第三章 合成材料助剂

第三章合成材料助剂SyntheticMaterialAids一、概论1、定义

合成材料助剂是在产品的生产与加工过程中添加，以提高产品的质量或赋与产品某种特性的化学品。2、分类(1)、抗老化助剂，如抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂等。(2)、改善机械性能的助剂，如硫化剂、硫化促进剂、偶联剂。(3)、改善加工性能的助剂，如润滑剂、脱模剂、软化剂。(4)、柔软剂，如增塑剂。(5)、改进表面性能的助剂，如防雾滴剂、柔软剂。(6)、阻燃剂。

二、增塑剂(plasticizer)1、定义增塑剂是削弱聚合物分子间的次阶键，即范德华力，增强分子间的移动性，降低分子链的结晶性，从而提高聚合物的塑性的化学品。2、分类增塑剂分为邻苯二甲酸酯、脂肪酸二元醇酯、多元醇脂肪酸酯、磷酸酯、偏苯三酸酯、烷基磺酸酯、聚酯、环氧酯、柠檬酸酯、含氯化合物等。..\合成材料助剂\zsj.ppt3、产品介绍1)邻苯二甲酸酯diesterphthalate•邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)diisooctylphthalate•邻苯二甲酸二正辛酯(DOP即Dioctylphthalate）除上述外尚有：邻苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate)、邻苯二甲酸二壬酯(dinonylphthalate)、对苯二甲酸二异辛酯（dioctylterephthalate)、间苯二甲酸二辛酯(dioctylisophthalate)等。2)脂肪酸二元醇酯

•已二酸二辛酯(DOA)(dioctyladipate)

•己二酸二异癸酯(DIDA)(diisosebacatyladipate)

•癸二酸二丁酯(DBS)(dibutylsebacate)

•癸二酸二辛酯(DOS)(dioctylsebacate)3)磷酸酯•磷酸三丁酯(TBP)(tributylphosphate)•磷酸三苯酯(TPP)(triphenylphosphate)•磷酸三甲苯酯(TCP)(tritolylphosphate)•磷酸二苯一辛酯(DPOP)(diphenyloctylphosphate)4)环氧化物

a)环氧化大豆油b)环氧脂肪酸单酯

•环氧硬酯酸丁酯：•环氧硬酯酸辛酯c)环氧四氢邻苯二甲酸酐4)环氧化-1,2-聚丁二烯5)多元醇脂肪酸酯

•二元醇脂肪酸酯•季戊四醇脂肪酸酯•多元醇苯甲酸酯6)含氯化合物a)氯化石蜡氯化物有较好的电绝缘性、耐燃性，成本低。

b)氯化硬脂酸酯另外还有氯化甲氧基油酸丁酯7)聚酯

•二元醇与二元酸缩聚物•一元醇封端''''''•一元酸封端'''''8)柠檬酸酯

用于食品包装、医疗器具、儿童玩具。其羟基可乙酰化封闭4、应用聚氯乙烯中的应用品种增塑剂用量%硬质PVC10半硬质PVC10~30软质PVC>30人造革50壁纸45电线33三、抗氧剂(antioxidant)1、定义

防止或延缓高分子材料发黄、脆化、开裂等老化现象的化学品称抗氧剂。2、降解机理••••••••••3、抗氧剂作用机理抗氧剂以AH表示，作用如下：•++••++•链终止型

•自由基捕获型+•+••+•••••电子给与体RO2•+Co2+RO2:Co3+-•氢给予体••••••••辅助抗氧剂

•硫化物(消除过氧化物)

ROOH+2R'SHROH+R'SSR'+H2OR'SSR'+2ROOH2ROH+R'SR'+SO2亚磷酸酯亚磷酸酯氧化变成磷酸酯P(OR')3+ROOHROH+(R'O)3P=O4、产品介绍胺类抗氧剂•防老剂A(N-苯基-1-萘胺)250°C•防老剂D(N-苯基-2-萘胺)•防老剂OD•防老剂H(N，N‘-二苯基对苯二胺)280~300°C0.686MPa•防老剂DNP(N，N‘-二--萘基对苯二胺)•防老剂288•醛胺缩合物(如防老剂AP)甲酸•酮胺缩合物(防老剂124)酚类抗氧剂烷基单酚

•抗氧剂264：•抗氧剂1076烷基多酚

•抗氧剂2246：

•抗氧剂CA[1,1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷]三嗪阻碍酚抗氧剂

抗氧剂STA-1：硫代双酚

*抗氧剂300[4,4‘-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)*抗氧剂2246-S5、金属离子钝化剂金属离子对自由基的自动氧化具有较强的催化作用，所以重金属离子的存在能加速高分子材料的热氧老化。金属离子的催化氧化顺序为：Co>Cu>Fe>V»Ni>TiCaAgZn>Al>Mg

Cd>BaSr金属离子能分解氢过氧化物：ROOH+Mn+RO•+M(n+1)++OH–ROOH+M(n+1)+RO2•+Mn++H+即低价态金属离子被氧化产生RO•，高价态金属离子被还原产生RO2•，金属离子在其中循环。

金属离子钝化剂与金属离子形成稳定的配合物，防止与氢过氧化物作用。N-水杨叉-N‘-水杨酰肼N，N‘-二乙酰基已二酰肼1,2-双[-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙基酰]肼1,2-双(2-羟基苯甲酰)肼6、抗氧剂的发展1)胺类大多胺类抗氧剂有毒，最近开发了低毒胺抗氧剂，如下例产品基本无毒。2-羟基1,3双[对(2-萘胺基)苯氧基]丙烷2-羟基1,3双(对苯胺基苯氧基)丙烷二甲基双[对(2-萘胺基)苯氧基]硅烷二甲基双(对苯胺基苯氧基)硅烷2)酚类Ciba公司生产的Irganox259氰胺公司Cyanox1790孟山都公司的Modanox2600(聚合硫代双酚)3)含磷抗氧剂瑞士Sandos公司的SandostabP-EPQCiba公司的Irganox1093和Irganox1222四、热稳定剂(heatstabilixer)防止高分子材料在加工、贮存与使用过程中因受热发生热降解而产生小分子(如氯化氢、氨、水等)的化学品称热稳定剂。2、热稳定剂分论铅稳定剂•作用机理3PbO•PbSO4•H2O+6HCl3PbCl2+PbSO4+4H2O•产品三盐基硫酸铅3PbO•PbSO4•H2O

二盐基亚磷酸铅2PbO•PbHPO3•1/2H2O

二盐基邻苯二甲酸铅2PbO•Pb(C8H4O4)

二盐基硬脂酸铅2PbO•Pb(C17H35CO2)2金属皂•作用机理M(RCO2)2+2HClMCl2+2RCOOH锌盐具有以下结构：锌盐既能吸收氯化氢，又能与烯丙基氯结合。+++

•产品介绍硬脂酸铅Pb(C17H35CO2)2硬脂酸钙Ca(C17H35CO2)2硬脂酸锌Zn(C17H35CO2)2硬脂酸镁Mg(C17H35CO2)2月桂酸镉Cd(C17H35CO2)2月桂酸锌Zn(C17H35CO2)2月桂酸钙Ca(C17H35CO2)2有机锡•作用机理++22•产品介绍二月桂酸二丁基锡月桂酸马来酸二丁基锡马来酸单丁酯二丁基锡-巯基丙酸二正辛酯锡3、有机辅助稳定剂亚磷酸酯

亚磷酸酯是过氧化物的分解剂，也是辅助热稳定剂。•金属离子螯合剂•置换烯丙基氯环氧化合物•捕捉氯化氢•置换烯丙基氯多元醇

螯合金属离子，抑制对热降解的催化作用。-二酮化合物五、光稳定剂(lightstabilizer)1、定义

能吸收紫外线，阻止高分子自动氧化、降解的化学品称光稳定剂。2、光降解••尼龙吸收紫外线发生以下降解反应：•+•链的断裂有二种方式：••3、光稳定剂作用机理紫外光吸收剂•二苯甲酮类放热+h'•水杨酸类水杨酸吸收紫外线后，分子重排成二苯甲酮类紫外光吸收剂。•苯并三唑类猝灭剂猝灭剂作用是转移聚合物分子因吸收紫外线后所产生的激发态能，防止聚合物产生游离基。转离方式：•A(激发态聚合物)+Q(猝灭剂)A+Q

Q

自由基捕获剂

常用受阻胺光稳定剂••••••••4、产品介绍二苯甲酮类

•2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)•2,4-二羟基二苯甲酮水杨酸酯如p,p‘-次异丙基双酚双水杨酸酯(UV-BAD)苯并三唑类

•UV-9•Tinuvin900三嗪类

•2,4，6-三(2‘,4’-二羟基苯基)-1,3，5三嗪(a)如与溴代正丁烷进行丁氧基化反应，则得：(b)(c)镍螯合物

•硫代双酚型AM-101：•二硫代氨基甲酸镍

如UV-NBC：•膦酸单酯镍受阻胺类

LS-744光稳定剂770六、阻燃剂(fireretardant)1、燃烧过程

RHR•+H•H•+O2HO•+O•R•+O2R1CHO+OH•OH•+RHR•+H2O2、阻燃机理保护膜机理•玻璃状薄膜R4PXR3P+RX2R3P+O22R3PO聚磷酸盐聚磷酸盐覆盖于燃烧物上，阻止氧与燃烧物接触。硼酸也能起同样作用。•焦炭隔热层不燃性气体RXR•+X•X•+AHHX+A•HX是难燃气体，稀释空气中的氧，且比空气重，降在物体表面。冷却机理氢氧化铝和氢氧化镁分解吸热，降低物体表面温度Al(OH)3250°CAl2O3+3H2O–300kJ/molMg(OH)2340°CMgO+H2O–44.8kJ/mol链终止HO•+HXX•+H2O3、产品介绍添加型•六氯环戊二烯•六溴环十二烷•十溴二苯醚磷酸酯•见磷酸酯增塑剂•含卤磷酸酯磷酸三（－氯乙基）酯（Cl-CH2—CH2O)3P=O磷酸双（2,3－二溴丙酯）二氯丙酯•膦酸酯•卤化磷•-无机•氢氧化铝