合成材料助剂

合成材料助剂第1页，课件共104页，创作于2023年2月第2页，课件共104页，创作于2023年2月1.2合成材料助剂的分类：

(1)化学结构：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)助剂的应用对象：塑料助剂、橡胶助剂、合成纤维助剂。第3页，课件共104页，创作于2023年2月（3）按照其功能分类：抗老剂如抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂等改善机械性能的助剂如硫化剂、硫化促进剂、抗冲击剂、偶联剂等改善加工性能的助剂润滑剂、脱模剂、软化剂、塑解剂等柔软化和轻质化的助剂发泡剂等

改进表面性能和外观的助剂抗静电剂、防雾滴剂、着色剂等阻燃添加剂,阻燃剂、烟雾抑制剂等第4页，课件共104页，创作于2023年2月1.3合成材料助剂的应用

助剂和聚合物的关系是互为依存的关系。聚合物只有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150℃下只需0.5h就脆化。如果在树脂中加入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十分有用的通用塑料。第5页，课件共104页，创作于2023年2月1.4助剂在应用中需注意的问题

（1）助剂与聚合物的配伍性

助剂与聚合物的配伍性，实际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。如果相容性不好，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，则称作“渗出”或“出汗”。相容性第6页，课件共104页，创作于2023年2月助剂和聚合物的相容性主要取决于它们的结构相似性。无机填充剂等不溶于聚合物的助剂。

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互相影响。粒径细化表面改性稳定性第7页，课件共104页，创作于2023年2月（2）助剂的耐久性

这是选择助剂时必须考虑的问题。助剂的损失主要有三条途径：挥发抽出迁移

第8页，课件共104页，创作于2023年2月（3）助剂的加工适应性

某些聚合物的加工条件比较苛刻，如加工温度高、时间长等，因此必须考虑助剂能否适应。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。注意助剂对模具和加工设备的腐蚀作用的影响。第9页，课件共104页，创作于2023年2月（4）助剂必须适应产品的最终用途

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。助剂的毒性问题已经引起广泛的注意，特别是添加了助剂的食品和药物包装材料、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。第10页，课件共104页，创作于2023年2月（5）助剂配合中相互作用

不同助剂之间常常会相互增效，即起所谓的“协同作用”。配方选择不当，有可能产生助剂之间的“相抗作用”。

第11页，课件共104页，创作于2023年2月2增塑剂

2.1概述定义：凡添加到聚合物体系中，能使聚合物体系增加塑性的物质。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，一般不与塑料发生化学反应。邻苯二甲酸酯第12页，课件共104页，创作于2023年2月增塑剂在所有塑料助剂中用量最大。我国总产能约为100万吨，增塑剂以综合性能佳、价格优的邻苯二甲酸酯为主，世界四大生产和消费国家和地区─美国、西欧、日本、中国的消费量占70％～90％。增塑剂的用量第13页，课件共104页，创作于2023年2月增塑剂的作用原理：削弱聚合物分子间的次价键，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶性，因而增加了聚合物的塑性，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。

第14页，课件共104页，创作于2023年2月增塑剂的分类：（1）按相容性的差异分：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。辅助增塑剂即非溶剂型增塑剂，一般不能进入树脂分子链的结晶区，只能与主增塑剂配合使用，所以也称增量剂。增塑剂总量中的75－80%应用于聚氯乙烯塑料。第15页，课件共104页，创作于2023年2月（2）按作用方式分：

内增塑剂和外增塑剂

内增塑剂是在聚合过程中加入的第二单体，以进行共聚对聚合物进行改性。如氯乙烯-醋酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。优点：相容性优异。缺点：通用性差，使用温度范围窄。

第16页，课件共104页，创作于2023年2月外增塑剂是高沸点难挥发的液体或低熔点固体，将其添加到需要增塑的聚合物中，可以增加聚合物的塑性。外增塑剂不与聚合物发生化学反应，和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶涨作用，与聚合物形成一种固体溶液。优点：性能全面、生产和使用方便。缺点：相容性差。

第17页，课件共104页，创作于2023年2月（3）按分子的化学结构分：

单体型和聚合物型

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。

第18页，课件共104页，创作于2023年2月（4）按增塑剂的应用特性分：

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，具有良好的低温柔曲性能，称为耐寒增塑剂，而磷酸酯类有阻燃性能，称为阻燃增塑剂。

第19页，课件共104页，创作于2023年2月（5）按化学结构分：

①邻苯二甲酸酯(如：DBP．DOP．DIDP)②脂肪族二元酸酯(如：己二酸二辛酯DOA，癸二酸二辛酯DOS)③磷酸酯(如：磷酸三甲苯酯TCP，磷酸甲苯二苯酯CDP)④环氧化合物(如：环氧化大豆油，环氧油酸丁酯)⑤聚合型增塑剂(如：己二酸丙二醇聚酯)第20页，课件共104页，创作于2023年2月⑥苯多酸酯(如：1，2．4一偏苯三酸三异辛酯)⑦含氯增塑剂(如：氯化石蜡、五氯硬酯酸甲酯)⑧烷基磺酸酯

⑨多元醇酯

第21页，课件共104页，创作于2023年2月2.2对增塑剂的基本要求

（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（5）耐水、油和有机溶剂等抽出（6）耐寒性好，低温柔软性良好第22页，课件共104页，创作于2023年2月（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）价格低廉

第23页，课件共104页，创作于2023年2月2.3增塑剂的结构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结构所决定的。（1）增塑剂与聚合物化学结构上的类似性如果增塑剂与聚合物具有类似的化学结构，就能得到较好塑化效果。

第24页，课件共104页，创作于2023年2月（2）极性部分的结构

酯型结构

绝大部分增塑剂都含有1-3个酯基，一般随着酯基数目的增多，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。

第25页，课件共104页，创作于2023年2月（3）非极性部分的结构常用增塑剂，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增加，耐寒性和耐挥发性提高，但相容性、塑化效率等相应降低。第26页，课件共104页，创作于2023年2月对PVC而言，一个性能良好的增塑剂，其分子结构应该具备以下几点：①相对分子量在300-500；②具有2-3个极性强的极性基团；③非极性部分与极性部分的比例适当；④分子形状成直链形，少分支。第27页，课件共104页，创作于2023年2月2.4增塑剂的主要品种

（1）苯二甲酸酯类苯二甲酸酯类是增塑剂中最重要的品种，品种多、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，它们一般都具有适度的极性，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、生产工艺简单、原料便宜易得、成本低廉等优点。

第28页，课件共104页，创作于2023年2月由邻苯二甲酸酐与各种醇类酯化可以制取多品种的邻苯二甲酸酯类系列化合物，其结构通式为：R1、R2为C1-C13烷基或环烷基或苯基或苄基等。

结构通式：第29页，课件共104页，创作于2023年2月邻苯二甲酸二辛酯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是其主导产品。无色或淡黄色油状透明液体。增塑效率高，挥发性小，耐紫外光，耐水抽出，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。第30页，课件共104页，创作于2023年2月溶解性：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，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、硝酸纤维素、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。

第31页，课件共104页，创作于2023年2月增塑：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；作为合成橡胶如丁腈橡胶的软化剂，能够改善制品的回弹性，降低压缩永久变形，而且对胶料的硫化无影响。

第32页，课件共104页，创作于2023年2月

安全性：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。

第33页，课件共104页，创作于2023年2月（2）脂肪族二元酸酯

化学结构通式：

式中n一般为2-11，即由丙二酸至十三烷二酸。R1、R2一般为C4-C11烷基或环烷基，R1与R2可以相同也可以不同。使总碳数在18-26之间，以保证增塑剂与树脂获得较好的相容性和低挥发性。

第34页，课件共104页，创作于2023年2月脂肪族二元酸酯增塑剂约为增塑剂产量的5%。主要品种：癸二酸二(2-乙基)己酯,通称癸二酸二辛酯（简称DOS）癸二酸二丁酯（DBS）己二酸二(2-乙基)己酯（DOA）

第35页，课件共104页，创作于2023年2月（3）磷酸酯

磷酸酯的化学结构通式如下：

式中R1、R2、R3为烷基、卤代烷基或芳基。

第36页，课件共104页，创作于2023年2月主要品种：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。主要缺点：价格较贵、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唯一磷酸酯类增塑剂。第37页，课件共104页，创作于2023年2月2.5增塑剂DOP的生产

DOP制造该技术包括酯化、脱醇、中和水洗、汽提、过滤、醇回收、原料及成品等工序。

第38页，课件共104页，创作于2023年2月（1）酯化反应原理

酯化反应为比较典型的可逆反应。如何提高酯的收率？第39页，课件共104页，创作于2023年2月提高生产效率注意以下几点：①原料之一过量，一般为醇过量，使平衡反应尽量向右移动；②将反应生成的产物水或酯及时从反应系统中除去，促进酯化反应完全。③采用催化剂和提高反应温度提高反应速度。

第40页，课件共104页，创作于2023年2月催化剂：酸性催化剂酯化过程中，H+对酯化反应有较好的催化作用。硫酸、对甲苯磺酸等是工业上广泛使用的催化剂，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、反应时间短、价廉易得。缺点：产物易着色、产生废液。

第41页，课件共104页，创作于2023年2月非酸性催化剂①铝的化合物，如氧化铝、铝酸钠，含水Al2O3+NaOH等；②氧化钛、钛酸四丁酯等；③氧化锌、氧化镁等；④氧化锑、羧酸铋等。

第42页，课件共104页，创作于2023年2月（2）间歇法DOP的生产工艺过程

苯酐与2-乙基己醇重量比=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，改变品种容易。缺点：原料消耗高、能耗高、劳动生产率低、产品质量不稳定。

第43页，课件共104页，创作于2023年2月第44页，课件共104页，创作于2023年2月（3）连续法DOP的生产工艺过程

优点：流程简单、产品质量优良、不产生废水、节能降耗明显。

第45页，课件共104页，创作于2023年2月（4）DOP的生产的发展方向

①连续化生产。②采用非酸性催化剂工艺生产。③大型化，10万t/y，我国的DOP已经主要集中于约10家公司生产，对提高DOP的质量是非常有益的。

第46页，课件共104页，创作于2023年2月2.7增塑剂的毒性上世纪80年代起，欧盟和美国就不断有研究报导，证明主增塑剂邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（简称DOP）对动物具有致癌性和其它毒性。所以，欧盟、日本，首先在食品包装、医疗用品、儿童玩具及其它与人体密切接触的PVC用品上，对使用DOP、DBP等多种邻苯二甲酸酯类增塑剂进行限制。第47页，课件共104页，创作于2023年2月增塑剂的毒性近几年来，对原来认为无毒的己二酸二辛酯（DEHA，简称DOA，在国家标准GB9865-2003中列为第一个、最高使用量35%的增塑剂）通过毒理实验，发现也能使动物致癌，所以相继在许多PVC用品上被限制使用。这也就是韩国、日本禁止使用含DEHA保鲜膜的原因。第48页，课件共104页，创作于2023年2月增塑剂的毒性国外正在大力推广称为无毒的或环保及可生物降解的增塑剂。该产品无毒，增塑效率高，具防霉性。主要技术参数：色泽（铂-钻）＜30，酸值（mgKOH/g）＜0.08，含量＞98％，闪点（开口杯式）≥180℃，加热减重＜0.3。柠檬酸酯类产品作为一种新型“绿色”环保塑料增塑剂。柠檬酸三丁酯（TBC）

第49页，课件共104页，创作于2023年2月用于食品及医药仪器包装、化妆品、日用品、玩具、军用品等领域，同时也是重要的化工中间体。乙酰柠檬酸酯性能更为优越，用途更广，不仅是无毒无味的“绿色”塑料增塑剂，还可作为聚偏氯乙烯稳定剂、薄膜与金属粘合的改良剂，其粘合物长时间浸泡于水中仍具有很强的粘合力。

第50页，课件共104页，创作于2023年2月3阻燃剂

3.1概述（1）概念：减缓合成材料燃烧性能的助剂称阻燃剂。目的：使可燃性材料成为难燃性，即在接触火源时燃烧速度很慢，当离开火源时能很快停止燃烧而熄灭。第51页，课件共104页，创作于2023年2月目前，聚合物的阻燃性普遍受到人们的重视，许多国家都制订了各种耐火标准，达不到阻燃标准的制品不准销售。因此阻燃剂的产量一般都很高，如美国阻燃剂的产量在塑料助剂中仅次于增塑剂，占第二位。1980年美国阻燃剂用量达45.4万吨，其中氢氧化铝占l／3。第52页，课件共104页，创作于2023年2月（2）阻燃剂的分类

①按组成分类：

磷+氮系有机阻燃剂磷+卤素系氮系卤素系阻燃剂其它

硼化合物无机阻燃剂三氧化二锑氢氧化铝其它

磷系第53页，课件共104页，创作于2023年2月②按使用方法分类

含环氧基化合物

无机阻燃剂添加型乙烯基衍生物阻燃剂反应型有机阻燃剂含氯化合物含羟基化合物第54页，课件共104页，创作于2023年2月（3）对阻燃剂的基本要求

①不损害聚合物的物理机械性能；②分解温度必须与聚合物的热分解温度相适应；③耐久性好；④具有耐候性；⑤价格低。

第55页，课件共104页，创作于2023年2月3.2聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理

（1）聚合物的燃烧燃料、氧和温度是维持燃烧的三个基本要素。第56页，课件共104页，创作于2023年2月燃烧过程是一个非常复杂的急剧氧化过程，包含种种因素，除去其中任何一个因素都将减慢燃烧速度。燃烧过程属于自由基反应机理，因此，当链终止速度超过链增长速度时，火焰即熄灭。

第57页，课件共104页，创作于2023年2月聚合物燃烧过程示意图

第58页，课件共104页，创作于2023年2月氧指数在0.21可作为可作为可燃性聚合物与不燃性聚合物在空气中燃烧的分类标准，但考虑到实际燃烧中总有一部分对流加热存在，故以氧指数0.27为自熄性材料标准。聚苯乙烯、丙烯酸树脂是易燃的；聚碳酸酯、酚醛树脂等是难燃性的。

燃烧性能的测量：氧指数法第59页，课件共104页，创作于2023年2月（2）阻燃剂的阻燃机理

阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。

第60页，课件共104页，创作于2023年2月①吸热作用

任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果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，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。Al(OH)3阻燃剂发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性，提高其自身的阻燃能力。第61页，课件共104页，创作于2023年2月②覆盖作用

在可燃材料中加入阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形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，从而达到阻燃目的。如有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

第62页，课件共104页，创作于2023年2月③抑制链反应

根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂，它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近，当聚合物受热分解时，阻燃剂也同时挥发出来。第63页，课件共104页，创作于2023年2月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燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。

在聚合物热分解产生可燃性气体的同时，如果聚合物-阻燃剂体系能分解产生不燃气体，如H2O、N2、HCl、HBr、CO2、NH3等。

阻燃剂实际上是上述各种因素综合在一起的一个复杂的过程。

第64页，课件共104页，创作于2023年2月（3）阻燃剂的性能比较

目前常用的阻燃剂:有机卤系、有机磷系、无机系。有机卤系阻燃剂中，溴系阻燃剂使用范围较广，它主要的特点是阻燃效率高、用量少，对材料的性能影响小等，但在热裂及燃烧时生成大量的烟尘及腐蚀性气体。第65页，课件共104页，创作于2023年2月有机磷系阻燃剂作为一种无卤的阻燃剂，有效地克服了含卤阻燃剂的缺点，具有阻燃、隔热、隔氧功能，且生烟量少，也不易形成有毒气体和腐蚀性气体等优点，适应时代对环保的要求。无机阻燃剂的最大优点是低毒、低烟或抑烟、低腐蚀，且价格低廉，但由于所需添加量较大，限制了它们的应用。第66页，课件共104页，创作于2023年2月表一几类常用阻燃剂的性能比较类型有机卤系有机磷系无机系代表产品溴系、氯系等磷酸酯、含卤磷酸酯等氢氧化铝、氧化锑、无机磷化物、硼酸锌等阻燃机理抑制链反应覆盖作用、抑制链反应吸热作用、覆盖作用、不燃气体的窒息作用毒性放出有毒、腐蚀性气体低毒、低腐蚀低毒、低腐蚀价格价格适中价格适中较低主要缺点燃烧烟雾大、放出有毒腐蚀性气体、燃烧多熔融挥发性大、抗水性差、阻燃性不足添加量较大，填充量高影响材料的物理机械性能第67页，课件共104页，创作于2023年2月3.3常见阻燃剂的品种

添加型阻燃剂含氯量为70%的氯化石蜡这是一种白色粉末．熔程95-120℃，含氯量70％，比重1.60-1.70。化学稳定性好，在常温下不与水、氧化剂、稀碱溶液起反应。无味、无毒。第68页，课件共104页，创作于2023年2月三氧化二锑这是一种白色粉末，加热熔融时为黄色液体，溶解于浓盐酸、硫酸、碱及酒石酸溶液中，不溶于水和硝酸。本品吸入后会刺激呼吸器官，对眼、鼻、喉有刺激作用，与皮肤接触可引起皮炎。第69页，课件共104页，创作于2023年2月水合氧化铝也可称为氢氧化铝，无毒，是白色单斜晶体。溶于热盐酸、硫酸和碱类，不溶于水和乙醇，在300℃时失去水份。硼酸锌（水合硼酸锌）分子式：2ZnO·3B2O3·3.5H2O分子量：434.5

硼酸锌是无机添加型阻燃剂，其特点是为热稳定性好，即能阻燃又能消烟。第70页，课件共104页，创作于2023年2月反应型阻燃剂四溴双酚A淡黄色粉末，可溶于冰醋酸、甲醇、丙酮、苯等有机溶剂和氢氧化钠水溶液中，不溶于水。四氯邻苯二甲酸酐

可溶于苯、氯苯，微溶于水，生成四氯二甲酸。其钾、钠盐易溶于水。

第71页，课件共104页，创作于2023年2月3.4阻燃剂的发展现状

世界上阻燃剂产量每年以10－15%的速度递增。目前全球阻燃剂总消费量已超过100万吨。

1998年各国阻燃剂使用量及比例

国家（使用量）溴系氯系磷系无机系美国（35万t）27％11％12％48％日本（18万t）43％3％7％46％欧洲（48万t）20％10％15％52％第72页，课件共104页，创作于2023年2月3.5阻燃剂的发展方向

改进阻燃剂的缺点

阻燃剂对人的生命威胁最大的是阻燃剂产生的烟气和毒气。美国建筑火灾的分析表明，其中因中毒和缺氧而致死的占75.5%，被火焰直接烧死的仅占24.4%。不断改进各类阻燃剂自身缺点才能使阻燃剂有更好的发展前景。

第73页，课件共104页，创作于2023年2月开发新型低毒低烟、无污染的阻燃剂

欧洲已经开始限制含卤阻燃剂的销售，日本禁止使用使电缆燃烧时产生酸性气体的阻燃剂，美国已制定了采用低卤电缆包覆层的规定。不久的未来，含卤阻燃体系将会被无卤阻燃体系替代。第74页，课件共104页，创作于2023年2月膨胀型阻燃剂

膨胀型阻燃剂是近年来国际阻燃领域广为关注的新型复合阻燃剂。它具备了独特的阻燃机制和无卤、低烟、低毒的特性。与传统的卤系阻燃剂相比，这种阻燃系统在燃烧过程中大大减少了有毒及腐蚀性气体的生成，因而受到阻燃界的一致推崇，是今后阻燃材料发展的主流。

第75页，课件共104页，创作于2023年2月纳米级阻燃剂

纳米技术是近年来倍受人们关注的一门新兴科学技术。采用纳米技术开发生产纳米级阻燃剂是阻燃剂领域的新产品。如纳米级氢氧化镁，具有纯度高、粒度超级细化、阻燃性能好等优点，有很好的发展潜力。

研究开展新型的低毒、低烟雾、无害化、高效阻燃抑烟型阻燃剂是阻燃剂发展的重要趋势。

第76页，课件共104页，创作于2023年2月3.6阻燃剂十溴二苯醚的生产

分子量959，其它名称有DBOPO，FR-10白色或淡黄色粉末，熔点范围：304-309℃，溴含量83.3%。几乎不溶于所有溶剂。热稳定好，无毒无污染。

第77页，课件共104页，创作于2023年2月

反应原理二苯醚在卤代催化剂存在下（如铁粉）和溴进行反应：

+cat+①溶剂法将二苯醚溶于溶剂中加入催化剂，然后加入溴进行反应，反应结束后过滤、洗涤干燥，即可得十溴二苯醚。常用的溶剂有二溴乙烷、二氯乙烷、二溴甲烷、四氯乙烷、四氯化碳等。第78页，课件共104页，创作于2023年2月②过量溴化法即用过量的溴作溶剂的溴化法。将催化剂溶解在溴中，向溴中滴加二苯醚进行反应。反应结束后，将过量的溴蒸出，中和、过滤、干燥，即得十溴二苯醚。

过滤

二苯醚溴/催化剂

HBr溴化蒸馏溴

中和干燥产品NaOH水溶液

第79页，课件共104页，创作于2023年2月4抗氧剂

4.1概述（1）高分子材料的老化现象高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这种现象就是老化。老化是一种不可逆的变化，它是高分子材料的通病。第80页，课件共104页，创作于2023年2月老化现象：①外观的变化，如出现污渍、斑点裂缝及光泽、颜色改变等。②物理性能的变化，包括溶解性、溶胀性、流变性等。③力学性能的变化，如抗拉、伸长、弯曲等。④电性能的变化，如介电损耗、击穿电压、电阻等。

第81页，课件共104页，创作于2023年2月老化的原因外因：①物理因素：如光、热、应力、电场、射线等；②化学因素如：氧、臭氧、重金属离子、化学介质等；③生物等因素如微生物、昆虫等。高分子老化和防老化的研究是分不开的，防老化的目的在于提高高分子的使用寿命。第82页，课件共104页，创作于2023年2月内因：①高分子材料的分子结构；②所用助剂；③加工方法。第83页，课件共104页，创作于2023年2月（2）抗氧剂的分类和基本要求

抗氧剂种类：取代酚类、芳香族胺类、亚磷酸酯类、含硫酯类等。第84页，课件共104页，创作于2023年2月基本要求:①耐高温性能好，挥发低，无变色及污染；②在聚合物中溶解度高，无喷霜现象，效率较高；③对光、热、水、氧的稳定性好，无抗氧效率下降的情况出现；④环保无毒，符合卫生标准要求。第85页，课件共104页，创作于2023年2月4.2氧化和抗氧化的基本原理

（1）聚合物的氧化降解聚合物的降解是指聚合物分子量变小的化学反应过程的总称，其中包括解聚、无规断链、侧基和低分子物的脱除等反应。影响降解的物理—化学因素很多，如热、机械力、超声波、光、氧、水、化学药品、微生物等。

第86页，课件共104页，创作于2023年2月这一过程的一个重要特点是一旦氧化反应开始，将引发一个循环式的加速降解链反应而一直进行下去，直到使用稳定剂终止该循环的氧化反应。

第87页，课件共104页，创作于2023年2月①链终止型抗氧剂自由基捕获体如碳黑、醌等；电子给予体如某些变价金属；氢给予体如仲芳胺、受阻酚化合物。

②预防性抗氧剂过氧化物分解剂如硫化物、亚磷酸酯等；金属离子钝化剂如酰胺和酰肼类化合物。

（2）抗氧化的基本作用原理

第88页，课件共104页，创作于2023年2月4.3抗氧剂主要品种

（1）胺类抗氧剂胺类抗氧剂广泛应用于合成材料中，是一类发展最早、效果最好的抗氧剂，它不仅对氧，而且对臭氧均有很好的防护作用，对光、热、曲挠、铜害的防护也很突出。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，但使制品变色，因此它们多用于对制品颜色要求不高的材料中。第89页，课件共104页，创作于2023年2月N-苯基-2-萘胺（防丁）：

N-苯基-1-萘胺（防甲）：

N-苯基-N`-环己基对苯二胺（4010）：

第90页，课件共104页，创作于2023年2月N-异丙基--N`-苯基对苯二胺（4010NA）：

N-异己基--N`-苯基对苯二胺（4020）

第91页，课件共104页，创作于2023年2月（2）酚类抗氧剂

酚类抗氧剂品种繁多。酚类抗氧剂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浅色制品。这类抗氧剂大多数都含有受阻酚的结构，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。大多数酚类抗氧剂具有受阻酚的化学结构：

第92页，课件共104页，创作于2023年2月式中R为-CH3、-CH2-、-S-;X为–C(CH3)3。

第93页，课件共104页，创作于2023年2月常用的抗氧剂：

2，6-二叔丁基-4-甲酚（264）

苯乙烯化苯酚（SP）

第94页，课件共104页，创作于2023年2月（3）二价硫化物和亚磷酸酯类

二价硫化物和亚磷酸酯是一类过氧化物分解剂，因而属于辅助抗氧剂。它们能分解过氧化物产生稳定化合物，从而阻止氧化作用，主要品种：第95页，课件共104页，创作于2023年2月硫代二丙酸二月桂酯（DLTP）：

硫代二丙酸双十八酯（DSTP）：

第96页，课件共104页，创作于2023年2月5热稳定剂

主要用于