助剂工艺及化学复习题

1、助剂化学及工艺学Addictive chemistry and Technology复习资料1.1 助剂的概念 及运用又称添加剂(additives)。广义上，助剂是泛指某些资料和产品在消费和加工过程中为改良消费工艺和产品性能而参与的辅助物质。 狭义上，助剂是指那些为改善某些资料的加工性能和最终产品的性能而分散在资料中，对资料构造无明显影响的少量化学物质。关键点：改良性能、工艺22022/8/23助剂化学及工艺学Help. Assist.32022/8/23助剂化学及工艺学第二章 增塑剂第三章 抗氧剂第四章 热稳定剂第五章 光稳定剂第六章 阻燃剂第七章 交联剂第八章 光滑添加剂第九章 偶联剂第

2、十章 发泡剂与消泡剂.42022/8/23助剂化学及工艺学环保性耐久性1.4 助剂的选用规范助剂混合运用中协同效应与对抗作用与制品的配伍性对加工条件的顺应性对制品用途的顺应性2.助剂本身3.助剂与环境1.助剂与助剂“321准那么结合实例记背！.选择助剂时应思索以下几个问题： “3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，否那么就会析出喷霜或渗出或无机填料沉淀，致使助剂功能难显。当然也有一些助剂利用有限相容性而发扬作用。如光滑剂、外表活性剂类抗静电剂等。助剂对加工条件的顺应性 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、

3、不易挥发和升华。对加工设备和模具不产生腐蚀作用。助剂对制品用途的顺应性 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。如淡色制品不能用易污染助剂，毒性助剂不用于食品、药物包装资料、水管、医疗器械、玩具、塑料和橡胶制品上及 纺织制品上。52022/8/23助剂化学及工艺学1.4 助剂的选用规范.“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，助剂损失主要经过三条途径：挥发、抽出、迁移。注重助剂的环保性 选择助剂应以环保观念为指点，性能再好的助剂，假设是环保不过关，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。

4、“1助剂混合运用中的协同效应与对抗作用 两种或多种助剂混合运用的效果高于一样配量的单一助剂，这种景象称之为“协同效应或“增效作用；等于一样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运用的效果或加和，称为对抗效应。因此选择助剂配合时一定要思索选择具有协同作用的不同助剂，而防止发生对抗作用。62022/8/23助剂化学及工艺学1.4 助剂的选用规范.助剂化学及工艺学Additive chemistry and Technology第二章 增塑剂增塑剂的定义一种参与到高分子聚合体系中添加塑料制品的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质。宏观表现：硬度、模量、Tg和催化温度下降； 伸长率、柔韧性提高

5、。通常是沸点高、难挥发的液体或低熔固体。82022/8/23助剂化学及工艺学2.1 增塑剂的定义、性能要求及分类.92022/8/23助剂化学及工艺学2.1 增塑剂的定义、性能要求及分类增塑剂的分类按与被增塑物的相容性分类 主增塑剂主增塑剂与被增塑物的相容性好，分量相容比几乎可达1：1。可单独运用。如邻苯二甲酸酯类，磷酸酯类，烷基磺酸苯酯类等。辅助增塑剂与被增塑物的相容性良好，分量相容比几乎可达1：3，普通不单独运用，与适当主增塑剂配合运用。如脂肪族酸酯类，多元醇酯类，脂肪酸单酯类环氧酯类等。增量剂与被增塑物相容性较差。分量相容比低于1：20，但与主增塑剂或辅助增塑剂有一定相容性，且能与其配合

6、，用以降低本钱或改善某些性能。如含氯化合物。知识点1.102022/8/23助剂化学及工艺学2.2 增塑机理被广为接受的一种实际：由于增塑剂的参与，资料中高聚物分子链间聚集作用的减弱而呵斥的。增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，减弱了聚合物分子链间的引力，结果添加了聚合物分子链的挪动性，降低聚合物分子链的结晶度，从而添加聚合物塑性。知识点2.11助剂化学及工艺学2007. 01氢键结晶范德华力2.2 增塑机理聚合物分子间作用力2022/8/23色散力：由于微小的瞬间偶极的相互作用而产生的。诱导力：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：极性分子的固有偶极相互作用而产生的。极

7、性分子相互作用的特殊情况，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原子等相结合。分子链从杂乱无章的形状严密折叠构成有规形状，即结晶态。.122022/8/23助剂化学及工艺学2.2 增塑机理聚合物/增塑剂体系中存在的几种作用力聚合物分子与聚合物分子间的作用力(I)；增塑剂本身分子间的作用力(II) ；增塑剂与聚合物分子间的作用力(III)。聚合物增塑剂(I)(II)(III).132022/8/23助剂化学及工艺学一是隔离作用，非极性增塑剂非极性聚合物，非极性增塑剂的主要作用，是经过聚合物增塑剂间的“溶剂化作用来增大分子间的间隔，减弱它们之间本来就很小的作用力；2.2 增塑机

8、理重点：增塑剂的三种增塑作用方式：.142022/8/23助剂化学及工艺学二是弱化作用，极性增塑剂极性聚合物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衔接，减少了衔接点，减弱了分子间的作用力，增大了聚合物的塑性；2.2 增塑机理.152022/8/23助剂化学及工艺学三是屏蔽作用，非极性增塑剂极性聚合物，非极性的增塑剂分子遮盖了聚合物的极性基团，使相邻聚合物分子的极性基不发生或很少发生“作用，从而减弱聚合物分子间的作用力，到达增塑的目的。在一种增塑过程中，能够同时存在着几种作用。2.2 增塑机理.162022/8/23助剂化学及工艺学2.3 增塑剂化学与工

9、艺1. 邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸酯通式如以下图所示，R1，R2是C1C13的烷基、环烷基、苯基、苄基等。最广泛运用的一类主增塑剂。DOP:邻苯二甲酸二辛酯以它为通用增塑剂的规范，任何其他增塑剂都是以它为基准来加以比较的。知识点3.172022/8/23助剂化学及工艺学2.脂肪族二元酸酯 辅助增塑剂作为增塑剂运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DOA、癸二酸二2-乙基己酯DOS等。2.3 增塑剂化学与工艺3.磷酸酯磷酸酯除具有增塑作用外，尚有阻燃作用，是具有多功能的主增塑剂。.4. 环氧化物辅助增塑剂主要用于PVC，不仅有增塑作用，而且可起到稳定剂作用。低毒性：

10、用作食品医药包装。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。182022/8/23助剂化学及工艺学2.3 增塑剂化学与工艺 5. 多元醇酯多元醇酯主要指由二元醇、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。辅助增塑剂.6. 含氯化合物增量剂主要为氯化石蜡、氯烃-50、五氯硬脂酸甲酯等。192022/8/23助剂化学及工艺学2.3 增塑剂化学与工艺.8. 石油酯石油酯也称为烷基磺酸苯酯，构造式为通用主增塑剂202022/8/23助剂化学及工艺学2.3 增塑剂化学与工艺9. 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

11、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。兼具有单体型增塑剂和聚酯增塑剂两者的优点。.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面。212022/8/23助剂化学及工艺学2.3 增塑剂化学与工艺. 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，性能比较全面，常作为主增塑剂运用；磷酸酯和氯化物具有

12、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。222022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增塑剂构造与性能的关系.构造与增塑剂效率的关系从化学构造上看，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添加，烷基支链化强度提高和芳环构造增多，都会使增塑效率下降。在碳原子数和构造一样的情况下： 为己二酸邻苯二甲酸偏苯三酸酯。232022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增塑剂构造与性能的关系.构造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构造时耐寒性显

13、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。随着烷基直链的添加，耐寒性也相应变差。普通烷基链越长，那耐寒性越好。当增塑剂具有环状构造或烷基具有支链构造时，其耐寒性较差的缘由在于低温下环状构造或支链构造在聚合物分子链中的运动困难。不同构造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癸二酸二辛脂。 242022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增塑剂构造与性能的关系.构造与耐老化性的关系烷基支链多的增塑剂，耐热性就相对差些，如具有支链醇酯增塑剂的耐热性比相应的正构醇酯差些由于叔氢原子更容易受羰基吸引而氧化分解

14、。在增塑剂如DIDP、DOP中参与抗氧剂可显著改善热稳定性。具有R1R2RCH的碳链构造的增塑剂，因易生成叔丁基游离基，耐热性、耐氧化性差，但具有R3R2R1RC的碳链构造的增塑剂，那么对热、氧都稳定，这是由于季碳原子上没有氢的缘故。环氧增塑剂不仅可以防止制品加工时的着色，而且还能使制品得到良好的耐候性。因此环氧增塑剂又可以作为稳定剂运用。 252022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增塑剂构造与性能的关系.构造与耐久性的关系增塑剂的耐久性与增塑剂的分子量及分子构造有亲密的关系。要得到良好的耐久性，增塑剂的分子量必需在350以上。耐久性包括耐挥发性、耐抽出性和耐迁移性。1、与耐挥发性的关系分

15、子量小的增塑剂挥发性大，假设仅从耐挥发性来思索，增塑剂的分子量最好在500以上；普通与PVC树脂相容性好的增塑剂其挥发性较大；分子内具有体积较大的基团的增塑剂，挥发性较小。262022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增塑剂构造与性能的关系.2、与耐抽出性的关系耐抽出性包括耐油性、耐溶剂型、耐水和耐肥皂水性等。在增塑剂分子构造中，其烷基相对比例大的，耐水性、耐肥皂水性好，而耐油性、耐溶剂性差，相反，苯基、酯基多的极性增塑剂和烷基支链的增塑剂耐油性和耐溶剂型优良，而耐水性和耐肥皂水性较差。聚酯类增塑剂对其性能影响最大的是分子量，高分子量的聚酯耐挥发性、耐抽出性和耐迁移性良好，但耐寒性和塑化效率较

16、差。普通来讲，聚酯类增塑剂是耐久性优良的增塑剂，多用于需求耐油和耐热的制品中。3、与耐迁移性的关系增塑剂分子量大的，具有支链构造或环状构造的增塑剂是较难迁移的，如DNP、TCP及聚酯类增塑剂。 272022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增塑剂构造与性能的关系.构造域电绝缘性的关系极性较强的增塑剂如磷酸酯类有较好的电性能，极性较弱的增塑剂如癸二酸酯类电性能较差；另一方面，分子支链较多、体积电阻低的有较好的电性能。282022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增塑剂构造与性能的关系构造与难燃性的关系具有阻燃性的增塑剂：磷酸酯类氯化石蜡氯化脂肪酸.292022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增

17、塑剂构造与性能的关系构造与毒性的关系普通的增塑剂或多或少都是有一定毒性。环氧增塑剂是毒性较低的一类增塑剂。柠檬酸酯类增塑剂是无毒增塑剂。磷酸酯类增塑剂是毒性较大的一类增塑剂。.构造与耐霉菌性的关系302022/8/23助剂化学及工艺学2.4 增塑剂构造与性能的关系易受霉菌侵蚀：长链脂肪酸酯、脂肪族二元酸酯天然原料：环氧大豆油抗菌：邻苯二钾酸酯、磷酸酯酚类.助剂化学及工艺学Addictive chemistry and Technology第三章 抗氧剂322022/8/23助剂化学及工艺学 3.1 概述定义：高分子资料在加工、储存和运用过程中都易发生氧化反响，从而使高分子资料的强度降低，外观发

18、生变化，物理、化学机械性能变坏，甚至不能运用。抗氧剂是一些很容易与氧作用的物质，将它们参与到到资料中，使大气中的氧先与它们作用来维护资料免受或延迟氧化。在橡胶工业中，抗氧剂也被称为防老剂。.按其功能不同可分为：链终止型抗氧剂主抗氧剂阻止自在基链的传送与增长。预防型抗氧剂辅助型抗氧剂过氧化氢分解剂阻止或延缓自在基产生332022/8/23助剂化学及工艺学 3.1 概述知识点1.342022/8/23助剂化学及工艺学3.2 高分子资料的氧化降解与抗氧剂的作用机理1. 高分子聚合物的氧化降解机理高分子资料的氧化老化是一种自动氧化反响。自动氧化反响是指在室温至150下，物质按照链式自在基机理进展的具有

19、自动催化特征的氧化反响。高分子聚合物的氧化降解也是由链引发、链增长/链转移、链终止三个阶段所组成。 知识点2.高分子资料耐氧化的性能与高分子资料的构造亲密相关，普通说来，高分子资料的稳定性越差，在光和热的作用下越容易产生自在基，其资料的耐氧化才干那么越差。甲基、乙基、异丙基与叔丁基自在基的稳定性顺序如下：另外，当带有不成对电子的碳原子与不饱和体系直接相连时，那么此单电子能与不饱和体系共轭而使此游离基更加稳定。如： 聚丙烯比聚乙烯容易氧化，而含有不饱和键的高分子资料，如天然橡胶就更容易氧化。352022/8/23助剂化学及工艺学3.2 高分子资料的氧化降解与抗氧剂的作用机理知识点3.胺类抗氧剂运

20、用效果很好的抗氧剂，但具有较强的变色性和污染性胺类抗氧剂可作链终止剂或过氧化物分解剂。362022/8/23助剂化学及工艺学3.3 各种抗氧剂及开展动态酚类抗氧剂一切抗氧剂中不污染、不变色性最好的一类，且低毒或无毒，酚类抗氧剂具有很好的开展前景。.辅助抗氧剂金属盐、硫化物、硫酯、亚磷酸酯等3.3 各种抗氧剂及开展动态.助剂化学及工艺学Addictive chemistry and Technology第四章 热稳定剂定义：热稳定剂：为防止聚合资料如PVC、PVA、PVDC、PCTEF、氯磺化PE、聚氯苯乙烯等塑料及氯化橡胶等在热和机械剪切力等作用下引起降解而参与的一类物质。或指那些用来提高能发

21、生非链断裂热降解的聚合资料热稳定性的物质。对于耐热性差、容易产生热降解的聚合物，在加工时必需采用添加热稳定剂的方法提高其耐热性，最典型的例子是聚氯乙烯。4.1概述.1. 合成资料的热降解聚合物的热降解有三种根本的表现方式。 在受热过程中从高分子链上零落下来各种小分子，例如HCl，NH3，H2O等非链断裂降解 键的断裂发生在高分子链上，从而产生了各种无规律的低级分子随机链断裂降解； 链的断裂依然发生在高分子链上，但高分子链的断裂是有规律的，分解生成聚合前的单体解聚反响。4.2 合成资料的热降解及热稳定的作用机理知识点1.412022/8/23助剂化学及工艺学3. 聚合物热降解机理聚合物降解，以P

22、VC树脂受热降解为例，是一个非常复杂的过程，普通有以下三种机理：自在基反响机理；离子机理；单分子机理。4.2合成资料的热降解及热稳定的作用机理. 3 热稳定剂的作用机理PVC:热老化的主要缘由就是受热分解脱去小分子。高分子链上才干在不规那么分布的引发源烯丙基氯构造，由于此氯原子的活泼性，受热情况下那么易于脱去氯化氢，构成共轭多烯都能促进此类聚合资料的降解反响。如要防止或延缓像PVC类的聚合资料的热老化，消除高分子资料中热降解的引发源，如PVC中烯丙基氯构造和不饱和键；消除一切对非链断裂热降解反响具有催化作用的物质，如由PVC上解脱下来的氯化氢等.4.2 合成资料的热降解及热稳定的作用机理知识点

23、2. 举例：盐基性铅盐是经过捕获零落下来的HCl而抑制了它的自动催化作用；脂肪酸皂类一方面可以捕获零落下来的HCl，另一方面是能置换PVC中存在的丙烯基氯中的氯原子，生成比较稳定的酯，从而消除了脱HCl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响。432022/8/23助剂化学及工艺学4.2 合成资料的热降解及热稳定的作用机理.442022/8/23助剂化学及工艺学4.3 热稳定剂各论及开展趋势3. 有机锡类稳定剂2.金属皂类稳定剂4. 液体复合稳定剂5.有机辅助稳定剂 1.铅稳定

24、剂三盐基硫酸盐、二硫基硫酸盐马来酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡亚磷酸酯型的溶体钡/镉/锌硬脂酸镉、月桂酸锌N-烷基马来酰亚胺.1. 铅稳定剂价钱低廉，热稳定性好我国那么主要以铅类稳定剂为主。毒性大，其运用遭到一定的限制。铅类稳定剂主要是盐基性铅盐，即带有未成盐的一氧化铅(俗称为盐基)的无机酸铅和有机酸铅。452022/8/23助剂化学及工艺学4.3 热稳定剂各论及开展趋势.作用机理铅稳定剂主要是经过捕获分解出的HCl而抑制氧化氢对进一步分解反响所起的催化作用。生成的PbCl2对脱氯化氢无促进作用。羧酸铅能与烯丙基氯起交换作用，起到热稳定的作用。462022/8/23助剂化学及工艺学4.3 热稳定

25、剂各论及开展趋势+=-知识点2.2.金属皂类稳定剂金属皂是指高级脂肪酸的金属盐。作为PVC类聚合资料热稳定剂的金属皂那么主要是硬脂酸，月桂酸，棕榈酸等的钡、镉、铅、钙，锌、镁、锶等金属盐。 用(RCOO)nM的通式来表示。除了高级脂肪酸的金属盐以外，还有芳香族酸，脂肪族酸以及酚或醇类的金属盐类，如苯甲酸、水杨酸、环烷酸、烷基酚等的金属盐类等。多是液体复合稳定剂的主要成分。472022/8/23助剂化学及工艺学4.3 热稳定剂各论及开展趋势.482022/8/23助剂化学及工艺学4.3 热稳定剂各论及开展趋势3.有机锡稳定剂有机锡类通式：R：甲基，丁基，苯基，和烷基X：氧，硫，马来酸等Y：脂肪酸

26、根根据Y的不同分类马来酸盐型脂肪酸盐硫醇盐型特点：具有高度的透明性，突出的耐热性，低毒并耐硫化污染。.4. 液体复合稳定剂指有机金属盐类、亚磷酸酯、多元醇、抗氧剂和溶剂等多组分的混合物。 金属皂类稳定剂是复合稳定剂的主体成分。镉/钡/(锌)皂(通用型) 钡/锌皂(耐硫化污染型)钙/锌皂(无毒型) 钙/锡普通用双酚A作为抗氧剂，溶剂普通可用矿物油，高级醇，液体石蜡或增塑剂等。492022/8/23助剂化学及工艺学4.3 热稳定剂各论及开展趋势知识点3.5.有机辅助稳定剂对数以万计的有机化合物进展了研讨和挑选，其中大多数是含氮、硫、磷等杂原子的有机化合物。复配运用：其中尤以亚磷酸酯、环氧化合物、多

27、元醇以及-二酮化合物运用较多，它们通常被称作有机辅助稳定剂。在无镉配合中有很大的作用。502022/8/23助剂化学及工艺学4.3 热稳定剂各论及开展趋势.助剂化学及工艺学Addictive chemistry and Technology第五章 光稳定剂定义：光氧老化或光老化:高分子资料长期暴露在日光或短期置于强荧光下，由于吸收了紫外线能量，引起了自动氧化反响，导致了聚合物的降解，使得制品变色、发脆、性能下降，以致无法再用。凡能抑制或减缓这一过程进展的措施，称为光稳定，所参与的物质称为光稳定剂或紫外光稳定剂。5.1 概述.按作用机理分类光屏蔽剂，包括炭黑、氧化锌和一些无机颜料；紫外线吸收剂，

28、包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等有机化合物；猝灭剂，主要是镍的有机络合物；自在基捕获剂，主要是受阻胺类衍生物。5.1 概述知识点1.光稳定剂应具备条件：能剧烈吸收290-400nm波长范围的紫外线，或能有效地猝灭激发态分子的能量，或具有足够的捕获自在基的才干；高分子化合物吸收紫外线后，容易构成电子激发态，这种激发态的分子可以引起一系列的光物理过程和光化学反响。5.1 概述知识点2光化学反响由于紫外线的波长短、能量高，它足以使高聚物分子成为激发态或破坏化学键引起自在基链式反响，并同时与氧化相伴发生“光氧老化或“光氧化反响.、 光化学过程：链引发、链增长、链终止.2

29、引发光降解的重要要素5.2 光稳定剂作用机理内因：光敏性杂质是高分子资料光降解的重要引发源。外因：离子辐射，超声波、热、机械加工聚合物分子中存在的潜在活性基团是光敏性基团。光敏性杂质正是高分子资料光降解重要的引发源。染料、颜料、有机溶剂都是单线态氧的有效光敏化剂。羰基类物质高聚物合成过程中所运用的催化剂知识点3.3光稳定剂的作用机理聚合物的光稳定过程须从如下几个方面进展：(1)紫外线的屏蔽和吸收；(2)氢过氧化物的非自在基分解；(3)猝灭激发态分子；(4)钝化重金属离子；(5)捕获自在基。结合机理分类：其中(1)(4)为阻止光引发，(5)为切断链增长反响的措施。5.2 光稳定剂作用机理知识点4

30、.光屏蔽剂 第一道防线又称遮光剂，是一类可以吸收或反射紫外光的物质。光在到达聚合物的外表时就被吸收或反射，妨碍了紫外线深化聚合物内部，从而有效地抑制了制品的老化。主要有炭黑等。由于含有苯酚基团抗氧化性。5.2 光稳定剂作用机理.紫外线吸收剂 第二道防线能剧烈选择性地吸收高能量的紫外光，并以能量转换方式，将吸收的能量以热能或无害的低能辐射释放出来或耗掉，从而防止聚合物中的发色团吸收紫外线能量随之发生激发。 二苯甲酮类、水杨酸酚类和苯并三唑类等。5.2 光稳定剂作用机理.猝灭剂 第三道防线又称减活剂或消光剂，或称激发态猝灭能、能量猝灭剂。能转移聚合物分子因吸收紫外线后所产生的激发态能，从而防止了聚

31、合物因吸收紫外线而产生的游离基。主要是金属络合物，如镍、钴、铁的有机络合物。5.2 光稳定剂作用机理.自在基捕获剂 第四道防线受阻胺类光稳定剂(HALS)。 经过捕获自在基、分解过氧化物、传送激发态能量等多种途径，赋于聚合物以高度的稳定性。5.2 光稳定剂作用机理. 4厚度和用量 薄制品和纤维要求参与的紫外线吸收浓度较高；而厚制品的那么较低。 这是由于制品愈厚，紫外线透入到一定深度后，即被完全吸收，被内外层接受了，所以耐光性好，所需的浓度低；同时参与到塑料中的紫外线吸收剂，由于分散作用，往往都会集中在聚合物外表的非结晶区内，所以外表层实践的防护才干，往往要比预料的高好多倍。 因此不用添加高浓度

32、的紫外线吸收剂，光稳定剂的添加量太高时，超越相容性时，会产生喷霜景象。 5.4 光稳定剂的选用.5.5 光稳定剂在聚合物中的运用 1. 光稳定效果的测定光稳定剂运用效果的测试，即耐候性实验。普通采用两种方法：一是户外大气曝露(户外曝晒)；二是人工加速老化知识点4.助剂化学及工艺学Addictive chemistry and Technology第六章 阻燃剂6.1 概述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，极易在一定条件下熄灭。其熄灭过程是一个复杂的猛烈的氧化过程，常伴有火焰、浓烟、毒气等产生。熄灭时使更多的聚合物或难于分解的物质分解，产生更多的可燃物，呵斥火灾，危及

33、人们的生命和财富。可以添加资料耐燃性的物质叫阻燃剂。.6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理1 熄灭机理维持熄灭的三要素：可燃物，氧，热。(1)加热阶段(2)降解阶段(3)分解阶段：温度上升到一定程度时，发生裂解，产生低分子物：可燃性气体，H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等；不燃性气体，CO2、HCl、HBr等；液态产物，聚合物部分解聚为液态产物；固态产物，聚合物可部分焦化为焦炭，也可不完全熄灭产生烟尘粒子等。(4)点燃阶段：、(5)熄灭阶段知识点1.2 聚合物熄灭性规范聚合物的熄灭性可用熄灭速度和氧指数来表示。氧指数是指试样像蜡烛状继续熄灭时，在氮-氧混合气流中所必需

34、的最低氧含量。 6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理知识点2目前氧指数法不仅仅限于塑料(包括薄膜和泡沫塑料)，在纤维，橡胶等方面都已得到广泛运用，也用于阻燃机理的研讨。普通OI27的物质为阻燃物质。熄.3 阻燃机理维护膜机理不燃性气体机理 冷却机理 终止链锁反响机理协同作用体系6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理知识点3.维护膜机理阻燃剂在熄灭温度下构成了一层不熄灭的维护膜，覆盖在资料上，隔离空气而阻燃。 (l)玻璃状薄膜：阻燃剂在熄灭温度下分解成为不挥发、不氧化的玻璃状薄膜，覆盖在资料的外表上，可隔离空气(或氧)，且能使热量反射出去或具有低的导热系数，从而到达阻燃的目的。 例：硼酸和水合

35、硼酸盐，加热时构成玻璃状涂层，覆盖于聚合物之上。 6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理(2)隔热焦炭层：阻燃剂在熄灭温度下可使资料外表脱水炭化，构成一层多孔性隔热焦炭层，从而阻止热的传导而起阻燃作用。例：经磷化物处置过的纤维素，当受热时，纤维素首先分解出磷酸，它是一种很好脱水作用的催化剂，与纤维素作用的结果，脱去水分留下焦炭。.不燃性气体机理阻燃剂能在中等温度下立刻分解出不燃性气体，稀释了可燃性气体和冲淡熄灭区氧的浓度，阻止熄灭发生。构成隔绝空气的气体防护层例：含卤阻燃剂，有机卤素化合物受热后释出HX。6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理.冷却机理阻燃剂能使聚合物资料的固体外表在较低温度下

36、熔化，吸收潜热或发生吸热反响，大量耗费掉热量，从而阻止熄灭继续进展。例：氢氧化铝和氢氧化镁。6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理.终止链锁反响机理阻燃剂的分解产物易与活性游离基作用，降低某些游离基的浓度，使作为熄灭支柱的链锁反响不能顺利进展。例：卤系阻燃剂6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理.在卤素氟、氯、溴、碘中，氟由于太活泼，而构成的氟分子又较稳定，所以阻燃性不好，有时氟与其他卤素一同运用，可添加化合物稳定性，减少化合物毒性。碘元素构成的化合物不稳定，常温下易分解，且价钱昂贵，故也很少采用。 卤素阻燃剂以溴、氯为主。阻燃剂受热时那么释出HX，从HX键键能看出：H-Cl：433.54 k

37、J/mol，H-Br：365.5 kJ/mol，H-Br键的键能小于H-Cl键的键能，HBr捕获游离基的才干比HCl强， 含溴阻燃剂的效能比含氯阻燃剂的效能高。6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理. 协同作用体系阻燃剂的复配是利用阻燃剂之间的相互作用，从而提高阻燃效能，称为协同作用体系。常用的协同作用体系有锑-卤体系，磷卤体系，磷-氮体系。6.2 聚合物的熄灭和阻燃剂的作用机理.2 添加型阻燃剂添加型阻燃剂主要有：有机卤化物，磷化物，无机化合物。有机卤化物有机卤化物的主要种类有氯化石蜡，全氯戊环癸烷，氯化聚乙烯、溴代烃、溴代醚类。 磷酸酯及其他磷化物阻燃剂磷酸酯、含卤磷酸酯和膦酸酯无机类(1

38、)氢氧化铝(2)氢氧化镁 (3)三氧化二锑 (4)硼化合物 (5)磷系阻燃剂 6.3 阻燃剂各论.3 反响型阻燃剂除含有溴、氯、磷等阻燃性元素外，还同时具有反响性官能团，它们在高分子聚合或缩合过程中作为一个组分参与反响，并以化学键的方式结合到高分子构造中。6.3 阻燃剂各论卤代酸酐四溴双酚A及衍生物含磷多元醇.大多是元素周期表中第V 、VII和III族元素的化合物，如第V族氮、磷、锑、铋的化合物；第VII族氯、溴的化合物；第III族硼、铝的化合物，此外硅和钼的化合物也作为阻燃剂运用；其中最常用和最重要的是磷、溴、氯、锑和铝的化合物，很多有效的阻燃剂配方都含有这些元素。6.1 概述.助剂化学及工

39、艺学Addictive chemistry and Technology第七章 交联剂7.1 概述1 定义交联是在两个高分子的活性位置上生成一个或数个化学键，将线型高分子转变成体型(三维网状构造)高分子的反响凡能使高分 化合物引起交联的物质，就称为交联剂 交联反响能有效提高聚物的耐热性能、耐溶剂性能，同时改善资料的机械性能及耐候性。.7.2 交联剂的作用机理1 有机交联剂的作用机理有机交联剂对高分子的交联反响，可分为三种类型。交联剂引发自在基反响交联剂的官能团与高分子聚合物反响交联剂引发自在基反响和交联剂官能团反响相结合知识点1.交联剂引发自在基反响交联剂分解产生自在基，引发高分子自在基链反响

40、，导致高分子化合物链的c-c 键交联。主要是有机过氧化物既可以和不饱和聚合物交联亦可以和饱和聚合物交联7.2 交联剂的作用机理. 对不饱和聚合物的交联交联过程大致可分别三步：首先过氧化物分解产生自在基引发高分子链脱氢生成新自在基高分子自在基进展连锁反响或在双键处加成完成交联反响7.2 交联剂的作用机理.交联剂的官能团与高分子聚合物反响利用交联剂分子中的官能团(主要是反响性双官能团，多官能团以及双键等)作为桥基把聚合物交联起来。环氧树脂固化机理：7.2 交联剂的作用机理.交联剂引发自在基反响和交联剂官能团反响相结合该交联机理实践上是前述两种机理的结合方式。将自在基引发齐和官能团化合物结合运用。例

41、：用有机过氧化物和不饱和单体来使不饱和聚酯进展交联。制造玻璃钢，在不饱和聚酯中参与过氧化物和少量苯乙烯，聚酯交联硬化。7.2 交联剂的作用机理.2 无机交联剂的交联机理常见的无机交联剂主要有：硫黄及硫黄同系物金属氧化物过氧化物及硫化物硼酸磷化物金属固化物7.2 交联剂的作用机理.3 光交联聚合物的光交联是根据聚合物中的感光性基团及混入的光敏剂的感光特性，借助光能产生自在基而进展交联。7.2 交联剂的作用机理4 电子射线交联。不饱和树脂有效的交联照射源是射线和电子射线。知识点2.862022/8/23助剂化学及工艺学7.3 交联剂的合成及特性1 过氧化物交联剂有机过氧化物大致可分为如下五类：氢过

42、氧化物；二烷基过氧化物；二酰基过氧化物；过氧酯；酮过氧化物。 特征：可交联饱和聚合物，构成-C-C-交联键。知识点3.872. 胺类交联剂的分类及特性 胺类化合物作为卤素系列聚合物、羧基聚合物及带有酯基、异氰酸酯、环氧基、羧甲基聚合物的交联剂已广为运用，尤其是环氧树脂的固化及聚氨酯橡胶中的运用。这类化合物主要是含有两个或两个以上氨基的胺类，通常，伯、仲胺是交联剂，而叔胺是交联催化剂。(1)脂肪族多元胺 (2)芳香族多元胺7.3 交联剂的合成及特性.88 3.有机硫化物交联剂 有机硫化物常在橡胶工业中用作硫化剂。特点是在硫化温度下可以析出硫，进而使橡胶进展硫化，因此它们又被称为硫黄给予体。有机硫

43、化物交联剂普通分为：二硫化秋兰姆及其衍生物，吗啡啉衍生物，有机多硫化合物以及二硫代氨基甲酸硒等。7.3 交联剂的合成及特性知识点4.4 树脂类交联剂分为：酚醛树脂对叔丁基酚醛树脂对叔辛基酚醛树脂氨基树脂三聚氰胺树脂苯鸟粪胺甲醛树脂脲醛树脂7.3 交联剂的合成及特性.助剂化学及工艺学Addictive chemistry and Technology第八章 光滑剂摩擦力的定义和分类两个相互接触的物体做相对运动时，存在一种抗拒其做相对运动的力，称作摩擦力。摩擦力的分类：根据两外表的相对运动形状，有滑动摩擦和滚动摩擦。8.1 概述91知识点1.作用机理1.内光滑塑化机理 内光滑剂分子能像增塑剂一样，

44、交叉于高分子链之间，减弱分子间的吸引力，当聚合物变形时，分子链间可以相互滑移和旋转，从而使分子间的内摩擦减小，熔体粘度降低，流动性添加，易于塑化，但光滑剂不会过分降低聚合物的玻璃化温度和强度。2.外光滑界面光滑机理 在加工过程中，外光滑剂分子很容易从聚合物的内部迁移至外表，并在界面处定向陈列，极性基团与金属外表吸附，疏水端与聚合物结合，使聚合物和加工设备、模具之间构成光滑的分子层，对聚合物和加工设备起到隔离作用。3.外光滑涂布隔离机理知识点2.助剂化学及工艺学Addictive chemistry and Technology第九章 偶联剂偶联剂的定义和分类偶联剂是指能改善填料与高分子资料之间

45、界面特性的一类物质。其分子构造中存在两种官能团：一种可与高分子基体发生化学反响或至少有好的相容性；另一种可与无机填料构成化学键。9.1 概述聚合物填料界面94知识点1.硅烷类偶联剂硅烷类偶联剂是研讨得最早且被广泛运用的种类之一。通式可写为RSiX3，R是与聚合物分子有亲和力和反响才干的活性官能团，如乙烯基氯丙基、环氧基、甲基丙烯酰基、胺基和巯基等。X为可以水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。硅烷偶联剂对含有极性基团的或引入极性基团的填充体系偶联效果较明显，而对非极性体系那么效果不显著，对碳酸钙填充复合体系效果不佳。9.1 概述95.钛酸酯偶联剂通式： (ROO(4-n)Ti(OXRY)n(n=2

46、，3)RO-是可水解的短碳链烷氧基，能与无机物外表羟基起反响，从而到达化学偶联的目的；-OX可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，这些基团很重要，决议钛酸酯所具有的特殊性能。磺酸基赋于有机聚合物一定的触变性；焦磷酰氧基有阻燃、防锈和加强粘接的性能；亚磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等，因此经过-OX的选择，可使钛酸酯兼具偶联和其他特殊性能；R是长碳键烷烃基，它比较柔软，能和有机聚合物进展弯曲缠结，使有机物和无机物的相容性得到改善，提高资料抗冲击强度；Y是羟基、氨基、环氧基或含双键基团等，这些基团衔接在钛酸酯分子的末端，可与有机聚合物进展化学反响而结合在一同。 9.1 概述96.化学键合实际实际中心：