助剂工艺及化学复习题公开课一等奖课件省课获奖课件

助剂化学及工艺学AddictivechemistryandTechnology复习资料第1页1.1助剂概念及应用又称添加剂(additives)。广义上，助剂是泛指某些材料和产品在生产和加工过程中为改善生产工艺和产品性能而加入辅助物质。狭义上，助剂是指那些为改善某些材料加工性能和最后产品性能而分散在材料中，对材料构造无显著影响少许化学物质。关键点：改善性能、工艺22023/10/10助剂化学及工艺学Help.Assist第2页32023/10/10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润滑添加剂第九章偶联剂第十章发泡剂与消泡剂第3页42023/10/10助剂化学及工艺学环境保护性耐久性1.4助剂选用标准助剂混合使用中协同效应与反抗作用与制品配伍性对加工条件适应性对制品用途适应性2.助剂本身3.助剂与环境1.助剂与助剂“321准则”结合实例记背！第4页选择助剂时应考虑下列几个问题：

“3”助剂与制品配伍性助剂配伍性是指助剂与制品中聚合物相容性、分散性和它们互相之间稳定性，不然就会析出（喷霜或渗出）或无机填料沉淀，致使助剂功能难显。当然也有某些助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。助剂对加工条件适应性加工条件对助剂要求，最主要是耐热性，即要求援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。助剂对制品用途适应性不一样用途制品对所欲采取助剂外观、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、药品包装材料、水管、医疗器械、玩具、塑料和橡胶制品上及纺织制品上。52023/10/10助剂化学及工艺学1.4助剂选用标准第5页“2”助剂耐久性助剂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。重视助剂环境保护性选择助剂应以环境保护观念为指导，性能再好助剂，若是环境保护不过关，只能弃之。一定要选用无毒害、无过敏、无刺激、无污染等助剂。

“1”助剂混合使用中协同效应与反抗作用两种或多种助剂混合使用效果高于相同配量单一助剂，这种现象称之为“协同效应”或“增效作用”；等于相同配量单一助剂之和成为加和效应；而效果不大于它们各自单独使用效果或加和，称为反抗效应。因此选择助剂配合时一定要考虑选择具有协同作用不一样助剂，而避免发生反抗作用。62023/10/10助剂化学及工艺学1.4助剂选用标准第6页助剂化学及工艺学AdditivechemistryandTechnology第二章增塑剂第7页增塑剂定义一种加入到高分子聚合体系中增加塑料制品可塑性、柔韧性或膨胀性物质。宏观体现：硬度、模量、Tg和催化温度下降；伸长率、柔韧性提升。一般是沸点高、难挥发液体或低熔固体。82023/10/10助剂化学及工艺学2.1增塑剂定义、性能要求及分类第8页92023/10/10助剂化学及工艺学2.1增塑剂定义、性能要求及分类增塑剂分类按与被增塑物相容性分类

主增塑剂主增塑剂与被增塑物相容性好，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。辅助增塑剂与被增塑物相容性良好，重量相容比几乎可达1：3，一般不单独使用，与合适主增塑剂配合使用。如脂肪族酸酯类，多元醇酯类，脂肪酸单酯类环氧酯类等。增量剂与被增塑物相容性较差。重量相容比低于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，用以减少成本或改善某些性能。如含氯化合物。知识点1第9页102023/10/10助剂化学及工艺学2.2增塑机理被广为接收一种理论：由于增塑剂加入，材料中高聚物分子链间聚集作用削弱而造成。增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，削弱了聚合物分子链间引力，成果增加了聚合物分子链移动性，减少聚合物分子链结晶度，从而增加聚合物塑性。知识点2第10页11助剂化学及工艺学2023.01氢键结晶范德华力2.2增塑机理聚合物分子间作用力2023/10/10色散力：由于微小瞬间偶极互相作用而产生。诱导力：极性分子固有偶极对非极性分子产生诱导而引发作用力。取向力：极性分子固有偶极互相作用而产生。极性分子互相作用特殊情况，它是由两个带有带负电性很大而原子半径较小原子（如F、O、N原子等）相结合。分子链从杂乱无章状态紧密折叠形成有规状态，即结晶态。第11页122023/10/10助剂化学及工艺学2.2增塑机理聚合物/增塑剂体系中存在几个作用力聚合物分子与聚合物分子间作用力(I)；增塑剂本身分子间作用力(II)；增塑剂与聚合物分子间作用力(III)。聚合物增塑剂(I)(II)(III)第12页132023/10/10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，非极性增塑剂主要作用，是通过聚合物－增塑剂间“溶剂化”作用来增大分子间距离，削弱它们之间本来就很小作用力；2.2增塑机理重点：增塑剂三种增塑作用形式：第13页142023/10/10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极性基团与聚合物分子极性基团“互相作用”，破坏了原聚合物分子间极性连接，减少了连接点，削弱了分子间作用力，增大了聚合物塑性；2.2增塑机理第14页152023/10/10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，非极性增塑剂分子遮蔽了聚合物极性基团，使相邻聚合物分子极性基不发生或很少发生“作用”，从而削弱聚合物分子间作用力，达成增塑目标。在一种增塑过程中，也许同步存在着几个作用。2.2增塑机理第15页162023/10/10助剂化学及工艺学2.3增塑剂化学与工艺1.邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸酯通式如下列图所示，R1，R2是C1~C13烷基、环烷基、苯基、苄基等。最广泛应用一类主增塑剂。DOP:邻苯二甲酸二辛酯以它为通用增塑剂标准，任何其他增塑剂都是以它为基准来加以比较。知识点3第16页172023/10/10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使用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，是具有多功能主增塑剂。第17页4.环氧化物辅助增塑剂主要用于PVC，不但有增塑作用，并且可起到稳定剂作用。

低毒性：用作食品医药包装。 常用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。182023/10/10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酯类。辅助增塑剂第18页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。192023/10/10助剂化学及工艺学2.3增塑剂化学与工艺第19页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202023/10/10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长处；同步苯多酸酯相容性、加工类、低温性能等又类似于单体型邻苯二甲酸酯。兼具有单体型增塑剂和聚酯增塑剂二者长处。第20页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、小朋友玩具以及个人卫生用具等方面。212023/10/10助剂化学及工艺学2.3增塑剂化学与工艺第21页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组成，如酯基（）、氯原子（-Cl）、环氧基（）等.非极性部分为具有一定长度烷基，如芳环、酯环族、脂肪族等。具有不一样极性基团化合物具有不一样特点：如邻苯二甲酸酯相容性好，增塑效果好，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、双季戊四醇酯耐热性能好；脂肪族二元酸酯耐寒性优良；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。222023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系第22页构造与增塑剂效率关系从化学构造上看，低分子量增塑剂较高分子量增塑剂对PVC增塑效率高。而伴随增塑剂分子极性增加，烷基支链化强度提升和芳环构造增多，都会使增塑效率下降。在碳原子数和构造相同情况下：为己二酸>邻苯二甲酸>偏苯三酸酯。232023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系第23页构造与耐寒性关系一般，相容性良好增塑剂耐寒性都较差，尤其是当增塑剂具有环状构造时耐寒性显著性减少。以直链亚甲基为主体脂肪族酯类具有良好耐寒性。具有直链烷基增塑剂，耐寒性是良好。伴随烷基直链增加，耐寒性也对应变差。一般烷基链越长，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，其耐寒性较差原因在于低温下环状构造或支链构造在聚合物分子链中运动困难。不一样构造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。

242023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系第24页构造与耐老化性关系烷基支链多增塑剂，耐热性就相对差些，如具有支链醇酯增塑剂耐热性比对应正构醇酯差些（由于叔氢原子更容易受羰基吸引而氧化分解）。在增塑剂（如DIDP、DOP）中加入抗氧剂可显著改善热稳定性。具有R1R2RCH碳链构造增塑剂，因易生成叔丁基游离基，耐热性、耐氧化性差，但具有R3R2R1RC碳链构造增塑剂，则对热、氧都稳定，这是由于季碳原子上没有氢缘故。环氧增塑剂不但能够避免制品加工时着色，并且还能使制品得到良好耐候性。因此环氧增塑剂又能够作为稳定剂使用。

252023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系第25页构造与耐久性关系增塑剂耐久性与增塑剂分子量及分子构造有密切关系。要得到良好耐久性，增塑剂分子量必须在350以上。耐久性包括耐挥发性、耐抽出性和耐迁移性。1、与耐挥发性关系分子量小增塑剂挥发性大，假如仅从耐挥发性来考虑，增塑剂分子量最佳在500以上；一般与PVC树脂相容性好增塑剂其挥发性较大；分子内具有体积较大基团增塑剂，挥发性较小。262023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系第26页2、与耐抽出性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，其烷基相对百分比大，耐水性、耐肥皂水性好，而耐油性、耐溶剂性差，相反，苯基、酯基多极性增塑剂和烷基支链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是分子量，高分子量聚酯耐挥发性、耐抽出性和耐迁移性良好，但耐寒性和塑化效率较差。一般来讲，聚酯类增塑剂是耐久性优良增塑剂，多用于需要耐油和耐热制品中。3、与耐迁移性关系增塑剂分子量大，具有支链构造或环状构造增塑剂是较难迁移，如DNP、TCP及聚酯类增塑剂。

272023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系第27页构造域电绝缘性关系极性较强增塑剂（如磷酸酯类）有较好电性能，极性较弱增塑剂（如癸二酸酯类）电性能较差；另一方面，分子支链较多、体积电阻低有较好电性能。282023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系构造与难燃性关系具有阻燃性增塑剂：磷酸酯类氯化石蜡氯化脂肪酸第28页292023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系构造与毒性关系一般增塑剂或多或少都是有一定毒性。环氧增塑剂是毒性较低一类增塑剂。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一类增塑剂。第29页构造与耐霉菌性关系302023/10/10助剂化学及工艺学2.4增塑剂构造与性能关系易受霉菌侵蚀：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）第30页助剂化学及工艺学AddictivechemistryandTechnology第三章抗氧剂第31页322023/10/10助剂化学及工艺学

3.1概述定义：高分子材料在加工、贮存和使用过程中都易发生氧化反应，从而使高分子材料强度减少，外观发生变化，物理、化学机械性能变坏，甚至不能使用。抗氧剂是某些很容易与氧作用物质，将它们加入到到材料中，使大气中氧先与它们作用来保护材料免受或延迟氧化。在橡胶工业中，抗氧剂也被称为防老剂。第32页按其功能不一样可分为：链终止型抗氧剂－主抗氧剂制止自由基链传递与增加。预防型抗氧剂－辅助型抗氧剂－过氧化氢分解剂制止或延缓自由基产生332023/10/10助剂化学及工艺学

3.1概述知识点1第33页342023/10/10助剂化学及工艺学3.2高分子材料氧化降解与抗氧剂作用机理1.高分子聚合物氧化降解机理高分子材料氧化老化是一种自动氧化反应。自动氧化反应是指在室温至150℃下，物质按照链式自由基机理进行具有自动催化特性氧化反应。高分子聚合物氧化降解也是由链引发、链增加/链转移、链终止三个阶段所组成。。知识点2第34页高分子材料耐氧化性能与高分子材料构造密切有关，一般说来，高分子材料稳定性越差，在光和热作用下越容易产生自由基，其材料耐氧化能力则越差。甲基、乙基、异丙基与叔丁基自由基稳定性次序如下：另外，当带有不成对电子碳原子与不饱和体系直接相连时，则此单电子能与不饱和体系共轭而使此游离基愈加稳定。如：→聚丙烯比聚乙烯容易氧化，而具有不饱和键高分子材料，如天然橡胶就更容易氧化。352023/10/10助剂化学及工艺学3.2高分子材料氧化降解与抗氧剂作用机理知识点3第35页胺类抗氧剂应用效果较好抗氧剂，但具有较强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。362023/10/10助剂化学及工艺学3.3多种抗氧剂及发展动态酚类抗氧剂所有抗氧剂中不污染、不变色性最佳一类，且低毒或无毒，酚类抗氧剂具有较好发展前景。第36页辅助抗氧剂金属盐、硫化物、硫酯、亚磷酸酯等3.3多种抗氧剂及发展动态第37页助剂化学及工艺学AddictivechemistryandTechnology第四章热稳定剂第38页定义：热稳定剂：为避免聚合材料（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发降解而加入一类物质。（或指那些用来提升能发生非链断裂热降解聚合材料热稳定性物质）。对于耐热性差、容易产生热降解聚合物，在加工时必须采取添加热稳定剂办法提升其耐热性，最典型例子是聚氯乙烯。4.1概述第39页1.合成材料热降解聚合物热降解有三种基本体现形式。①在受热过程中从高分子链上脱落下来多种小分子，例如HCl，NH3，H2O等非链断裂降解②键断裂发生在高分子链上，从而产生了多种无规律低级分子随机链断裂降解；③链断裂仍然发生在高分子链上，但高分子链断裂是有规律，分解生成聚合前单体解聚反应。4.2合成材料热降解及热稳定作用机理知识点1第40页412023/10/10助剂化学及工艺学3.聚合物热降解机理聚合物降解，以PVC树脂受热降解为例，是一种十分复杂过程，一般有下列三种机理：①自由基反应机理；②离子机理；③单分子机理。4.2合成材料热降解及热稳定作用机理第41页3热稳定剂作用机理PVC:热老化主要原因就是受热分解脱去小分子。高分子链上才能在不规则分布引发源—烯丙基氯构造，由于此氯原子活泼性，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降解反应。如要避免或延缓像PVC类聚合材料热老化，消除高分子材料中热降解引发源，如PVC中烯丙基氯构造和不饱和键；消除所有对非链断裂热降解反应具有催化作用物质，如由PVC上解脱下来氯化氢等.4.2合成材料热降解及热稳定作用机理知识点2第42页举例：盐基性铅盐是通过捕捉脱落下来HCl而抑制了它自动催化作用；脂肪酸皂类一方面能够捕捉脱落下来HCl，另一方面是能置换PVC中存在丙烯基氯中氯原子，生成比较稳定酯，从而消除了脱HCl引发源；有机锡类热稳定剂作用机理是：有机锡化合物先与PVC分子链上氯原子配位，而高分子链上活泼氯原子与Y基团交换，从而抑制了PVC脱氯化氢热降解反应。432023/10/10助剂化学及工艺学4.2合成材料热降解及热稳定作用机理第43页442023/10/10助剂化学及工艺学4.3热稳定剂各论及发展趋势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溶体钡/镉/锌硬脂酸镉、月桂酸锌N-烷基马来酰亚胺第44页1.铅稳定剂价格低廉，热稳定性好→我国则主要以铅类稳定剂为主。毒性大，其应用受到一定限制。铅类稳定剂主要是盐基性铅盐，即带有未成盐一氧化铅(俗称为盐基)无机酸铅和有机酸铅。452023/10/10助剂化学及工艺学4.3热稳定剂各论及发展趋势第45页作用机理铅稳定剂主要是通过捕捉分解出HCl而抑制氧化氢对深入分解反应所起催化作用。生成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，起到热稳定作用。462023/10/10助剂化学及工艺学4.3热稳定剂各论及发展趋势+=-知识点2第46页2.金属皂类稳定剂金属皂是指高级脂肪酸金属盐。作为PVC类聚合材料热稳定剂金属皂则主要是硬脂酸，月桂酸，棕榈酸等钡、镉、铅、钙，锌、镁、锶等金属盐。用(RCOO)nM通式来表达。除了高级脂肪酸金属盐以外，尚有芳香族酸，脂肪族酸以及酚或醇类金属盐类，如苯甲酸、水杨酸、环烷酸、烷基酚等金属盐类等。多是液体复合稳定剂主要成份。472023/10/10助剂化学及工艺学4.3热稳定剂各论及发展趋势第47页482023/10/10助剂化学及工艺学4.3热稳定剂各论及发展趋势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：脂肪酸根根据Y不一样分类马来酸盐型脂肪酸盐硫醇盐型特点：具有高度透明性，突出耐热性，低毒并耐硫化污染。第48页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混合物。

金属皂类稳定剂是复合稳定剂主体成份。镉/钡/(锌)皂(通用型)钡/锌皂(耐硫化污染型)钙/锌皂(无毒型)钙/锡一般用双酚A作为抗氧剂，溶剂一般可用矿物油，高级醇，液体石蜡或增塑剂等。492023/10/10助剂化学及工艺学4.3热稳定剂各论及发展趋势知识点3第49页5.有机辅助稳定剂对数以万计有机化合物进行了研究和筛选，其中大多数是含氮、硫、磷等杂原子有机化合物。复配使用：其中尤以亚磷酸酯、环氧化合物、多元醇以及β-二酮化合物使用较多，它们一般被称作有机辅助稳定剂。在无镉配合中有很大作用。502023/10/10助剂化学及工艺学4.3热稳定剂各论及发展趋势第50页助剂化学及工艺学AddictivechemistryandTechnology第五章光稳定剂第51页定义：光氧老化或光老化:高分子材料长期暴露在日光或短期置于强荧光下，由于吸取了紫外线能量，引发了自动氧化反应，造成了聚合物降解，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行措施，称为光稳定，所加入物质称为光稳定剂或紫外光稳定剂。5.1概述第52页按作用机理分类光屏蔽剂，包括炭黑、氧化锌和某些无机颜料；紫外线吸取剂，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，主要是镍有机络合物；自由基捕捉剂，主要是受阻胺类衍生物。5.1概述知识点1第53页光稳定剂应具有条件：能强烈吸取290-400nm波长范围紫外线，或能有效地猝灭激发态分子能量，或具有足够捕捉自由基能力；高分子化合物吸取紫外线后，容易形成电子激发态，这种激发态分子能够引发一系列光物理过程和光化学反应。5.1概述知识点2光化学反应由于紫外线波长短、能量高，它足以使高聚物分子成为激发态或破坏化学键引发自由基链式反应，并同步与氧化相伴发生“光氧老化”或“光氧化反应.、光化学过程：链引发、链增加、链终止第54页2引发光降解主要原因5.2光稳定剂作用机理内因：光敏性杂质是高分子材料光降解主要引发源。外因：离子辐射，超声波、热、机械加工聚合物分子中存在潜在活性基团是光敏性基团。光敏性杂质正是高分子材料光降解主要引发源。染料、颜料、有机溶剂都是单线态氧有效光敏化剂。羰基类物质高聚物合成过程中所使用催化剂知识点3第55页3光稳定剂作用机理聚合物光稳定过程须从如下几个方面进行：(1)紫外线屏蔽和吸取；(2)氢过氧化物非自由基分解；(3)猝灭激发态分子；(4)钝化重金属离子；(5)捕捉自由基。结合机理分类：其中(1)~(4)为制止光引发，(5)为切断链增加反应措施。5.2光稳定剂作用机理知识点4第56页光屏蔽剂第一道防线又称遮光剂，是一类能够吸取或反射紫外光物质。光在达成聚合物表面时就被吸取或反射，妨碍了紫外线深入聚合物内部，从而有效地抑制了制品老化。主要有炭黑等。由于具有苯酚基团抗氧化性。5.2光稳定剂作用机理第57页紫外线吸取剂第二道防线能强烈选择性地吸取高能量紫外光，并以能量转换形式，将吸取能量以热能或无害低能辐射释放出来或耗掉，从而避免聚合物中发色团吸取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光稳定剂作用机理第58页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取紫外线后所产生激发态能，从而避免了聚合物因吸取紫外线而产生游离基。主要是金属络合物，如镍、钴、铁有机络合物。5.2光稳定剂作用机理第59页自由基捕捉剂第四道防线受阻胺类光稳定剂(HALS)。

通过捕捉自由基、分解过氧化物、传递激发态能量等多种途径，赋于聚合物以高度稳定性。5.2光稳定剂作用机理第60页

4．厚度和用量薄制品和纤维要求加入紫外线吸取浓度较高；而厚制品则较低。

这是由于制品愈厚，紫外线透入到一定深度后，即被完全吸取，被内外层承受了，因此耐光性好，所需浓度低；同步加入到塑料中紫外线吸取剂，由于扩散作用，往往都会集中在聚合物外表非结晶区内，因此表面层实际防护能力，往往要比预料高好多倍。因此无须添加高浓度紫外线吸取剂，光稳定剂添加量太高时，超出相容性时，会产生喷霜现象。

5.4光稳定剂选用第61页5.5光稳定剂在聚合物中应用

1.光稳定效果测定光稳定剂应用效果测试，即耐候性试验。一般采取两种办法：一是户外大气曝露(户外曝晒)；二是人工加速老化知识点4第62页助剂化学及工艺学AddictivechemistryandTechnology第六章阻燃剂第63页6.1概述1阻燃剂概念塑料、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。其燃烧过程是一种复杂剧烈氧化过程，常伴有火焰、浓烟、毒气等产生。燃烧时使更多聚合物或难于分解物质分解，产生更多可燃物，造成火灾，危及人们生命和财产。能够增加材料耐燃性物质叫阻燃剂。第64页6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理1燃烧机理维持燃烧三要素：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：①可燃性气体，H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等；②不燃性气体，CO2、HCl、HBr等；③液态产物，聚合物部分解聚为液态产物；④固态产物，聚合物可部分焦化为焦炭，也可不完全燃烧产生烟尘粒子等。(4)点燃阶段：、(5)燃烧阶段知识点1第65页2聚合物燃烧性标准聚合物燃烧性可用燃烧速度和氧指数来表达。氧指数是指试样像蜡烛状连续燃烧时，在氮-氧混合气流中所必须最低氧含量。6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理知识点2目前氧指数法不但仅限于塑料(包括薄膜和泡沫塑料)，在纤维，橡胶等方面都已得到广泛应用，也用于阻燃机理研究。一般OI≥27物质为阻燃物质。熄第66页3阻燃机理保护膜机理不燃性气体机理冷却机理终止链锁反应机理协同作用体系6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理知识点3第67页保护膜机理阻燃剂在燃烧温度下形成了一层不燃烧保护膜，覆盖在材料上，隔离空气而阻燃。

(l)玻璃状薄膜：阻燃剂在燃烧温度下分解成为不挥发、不氧化玻璃状薄膜，覆盖在材料表面上，可隔离空气(或氧)，且能使热量反射出去或具有低导热系数，从而达成阻燃目标。例：硼酸和水合硼酸盐，加热时形成玻璃状涂层，覆盖于聚合物之上。6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理(2)隔热焦炭层：阻燃剂在燃烧温度下可使材料表面脱水炭化，形成一层多孔性隔热焦炭层，从而制止热传导而起阻燃作用。例：经磷化物处理过纤维素，当受热时，纤维素首先分解出磷酸，它是一种较好脱水作用催化剂，与纤维素作用成果，脱去水分留下焦炭。第68页不燃性气体机理阻燃剂能在中等温度下立即分解出不燃性气体，稀释了可燃性气体和冲淡燃烧区氧浓度，制止燃烧发生。形成隔绝空气气体防护层例：含卤阻燃剂，有机卤素化合物受热后释出HX。6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理第69页冷却机理阻燃剂能使聚合物材料固体表面在较低温度下熔化，吸取潜热或发生吸热反应，大量消耗掉热量，从而制止燃烧继续进行。例：氢氧化铝和氢氧化镁。6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理第70页终止链锁反应机理阻燃剂分解产物易与活性游离基作用，减少某些游离基浓度，使作为燃烧支柱链锁反应不能顺利进行。例：卤系阻燃剂6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理第71页在卤素氟、氯、溴、碘中，氟由于太活泼，而形成氟分子又较稳定，因此阻燃性不好，有时氟与其他卤素一起使用，可增加化合物稳定性，减少化合物毒性。碘元素形成化合物不稳定，常温下易分解，且价格昂贵，故也很少采取。卤素阻燃剂以溴、氯为主。阻燃剂受热时则释出HX，从HX键键能看出：H-Cl：433.54kJ/mol，H-Br：365.5kJ/mol，H-Br键键能不大于H-Cl键键能，HBr捕捉游离基能力比HCl强，含溴阻燃剂效能比含氯阻燃剂效能高。6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理第72页

协同作用体系阻燃剂复配是利用阻燃剂之间互相作用，从而提升阻燃效能，称为协同作用体系。常用协同作用体系有锑-卤体系，磷卤体系，磷-氮体系。6.2聚合物燃烧和阻燃剂作用机理第73页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主要品种有氯化石蜡，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)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阻燃剂各论第74页3反应型阻燃剂除具有溴、氯、磷等阻燃性元素外，还同步具有反应性官能团，它们在高分子聚合或缩合过程中作为一种组分参与反应，并以化学键形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第75页大多是元素周期表中第V、VII和III族元素化合物，如第V族氮、磷、锑、铋化合物；第VII族氯、溴化合物；第III族硼、铝化合物，另外硅和钼化合物也作为阻燃剂使用；其中最常用和最主要是磷、溴、氯、锑和铝化合物，很多有效阻燃剂配方都具有这些元素。

6.1概述第76页助剂化学及工艺学AddictivechemistryandTechnology第七章交联剂第77页7.1概述1定义交联是在两个高分子活性位置上生成一种或数个化学键，将线型高分子转变成体型(三维网状构造)高分子反应凡能使高分化合物引发交联物质，就称为交联剂交联反应能有效提升聚物耐热性能、耐溶剂性能，同步改善材料机械性能及耐候性。第78页7.2交联剂作用机理1有机交联剂作用机理有机交联剂对高分子交联反应，可分为三种类型。交联剂引发自由基反应交联剂官能团与高分子聚合物反应交联剂引发自由基反应和交联剂官能团反应相结合知识点1第79页交联剂引发自由基反应交联剂分解产生自由基，引发高分子自由基链反应，造成高分子化合物链c-c键交联。主要是有机过氧化物既能够和不饱和聚合物交联亦能够和饱和聚合物交联7.2交联剂作用机理第80页对不饱和聚合物交联交联过程大体可分别三步：首先过氧化物分解产生自由基引发高分子链脱氢生成新自由基高分子自由基进行连锁反应或在双键处加成完成交联反应7.2交联剂作用机理第81页交联剂官能团与高分子聚合物反应利用交联剂分子中官能团(主要是反应性双官能团，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交联剂作用机理第82页交联剂引发自由基反应和交联剂官能团反应相结合该交联机理事实上是前述两种机理结合形式。将自由基引发齐和官能团化合物联合使用。例：用有机过氧化物和不饱和单体来使不饱和聚酯进行交联。制造玻璃钢，在不饱和聚酯中加入过氧化物和少许苯乙烯，聚酯交联硬化。7.2交联剂作用机理第83页2无机交联剂交联机理常见无机交联剂主要有：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交联剂作用机理第84页3光交联聚合物光交联是根据聚合物中感光性基团及混入光敏剂感光特性，借助光能产生自由基而进行交联。7.2交联剂作用机理4电子射线交联

。

不饱和树脂有效交联照射源是γ射线和电子射线。

知识点2第85页862023/10/10助剂化学及工艺学7.3交联剂合成及特性1过氧化物交联剂有机过氧化物大体可分为如下五类：氢过氧化物；二烷基过氧化物；二酰基过氧化物；过氧酯；酮过氧化物。特性：可交联饱和聚合物，形成-C-C-交联键。知识点3第86页872.胺类交联剂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、羧甲基聚合物交联剂已广为应用，尤其是环氧树脂固化及聚氨酯橡胶中应用。此类化合物主要是具有两个或两个以上氨基胺类，一般，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交联剂合成及特性第87页883.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能够析出硫，进而使橡胶进行硫化，因此它们又被称为硫黄给予体。有机硫化物交联剂一般分为：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交联剂合成及特性知识点4第88页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交联剂合成及特性第89页助剂化学及工艺学AddictivechemistryandTechnology第八章润滑剂第90页摩擦力定义和分类两个互相接触物体做相对运动时，存在一种抗拒其做相对运动力，称作摩擦力。摩擦力分类：根据两表面相对运动状态，有滑动摩擦和滚动摩擦。8.1概述91知识点1第91页作用机理1.内润滑——塑化机理

内润滑剂分子能像增塑剂同样，穿插于高分子链之间，削弱分子间吸引力，当聚合物变形时，分子链间能够互相滑移和旋转，从而使分子间内摩擦减小，熔体粘度减少，流动性增加，易于塑化，但润滑剂不会过度减少聚合物玻璃化温度和强度。2.外润滑——界面润滑机理

在加工过程中，外润滑剂分子很容易从聚合物内部迁移至表面，并在界面处定向排列，极性基团与金属表面吸附，疏水端与聚合物结合，使聚合物和加工设备、模具之间形成润滑分子层，对聚合物和加工设备起到隔离作用。3.外润滑——涂布隔离机理知识点2第92页助剂化学及工艺学AddictivechemistryandTechnology第九章偶联剂第93页偶联剂定义和分类偶联剂是指能改善填料与高分子材料之间界面特性一类物质。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应或最少有好相容性；另一种可与无机填料形成化学键。9.1概述聚合物填料界面94知识点1第94页硅烷类偶联剂硅烷类偶联剂是研究得最早且被广泛应用品种之一。通式可写为RSiX3，R是与聚合物分子有亲和力和反应能力活性官能团，如乙烯基氯丙基、环氧基、甲基丙烯酰基、胺基和巯基等。X为能够水解烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。硅烷偶联剂对具有极性基团或引入极性基团填充体系偶联效果较显著，而对非极性体系则效果不显著，对碳酸钙填充复合体系效果不佳。9.1概述95第95页钛酸酯偶联剂通式：(ROO(4-n)Ti(OXR’Y)n(n=2，3)RO-是可水解短碳链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达成化学偶联目标；-OX能够是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，这些基团很主要，决定钛酸酯所具有特殊性能。磺酸基赋于有机聚合物一定触变性；焦磷酰氧基有阻燃、防锈和增强粘接性能；亚磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等，因此通过-OX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，能和有机聚合物进行弯曲缠结，使有机物和无机物相容性得到改善，提升材料抗冲击强度；Y是羟基、氨基、环氧基或含双键基团等，这些基团连接在钛酸酯分子末端，可与有机聚合物进行化学反应而结合在一起。9.1概述96第96页化学键合理论理论关键：两相反应性偶联剂具有一种化学官能团，能与玻璃纤维表面硅醇基团或