺学 脂肪族二元酸酯用二元酸和醇在催化剂存在下，通过酯化反应合成。 脂肪族二元酸酯的

34、生产工艺与邻苯二甲酸酯基本相同，一般经过酯化、中和水洗及压滤（或蒸馏）等工序，采用间歇法或半连续法生产。催化剂可用酸催化剂和非酸性催化剂，酸性催化剂常用硫酸和对甲苯磺酸，非酸性催化剂种类很多，如铝化合物及锡化合物等，其中用得最多的是钛酸四烷基酯。使用非酸性催化剂可以提高产品的外观质量，热稳定性也更好，而且回收醇只需简单处理或不需处理，就可以循环使用，工艺也更简单。酯化反应可在常压或减压下进行。（1）、常压酯化工艺 利用常压酯化工艺，一般均采用带水剂（如苯、甲苯等），例如日本生产DOZ的工艺流程如图： 助剂化学及工艺学 （2）、减压酯化工艺 我国均采用减压酯化法生产DOA、DOZ及DOS，最后不

35、经蒸馏而用压滤脱色方法制得成品，其生产工艺流程如下： 壬二酸2-乙基己醇硫酸苯溶解酯化中和水洗蒸馏精制产品回收醇壬二酸2-乙基己醇硫酸活性炭减压酯化中和水洗脱醇压滤成品助剂化学及工艺学 2.3.3 磷酸酯 磷酸酯是由三氯氧磷或三氯化磷与醇或酚经酯化反应而得，其通 式为： （式中R1、R2、R3可以相同或不同，为烷基、卤代烷基或芳基。） 磷酸酯是发展较早的一类增塑剂，用作增塑剂的磷酸酯有磷酸三烷基酯、磷酸三芳基酯、磷酸烷基芳基酯、含氯磷酸酯四种类型。磷酸酯除具有增塑作用外，尚有阻燃作用，是一种具有多功能的主增塑剂。 磷酸酯和各种树脂基本上均有良好的相容性，而且单独使用时还有明显的阻燃作用，此外其

36、挥发性也较低，耐久性好，但耐寒性差，价格较贵，实际应用时只能和其他主增塑剂掺混使用。 磷酸酯的工业生产方法可采用三氯氧磷法和三氯化磷法。 1、三氯氧磷法 这是通常采用的方法，以铝、镁、钛或锡作为催化剂，反应通式如下： （R代表烷基或芳基） 助剂化学及工艺学 生产的工艺流程如下： 2、三氯化磷法 三氯化磷较三氯氧磷便宜，可以降低生产成本，反应式如下： 式中R代表芳烃基，如C5H5、CH3C6H4、（CH3）2C6H3。POCl3醇或酚酯化中和水洗蒸馏成品HClNa2CO3H2O助剂化学及工艺学 生产工艺流程如下： 2.3.4 环氧化物 环氧增塑剂是含环氧基的化合物，主要用于PVC，不仅有增塑作用

37、，而且可起到稳定剂作用，如和金属盐稳定剂同时应用，将产生协同效应，其稳定效果更为显著。常用的环氧增塑剂分为环氧化油、环氧脂肪酸单酯和环氧四氢邻苯二甲酸酯三类。其中，环氧化油，即环氧甘油三羧酸酯是使用得最多的一类环氧增塑剂，主要品种为环氧化大豆油。环氧脂肪酸单酯因脂肪酸的来源不同，其组分也有很大差异，一般以脂肪酸的名称来进行命名，如环氧糠油酸酯、环氧大豆油酸酯、环氧妥尔POCl3酯酯化（回收HCl）通Cl2通Cl2洗涤薄膜脱水减压蒸馏成品助剂化学及工艺学 油酸酯等。环氧四氢邻苯二甲酸酯既有苯二甲酸酯的性能，又有环氧型的功能，是一类较为理想的多功能增塑剂，这是一类不用天然油为原料的环氧增塑剂，由丁

38、二烯和顺丁烯二酸酐进行双烯加成反应得四氢邻苯二甲酸酐，再与醇进行酯化即得相应的酯，再用过氧甲酸进行环氧化反应得产品。目前用量较多的是二辛脂（EPS）和二异癸酯（EPE）。 环氧增塑剂和树脂的相容性低，但实际上一般主要利用其稳定剂功能，做辅助增塑剂。环氧增塑剂的耐候性、耐寒性较好，毒性较低，而耐挥发、耐溶剂抽出性、耐化学品性等较差，除环氧化油外的其它环氧增塑剂耐迁移性也较差。助剂化学及工艺学 三种环氧增塑剂的基础原料分别为天然油、脂肪酸单酯和四氢邻苯二甲酸酯，其它原料为双氧水、甲酸、乙酸、过氧乙酸、硫酸和离子交换树脂等。 环氧增塑剂的生产工艺流程如下： 2.3.5 多元醇酯 多元醇酯主要指由二元

39、醇、多缩二元醇、三元醇、四元醇与饱和脂肪酸或苯甲酸生成的酯类。根据其增塑性能，可大致分为四类：、具有优良低温性能的增塑剂，主要为二元醇脂肪酸酯；、具有优良耐热、耐老化及耐抽出性的增塑剂，主要为双季戊四醇酯；、具有良好的耐污染性的增塑剂，主要为二元醇（多缩二元醇）苯甲酸酯；、无毒增塑剂，主要为甘油三乙酸酯。原料环氧化反应回收催化剂 分离载体（甲酸）中和水洗脱水压滤成品助剂化学及工艺学 1、二元醇脂肪酸酯 合成二元醇和多缩二元醇脂肪酸酯的基本原料是脂肪酸和二元醇，脂肪酸为C4C10的单一脂肪酸（如丁酸、己酸、辛酸、2-乙基己酸、壬酸等）和混合脂肪酸（如C5C9酸叫59酸， C7C9 酸称为79酸等

40、）。二元醇有乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、三甘醇等，较为重要的是二甘醇和三甘醇。 二元醇和多缩二元醇的脂肪酸酯的增塑剂性能与饱和脂肪族二元酸酯很相似，耐寒性好，而与PVC的相容性比较差，仅能作为PVC的辅助耐寒增塑剂。但此类增塑剂可作为橡胶的主增塑剂，用于丁腈橡胶、氯丁橡胶等。 二元醇脂肪酸酯的合成是采用二元醇或缩二醇与脂肪酸直接酯化的方法，其化学反应式为： 以一缩二乙二醇79酸为例，其生产工艺流程如下：助剂化学及工艺学 2、双季戊四醇酯 双季戊四醇酯是性能独特的多元醇酯，其耐热性、耐老化性以及耐抽出性能都很好，挥发性低，电性能好，可作为PVC的耐热增塑剂，但价格较贵

41、，主要用于高温电绝缘材料。一缩二乙二醇79酸磷酸活性炭减压酯化脱酸回收79酸及单酯过滤中和脱色水洗脱水压滤成品助剂化学及工艺学 生产双季戊四醇酯的原料是双季戊四醇和脂肪酸，合成的化学反应式如下： n=13(n=2为主)，R=C5C7 脂肪酸 以生产双季戊四醇57酸酯为例，其工艺流程如下：双季戊四醇57酸磷酸活性炭减压酯化脱酸，回收57酸过滤脱酸过滤（压滤）成品助剂化学及工艺学 3、二元醇（多缩二元醇）苯甲酸酯 二元醇（多缩二元醇）的苯甲酸酯，是性能优良的耐污染性增塑剂，与PVC树脂相容性好，可以作为主增塑剂使用，同时也是聚乙酸乙烯酯的理想增塑剂。合成二元醇（多缩二元醇）苯甲酸酯的原料是二元醇（

42、多缩二元醇）和苯甲酸，其合成采用二元醇（多缩二元醇）与苯甲酸直接酯化的方法，化学反应式如下： 利用分子筛作催化剂，酯化收率可达到90%以上。 4、甘油三乙酸酯 甘油三乙酸酯是一种无毒增塑剂，可作为食品包装材料用增塑剂，而且甘油三乙酸酯具有优良的溶剂化能力，可以任何比例与乙酸纤维素、硝酸纤维素及乙基纤维素等相容，因此主要用作纤维素的增塑剂，用来生产香烟过滤嘴。生产甘油三乙酸酯的原料是甘油、乙酸及乙酸酐等，其生产方法一般为：以硫酸为催化剂，甘油先与乙酸酯化，当酯化反应进行到甘油的转化率为50%后，与乙酸干反应直至酯化完全。 助剂化学及工艺学 2.3.6 含氯化合物 这是一类增塑剂，主要为氯化石蜡、

43、氯烃-50、五氯硬脂酸甲酯等。它们与PVC的相容性较差，一般热稳定性也不好，但有良好的电绝缘性、耐燃性好，成本低廉；因此常用在电线电缆配方中。 1、氯化石蜡 指C10C30正构烷烃的氯代产物，一般产品的含氯量为40%70%，通常分为40%、50%、60%、70%四种，氯代烷烃与其它单体增塑剂不同，其性质均由原料的组成、氯含量和生产方法（特别是氯化时的温度影响较大）三个因素所决定，没有固定的分子式和物化性质，因此即使同是50%的氯代烷烃，生产厂家不同，产品性能也可能不同，只能以各自的产品牌号来代表。 氯代烷烃对光、热、氧的稳定性较差，通常采用下述方法提高其稳定性，首先提高正构烷烃的含量；此外，在

44、产品中加入人稳定剂和光稳定剂。 石蜡氯化的反应式可以下式表示： 助剂化学及工艺学 该反应为自由基反应。氯化时，氯分子在光或热的作用下离解成氯原子自由基，氯原子自由基夺取烷烃分子中的氢，生成氯化氢和带自由基的烃，自由基烃和氯分子作用又生成新的氯原子自由基和氯代烃，呈连锁反应： 氯代烷烃的氯化方法有催化氯化法、光氯化法和热氯化法三种。催化氯化法即在氯化反应时加入催化剂如碘、三氯化铁、镁、磷等化合物以加速反应的进行，但产品的分离、提纯困难。光氯化法是利用光量子的作用使氯化反应以链锁反应的方式进行下去，光氯化法反应温度低（6070），深度氯化产物少，产品组分中氯的分布性好，单位体积生产能力高；最大的缺

45、点是反应器较复杂，投资和维护费用大。热氯化法是利用热能将氯分子离解，反应温度一般控制在100 左右，热氯化法设备简单，一次投资少，技术要求低，易于操作，但成品的色泽较深，深度氯化产物较多，组成复杂，氯的均匀分布性也较差。助剂化学及工艺学 2、氯化硬脂酸酯 主要有五氯硬脂酸甲酯与三氯硬脂酸甲酯等。它们的制备方法有三种：一是将硬脂酸先氯化，然后与甲醇进行酯化。 二是以硬化油为原料，先用甲醇醇解，得到硬脂酸甲酯，然后进行氯化。 第三种方法是以植物油油脚和合成脂肪酸为原料，先酯化，再氯化，然后醇解，其反应式如下： 助剂化学及工艺学 五氯硬脂酸甲酯为氯乙烯辅助增塑剂，机械性能好，电性能、耐油性和耐水性较

46、好，不燃，但耐寒性差，有恶臭，影响其用途。可用于电线、耐油软管等制品。 2.3.7 聚酯 聚酯增塑剂为聚合性增塑剂中一种主要类型，系指分子量在8008000之间的饱和二元酸与二元醇的缩聚产物。其中二元酸主要有：己二酸、壬二酸、癸二酸和戊二酸。二元醇多为丙二醇、丁二醇、一缩二乙二醇，分子结构为 ,聚酯增塑剂，按端基结构分为三类：端基不封闭产品、一元醇封闭产品、一元酸封闭产品。一元醇封闭产品 ，R代表一元醇的烃基，若用一元酸封闭端基，结构式为 ，式中R代表一元酸的烃基。 聚酯增塑剂的挥发性小、迁移性小、耐久性优异，而且可以作为主增塑剂使用，主要用于耐久性要求高的制品，但价格较贵，多数情况下和其他增

47、塑剂配合使用。聚酯增塑剂应用领域广泛，既可以用于PVC树脂，也可用于丁苯橡胶、丁腈橡胶以及压敏胶、热熔胶、涂料等。助剂化学及工艺学 聚酯增塑剂的生产工艺流程如下： 2.3.8 石油酯 石油酯也称为烷基环酸苯酯，结构式为 R=C12H25C18H37。由石蜡和苯酚经氯磺酰化而得。石油酯对PVC树脂具有良好的相容性和增塑效率，是一种通用的增塑剂，石油酯电性能和机械性能好，挥发性低，耐候性好，耐寒性较差。主要用于PVC 二元醇二元酸酯化反应分馏水醇聚合汽提冷凝放空过滤成品助剂化学及工艺学 薄膜、人造革、电缆料、鞋底、塑料鞋等。 为了改善其耐寒性较差的缺点，可将酚与C7C8以1:1的摩尔比，再 用烷基

48、黄酰氯酰化，所得到的产品比传统的烷基磺酸苯酯的性能要好。 2.3.9 苯多酸酯 苯多酸酯主要包括偏苯三酸酯（如偏苯三酸三辛酯，简称TOTM，由偏苯三酸酐与醇在H2SO4催化下酯化而成： ）和均苯四酸酯（由均苯四酸酐和一元醇反应制备的，反应式为： ）。苯多酸酯挥发性低，耐抽出性好，耐迁移性好，具有类似聚酯增塑剂的优点；同时苯多酸酯的相容性、加工类、低温性能等又类似于单体型的邻苯二甲酸酯。所以它们兼具有单体型增塑剂和聚酯增塑剂两者的优点。 助剂化学及工艺学 2.3.10 柠檬酸酯 柠檬酸酯类增塑剂主要包括柠檬酸酯及乙酰化柠檬酸酯，为无毒增塑剂。可用于食品包装、医疗器具、儿童玩具以及个人卫生用品等方

49、面。 柠檬酸与适当碳原子数的醇进行酯化，使产品的分子量控制在400700之间。柠檬酸酯对各种纤维素都有极好的相容性，可作为各种纤维素及聚酯酸乙烯酯的溶剂型增塑剂。 柠檬酸和醇类酯化的催化剂可采用无机酸、酸性盐类以及锌、锡类的金属化合物。反应通式为： （R为C1C10的支链醇或环己醇） 助剂化学及工艺学 2.4 增塑剂的结构与增塑剂性能的关系 增塑剂分子大多数具有极性和非极性两个部分。极性部分常用极性基团所构成，如酯基 （ ）、氯原子（-Cl）、环氧基（ ）等，非极性部分为具有一定长度的烷基，如芳环、酯环族、脂肪族等。含有不同极性基团的化合物具有不同的特点：如邻苯二甲酸酯的相容性好，增塑效果好，

50、性能比较全面，常作为主增塑剂使用；磷酸酯和氯化物具有阻燃性；环氧化物、双季戊四醇酯的耐热性能好；脂肪族二元酸酯的耐寒性优良；烷基磺酸苯酯耐候性好；柠檬酸酯及乙酰柠檬酸酯类具有抗菌性能。 2.4.1 结构与相容性关系 增塑剂与树脂的相容性符合相似相容原理，即极性相近且结构相似的增塑剂与被增塑树脂相容性好。如对于醋酸纤维素、硝酸纤维素、聚酰胺等强极性树脂，选用DMP、DEP、DBP等极性增塑剂作主增塑剂使用时相容性较好；而聚丙烯、聚丁二烯、聚异丁烯和丁苯胶塑化中，非 助剂化学及工艺学 极性及弱极性增塑剂常被选用，再如PVC属极性聚合物，其增塑剂多是酯型结构的极性化合物。 作为主增塑剂使用的烷基碳原

51、子数位410个邻苯二甲酸酯，与PVC的相容性是良好的，但随着烷基碳原子数的进一步增加，其相容性急速下降。环氧化合物、脂肪族二羧酸酯、聚酯和氯化石蜡与PVC的相容性差，多为辅助增塑剂。 2.4.2 结构域增塑剂效率的关系 从化学结构上看，低分子量的增塑剂较高分子量的增塑剂对PVC的增塑效率高。而随着增塑剂分子极性增加，烷基支链化强度提高和芳环结构增多，都会使增塑效率为己二酸邻苯二甲酸偏苯三酸酯。 2.4.3 结构与耐寒性的关系 通常，相容性良好的增塑剂耐寒性都较差，特别是当增塑剂含有环状结构时耐寒性显著性降低。以直链亚甲基为主体的脂肪族酯类具有良好的耐寒性。具有直链烷基的增塑剂，耐寒性是良好的。

52、随着烷基直链的助剂化学及工艺学 增加，耐寒性也相应变差。一般烷基链越长，那含蓄越好。当增塑剂具有环状结构或烷基具有支链结构时，其耐寒性较差的原因在于低温下环状结构或支链结构在聚合物分子链中的运动困难。不同结构的酯类增塑剂其耐寒性为：芳环酯环族脂肪族，如邻苯二甲酸二辛脂四氢化邻苯二甲酸二辛脂仲卤原子叔卤原子，所以人们一直认为PVC的支链结构是它的热稳定性低的一个主要原因，但通过研究发现支链结构的多少对降解速度的影响并不重要。 （2）、不饱和度的影响 大量的研究表明，双键的存在的确能降低PVC的热稳定性，且在聚助剂化学及工艺学 合物中高分子链上不饱和键所占的程度越大则其热稳定性一般也就越低，但对于

53、象聚氯乙烯这样的合成材料，如果存在少量的烯丙基氯结构 ，那么在受热条件下，则易与邻位亚甲基上的氢脱去氯化氢。有事实证明，PVC中所含的少量烯丙基氯结构中间体，所以PVC类的聚合物的热降解反应的引发源，很有可能就是聚合物链上无规则分布的烯丙基氯基团，人们还发现PVC降解时生成了不同长度的多烯链段（通过光谱分析发现），多烯链段越多、越长，使得PVC颜色越深，但在PVC热降解过程中多烯链段能进一步反应、发生交联，形成苯、甲苯等芳烃衍生物，多烯链段的数量越多或越长，都将促进降解反应的进行。 （3）、聚合度的影响 研究表明，低聚合度的试样容易脱去氯化氢，但PVC脱氯化氢的速度与其分子量成反比。 （4）、

54、分子量分布的影响 研究表明，分子量的分布与聚合物的热稳定性没有太大关系。助剂化学及工艺学 2、氧的影响 研究表明，氧的存在能加速PVC脱去氯化氢的速度，另外氧能使得降解的聚合物褪色和降低分子量，这是因为氧可与高分子链中存在的或新生成的双键反应，使得链段长度分布变短，从而使降解的PVC褪色。 3、氯化氢的影响 研究表明，氯化氢对PVC的脱氯化氢具有催化作用，所以可以认为聚氯乙烯的热降解反应是一自动催化反应，但对于氯化氢催化PVC等热降解反应的机理尚不十分清楚。 4.2.3 热稳定剂的作用机理 对于像聚氯乙烯这样的合成材料，其热老化的主要原因就是受热分解脱去小分子。由于其高分子链上才能在不规则分布

55、的引发源烯丙基氯结构，而且由于此氯原子的活泼性，所以在受热情况下则易于脱去氯化氢，形成共轭多烯都能促进此类聚合材料的降解反应。 助剂化学及工艺学 如要防止或延缓像PVC类的聚合材料的热老化，要么消除高分子材料中热降解的引发源，如PVC中丙烯基氯结构的存在和某些情况下分子中所存在的不饱和键；要么消除所有对非链断裂热降解反应具有催化作用的物质，如由PVC上解脱下来的氯化氢等，才能阻止或延缓此类聚合材料的热降解，这就要求所选择和使用的热稳定剂具有以下的功能： 、能置换高分子链中存在的活泼原子（如PVC中烯丙位的氯原子），以使得到更为稳定的化学键和减小引发脱氯化氢反应的可能性； 、能够迅速结合脱落下来

56、的氯化氢，抑制其自动催化作用； 、通过与高分子材料中所存在的不饱和键进行加成反应而生成饱和的高分子链，以提高该合成材料热稳定性； 、能抑制聚烯结构的氧化与交联； 、对聚合材料具有亲和力，而且是无毒或低毒的； 、不与聚合材料中已存在的添加剂，如增塑剂、填充剂和颜料等作用。 当然，目前所使用的热稳定剂并不能完全满足上述的要求，所以在 助剂化学及工艺学 使用过程中必须结合不同聚合材料的特点来选用不同性能的热稳定剂，有时还必须与抗氧剂、光稳定剂等添加剂配合使用，以减小氧化老化的可能。 如盐基性铅盐是通过捕获脱落下来的氯化氢而抑制了它的自动催化作用；脂肪酸皂类一方面可以捕获脱落下来的氯化氢，另一方面是能

57、置换PVC中存在的丙烯基氯中的氯原子，生成比较稳定的酯，从而消除了聚合材料总脱氯化氢的引发源；有机锡类热稳定剂的作用机理是：有机锡化合物先与PVC分子链上的氯原子配位，而高分子链上的活泼氯原子与Y基团交换，从而抑制了PVC脱氯化氢的热降解反应。助剂化学及工艺学第五章 阻燃剂 5.1 概述 5.1.1 阻燃剂的概念 塑料、橡胶、纤维都是有机化合物，均具有可燃性，极易在一定条件下燃烧，燃烧对塑料、橡胶在建筑、航空航天、交通等工业上的使用带来不利的影响。近年来，世界各地发生的多起重大火灾（如电视机火灾，衣服着火等），都直接或间接与材料的燃烧有关。为了能在具有潜在火灾危险的场所安全地使用塑料等合成材料

58、，必须对它们加以适当处理，提高其防火安全性，其中最经济最有效的措施是在材料中加入阻燃剂。 阻燃剂又称防火剂，是一种加入材料中能增加其阻燃性的物质。阻燃剂是一类有效阻止可燃物引燃或迟缓火焰蔓延及抑烟的功能助剂，最助剂化学及工艺学 常用、最重要的阻燃剂是磷、溴、氯、锑和铝的化合物。 不同材料、不同用途，对阻燃剂的性能要求各不相同，一个比较理想的阻燃剂应该满足如下一些要求。 （1）、阻燃剂不损害高分子材料的物理机械性能； （2）、具有耐候性及持久性，阻燃剂要能长期稳定地保留于材料中发挥阻燃功能，对于合成纤维中阻燃剂产生的防燃效果应能耐洗涤及干洗； （3）、无毒或低毒，在阻燃过程中分解产生的气体不污染

59、环境，不损害健康，对健康和环境无负面影响； （4）、价格低廉，来源容易； （5）、阻燃效率高，具有良好的难燃性、自熄性和抑烟性； （6）、与材料相容性好，易于分散均匀； （7）、在材料合成、固化或使用过程中不分解。 助剂化学及工艺学 5.1.2 阻燃剂的分类 （1）、按化合物的种类分类 分为无机化合物和有机化合物两大类 无机化合物主要包括有：氧化锑、水和氧化铝、氢氧化镁、硼化合物等；有机化合物主要包括有机卤化物、有机磷化物等。 （2）、按使用方法（按是否参与化学反应）分类 可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂 添加型阻燃剂使用时只是简单地掺和于材料之中，仅是物理作用。添加型阻燃剂使用方便，适用范围

60、广，但对材料性能影响较大，添加型阻燃剂主要包括磷酸酯、卤代烃和氧化锑等，目前常用的是添加型阻燃剂。 反应型阻燃剂分子中除含有溴、氯、磷等阻燃性元素外，同时还具有反应性官能团，并作为高聚物合成中的一个组分参与反应，成为高聚物分子链的一部分，因此对高聚物使用性能影响小，阻燃性持久。反应型阻燃剂主要包括卤代酰酐、含磷多元醇、含环氧基化合物等。助剂化学及工艺学 5.1.3 阻燃剂发展概况 阻燃剂发展历史悠久，早在公元前83年，希腊港市的木质碉堡就开始用矾溶液（铁和铝的硫酸复盐）处理，目的是防燃，这是阻燃技术在实践中的首次使用，1735年，英国发表了用明矾、硼砂、硫酸亚铁混合物使纤维纺织品和纸浆等阻燃的