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文档简介
第4章通用高分子材料
4.1塑料Plastics4.1.1类型及特性
塑料是以聚合物为主要成分,在一定条件(温度、压力等)下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料,习惯上也包括塑料的半成品,如压塑粉等。1)按塑料受热后性质分类:热塑性塑料:受热时软化或熔融、冷却后硬化,韧性好,可反复成形。它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。热固性塑料:在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制品,不可再生。具有更好耐热性和抗蠕变能力。常用热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂等。2)按塑料的功能和用途分类:通用塑料:产量大用途广价格低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等,产量占塑料总产量的75%以上。工程塑料:具有较高性能,能替代金属制造机械零件和工程构件的塑料。聚酰胺、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。功能(特种)塑料:导电塑料、导磁塑料、感光塑料等。4.1.2塑料的组分及其作用添加剂Additive添加剂“additive”来源于“addition”,意即一种或多种材料的相加。添加剂是一类可改善材料性能,辅助加工或赋予材料新的性能的配合料或辅助料,是高分子材料的重要功能性成分,也称助剂。作为产品基体的重要成分,对产品形态、结构、性能产生重大影响的大剂量添加物,一般不划入助剂的范畴。Alistingoftypicaladditives抗阻塞剂(antiblocking) 消泡剂(antifoaming)防雾剂(antifogging) 抗菌剂(antimicrobial)抗氧剂
(antioxidant) 抗静电剂
(antistatic)成核剂(nucleator) 着色剂
(colorant)偶联剂
(couplingagent) 固化剂
(curingagent)填料
(filler) 阻燃剂
(flameretardant)发泡剂(foamingagent) 抗冲改性剂(impactmodifier)低收缩剂(lowprofileagent) 润滑剂(lubricant)脱模剂(mold-releaseagent) 香料(odorant)增塑剂
(plasticizer) 防腐剂(preservative)增强剂
(reinforcement) 增滑剂(slipagent)热稳定剂
(thermalstabilizer) 辐射稳定剂(radiationstabilizer)增稠剂(viscositymodifier)PrincipalofAdditives用途对添加剂的要求。添加剂的外观、气味、污染性、耐久性、电气性能、耐候性等都直接影响最终制品的用途。添加剂对加工条件的适应性,除了反应型功能的添加剂(如阻聚剂、抗氧剂、偶联剂等),添加剂在聚合物的加工过程中应保持化学性质上的惰性,不会与聚合物发生化学反应。添加剂的耐久性。添加剂随着材料使用时间的增加会逐渐流失,损失主要通过挥发、抽出和迁移3条途径,因此必须根据制品的使用环境和加工条件来选择适当的品种。添加剂与聚合物的配伍性。包括它们之间的可混性以及在稳定性方面的相互影响等问题。添加剂的毒性。食品和药物包装材料、饮用水管、医疗器械等高分子材料的制品,其卫生性主要取决于所使用的添加剂。添加剂之间的协同作用和相抗作用。如选配得当,则相互增效,且可减少添加剂的总用量。
填充剂和增强剂
(FillersandEnhancers)
填充剂:又称填料。使用其的主要目的是增加制品的体积,降低成本,故又有增量剂之称。
Fillersareparticlesaddedtoamatrixmaterial,usuallytoimproveitspropertiesorloweritscost.为提高塑料制品的强度和刚性,可加入各种纤维状材料作增强剂,最常用的是玻璃纤维;新型的增强剂有碳纤维、石墨纤维和硼纤维。增强剂和填料的用量一般为20~50%。增强剂和填料的增强效果取决于它们与聚合物界面分子间相互作用的状况。采用偶联剂处理填料及增强剂,可增加其与聚合物之间的作用力,通过化学键偶联起来,更好地发挥其增强效果。FillerIncreasestrength,toughness,impact-resistance;heat-resistanceLowerthecostofplasticstalcumpowder
滑石粉Tripolite
硅藻土Limestonepowder石灰石粉Graphite石墨Mica云母Carbonblack炭黑Asbestos石棉Fiberglass玻璃纤维Starch
淀粉Woodflour木粉FunctionsExamples
分类:
按化学成分:无机类、有机类。
按来源:矿物填充剂、植物填充剂、合成填充剂。
按外观形状:粉状、粒状、薄片状、纤维状、树脂状、中空微球等。Calciumcarbonate碳酸钙是一种化合物,化学式是CaCO3。它是地球上常见物质,可于岩石内找到,存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等形态。根据碳酸钙生产方法的不同,可以将碳酸钙分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙。重质碳酸钙是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等制得。轻质碳酸钙是将石灰石等原料煅烧生成石灰(CaO),再加水消化石灰生成石灰乳(Ca(OH)2),再通入二氧化碳生成碳酸钙沉淀,最后经脱水、干燥和粉碎而制得。胶体碳酸钙是用表面改性剂对轻质碳酸钙或重钙碳酸钙进行表面改性而制得。白色细腻、轻质粉末,粒子表面吸附一层脂肪酸皂,使CaCO3具有胶体活化性能。晶体碳酸钙系将氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙,氯化钙用二氧化碳碳化后即得碳酸钙,再经结晶、分离、洗涤、脱水、烘干、筛选后,得结晶碳酸钙成品。Silicondioxide硅藻土主要由无定形的SiO2组成,并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质,一般是单细胞硅藻死亡以后的硅酸盐遗骸形成的。硅藻土质软,多孔而轻,显微镜下可观察到特殊多孔性构造。用作填料可起到防粘连、防结块、增强、增加耐磨性等,还可以改善聚合物的流变性能和结晶性能。石英是一种由二氧化硅组成的矿物,呈半透明或不透明的晶体,质地坚硬,物理性质和化学性质均十分稳定。除用作玻璃原料外,还广泛用于高分子材料的填料,增加材料的耐磨性、韧性等。白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称,主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶,也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质,其组成可用SiO2·nH2O表示,其中nH2O是以表面羟基的形式存在。添加白炭黑可有效提高聚合物的综合力学性能。Carbonblack炭黑是一种无定形碳。质轻、疏松而极细的黑色粉末,比表面积非常大。用作填料的炭黑按其性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等,也可作黑色染料。此外,炭黑填充还可起到提高耐热性、阻燃性等作用。Titaniumdioxide白色固体或粉末状的两性氧化物。又称钛白。化学式TiO2,自然界存在的二氧化钛有三种变体:金红石为四方晶体;锐钛矿为四方晶体;板钛矿为正交晶体。二氧化钛作为白色颜料和耐候性填料在许多高聚物中都已得到了应用。Rutile金红石Anatase锐钛矿Brookite板钛矿Wood-PlasticComposites木粉填充复合材料具有质量轻、强度高、成本低和环保效益明显的优点;木塑复合材料
(Wood-PlasticComposites)是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料,指利用热塑性聚合物,与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺,生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。Plasticizer增塑剂Plasticizer水被称为生命的增塑剂。在自然界中,水作为增塑剂应用非常广泛,它能够使物体具有自然的弹性。PlasticizingH2O由于水的沸点较低,因此常使用其它高沸点的多羟基化合物,如甘油(丙三醇)来代替水作为增塑剂。Plasticizer一些聚合物具有较强的分子间作用力(如色散力、范德华力、氢键作用等),例如PVC、PVA、淀粉等,强烈的分子间作用使得这些聚合物的加工温度高于其热分解温度,因而难以加工。增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健力,从而增加了聚合物分子链的移动性,降低了聚合物分子链的结晶性,即增加了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。定义:添加到聚合物中,能够增加其塑性、改善成型时的流动性、赋予制品柔韧性的物质。Plasticizersareadditivesthatincreasetheplasticityorfluidityofthematerialtowhichtheyareadded.
稳定高沸点低挥发性一定相容性增塑机理|HCH|HCCl|HCH|ClCH|HCH|HCCl|HCH|ClCH|HCH|HCCl|HCH|ClCHPVCC2H5|-O-CH3-CH2-C4H9-O-CH3-CH2-C4H9
|C2H5邻苯二甲酸二辛酯
+-+--++--++--+DOP对PVC增塑模式增塑剂分子的渗入,降低了聚合物分子间的范德华力,使高聚物分子间距离增大,借以增加制品的柔顺性。CommonplasticizerCOCOORORphthalateAliphaticdiacidestersCOOR’RCOR’OORPOROORphosphateepoxidizedsoybeanoilAliphaticpolyesterCOOCOO()nProandconsofgeneralplasticizer类别优点缺点邻苯二甲酸酯类常用主增塑剂,相容性好,性能全面,价格便宜干扰人体内分泌,属于环境激素,很多领域禁用脂肪族二元酸酯类耐寒性辅助增塑剂相容性较差,耐抽出、耐迁移性能差,价格贵磷酸酯类主增塑剂,阻燃性,相容性良好耐寒性差环氧酯类光、热稳定性,常用作耐气候性和耐寒性辅助稳定剂相容性差含氯增塑剂辅助增塑剂,阻燃性,价格低相容性及热稳定性较差聚酯类耐久性好,不被抽出,不挥发,耐迁移,无毒相容性较差脂肪酸酯类辅助增塑剂,耐寒性,无毒相容性差Antioxidant,Thermalstabilizer,Lightstabilizer抗氧剂、热稳定剂与光稳定剂稳定剂StabilizerInchemistryastabilizerisachemicalwhichtendstoinhibitthereactionbetweentwoormoreotherchemicals.Itcanbethoughtofastheantonymtoacatalyst.Itcanbealsoachemicalthatinhibitsseparationofsuspensions,emulsions,andfoams.Stabilizersforpolymersareuseddirectlyorbycombinationstopreventthevariouseffectssuchasoxidation,chainscissionanduncontrolledrecombinationsandcross-linkingreactionsthatarecausedbyphoto-oxidationofpolymers.Polymersareconsideredtogetweatheredduetothedirectorindirectimpactofheatandultravioletlight.Theeffectivenessofthestabilizersagainstweatheringdependsonsolubility,abilitytostabilizeindifferentpolymermatrix,thedistributioninmatrix,evaporationlossduringprocessinganduse.Antioxidant抗氧剂Thermalstabilizer热稳定剂Lightstabilizer光稳定剂抗氧剂:是一类化学物质,在塑料中添加少量抗氧剂,就能抑制或延缓聚合物在正常或较高温度下的氧化。Anantioxidantisamoleculecapableofslowingorpreventingtheoxidationofothermolecules.
聚乙烯聚丙烯聚酰胺聚氯乙烯等过氧化物分解剂作用:将过氧化物分解成稳定化合物而抑制自由基的生成,减缓氧化降解。如亚磷酸酯
ROOH+P(OR’)3ROH+O=P(OR’)34.亚磷酸酯抗氧剂168
三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯
抗氧剂168作为辅助抗氧剂(或称为预防型抗氧剂),主要有三个方面的作用:首先它能与过氧化物反应,生成氧化性稳定的磷酸酯,不仅阻止了氧化反应的链增殖,还能提高聚合物对光的稳定性;其次它还能与聚合物中残留的金属催化剂组份反应,使金属离子失去活性;另外,它还是醌类化合物的褪色剂,因添加的酚类抗氧剂与过氧化物反应,产生黄色的醌类化合物或甲醌类化合物,使聚合物变黄,加入抗氧剂168后,它能与这类着色物质反应,生成无色的芳基磷酸酯。本品一般不单独使用,通常与1010、1076等酚类主抗氧剂复合使用,能提高聚合物热加工过程的热稳定性。本品与酚类抗氧剂复配后广泛用于PE、PP、PS、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS等高分子材料。抗氧剂B215
抗氧剂1010和抗氧剂168的(1/2)复合物抗氧剂B225
抗氧剂1010和抗氧剂168的(1/1)复合物本产品为一性能良好的抗氧化剂,广泛应用于聚乙烯,聚丙烯,聚甲醛,ABS树脂,PS树脂,PVC,PC,接著剂,橡胶及石油产品等。对聚烯烃具有突出的加工稳定性和长效保护作用。通过抗氧剂1010和抗氧剂168的协同作用,可有效地抑制塑料的热降解和氧化降解。分类(按抗氧剂的作用机理):有不稳定的H原子,可与自由基或增长链发生作用,阻止自由基或增长链从聚合物中夺取H原子,使氧化降解被终止。使氢过氧化物分解成非自由基型的稳定化合物,从而避免因氢过氧化物分解成自由基而引起的一系列降解反应。
金属离子钝化剂能阻止重金属离子催化氧化降解反应。HinderedphenolsThioestersAlkylphosphites
AntioxidantAromaticamineNHOHCH3CH3CH3CCCH3CH3CH3POOOCoROSRtriphenyl
phosphitediphenylamine2,6-tertiarybutyl-4-methylphenol主抗氧剂辅助抗氧剂Thermalstabilizer热稳定剂(thermalstabilizer)是塑料加工助剂中重要类别之一。在一些应用场合下,如抑制材料发生热氧化降解,热稳定剂和抗氧剂常常可以视为同一种助剂。在一些热降解机理不是氧化降解或受热降解的情况下,二者存在一定的不同,热稳定剂涵盖了所有抑制或延缓聚合物材料在受热过程中氧化和非氧化降解的助剂;而抗氧剂则涵盖了延缓聚合物材料在受热和非受热过程中氧化反应的助剂。thermalstabilizerAntioxidantThermalstabilizerforPVC例如纯聚氯乙烯(PVC)的热分解温度低于其加工温度,因此无法直接热塑性加工。PVC在热降解过程中的一个主要环节是HCl的脱除生成不饱和的双键。PVC热稳定剂必须能够捕捉PVC热分解时放出的具有自催化作用的HCl,或是能够与PVC树脂产生的不稳定双键结构起加成反应,以阻止或减缓PVC树脂的分解。PVC常用稳定剂包括:铅盐稳定剂、钡镉类稳定剂、钙锌类稳定剂、有机锡类热稳定剂、环氧类稳定剂(通常作为辅助稳定剂),此外近年来还出现了稀土类稳定剂和水滑石系稳定剂。四PVC热稳定剂的无毒化无毒化要求传统工艺的铅、镉盐类热稳定剂公害十分严重,随着PVC制品加工生产规模的持续增长,造成的环境污染等问题,已经受到世界各国的密切重视,PVC热稳定剂无毒化是大势所趋。在电气电子设备中限制使用某些有害物质的管理办法已经相继出台并很快执行:
其中,欧盟RoHS指令2006年7月1日已经执行;中国相应对的电子信息产品污染控制管理办法将于2007年3月1日执行。小于重量的1000ppm阻燃剂,PCB、连接器、塑料外壳多溴二苯醚(PBDE)6小于重量的1000ppm阻燃剂,PCB、连接器、塑料外壳多溴联苯(PBB)5小于重量的1000ppm金属附腐蚀涂层铬(六价)Cr6+4小于重量的100ppm开关、弹簧、连接器、外壳和PCB、触头、电池镉Cd3小于重量的1000ppm焊料、玻璃、PVC稳定剂铅Pb2小于重量的1000ppm温控器、传感器、开关和继电器、灯泡水银(汞)Hg1限制含量使用该物质的例子限制的物质序号什么是RoHS
指令?从2006年7月1日起凡指令所含的产品进入欧盟都必须符合这个指令。
RoHS指令限制使用的六类有害物质
稀土热稳定剂
稀土热稳定剂是当今世界稳定剂系列中的一枝新秀,具有无毒、价格适中、用量少、制品后期热稳定效果好等特点。现在研究最多,并且已经得到应用的是:硬脂酸稀土型以及稀土盐和铅盐复合型稳定剂。前者无毒,属环保型,但PVC制品有前期着色;后者高效、低毒,属通用型。有机锑稳定剂现在研究较多的是羧酸锑、硫醇锑、硫醇盐锑、巯基羧酸酯锑用羧酸巯酯锑等,这类稳定剂的特点是热稳定效率高、无毒,但其耐光性差,我国在这方面应用较少。钙锌复合热稳定剂钙锌复合热稳定剂主要包括钙皂、锌皂、多元醇、环氧大豆油以及稳定性助剂等复配而成。一种满足PVC加工要求、PVC制品性能要求的经济实用的高效无毒钙锌复合热稳定剂。铅Pb ≤0.010%(wt.%)
镉Cd ≤0.002%(wt.%)
铬(六价)Cr6+ ≤0.002%(wt.%)
水银(汞)Hg 无多溴联苯(PBB) 无多溴二苯醚(PBDE) 无某种钙锌复合热稳定剂有害物质指标光稳定剂
Lightstabilizer当聚合物吸收电磁波的能量刚好与其结构内某些化学键能量匹配时,就可能导致化学键的断裂。一般来说,与聚合物中化学键最为接近的电磁波为紫外线。长期暴露在含有紫外线的阳光或强荧光中,会导致聚合物降解,使制品的外观和物理机械性能恶化,这一过程称为光氧化或光老化。Solarradiationspectrum各种高分子材料,特别是无色透明制品,在使用过程中由于日光照射(主要是紫外线)的影响,会引发自动氧化反应而导致聚合物的降解,使制品的外观和物理机械性能劣化,这一现象称为光老化或气候老化。凡是能够抑制光老化,延长它的使用寿命的物质都称为光稳定剂。Theprimaryfunctionoflightstabilizeristoprotectthesubstancefromthelong-termdegradationeffectsfromlight,mostfrequentlyultravioletlight.DifferentUVstabilizersareutilizeddependinguponthesubstrate,intendedfunctionallife,andsensitivitytoUVdegradation.可以屏蔽、反射紫外线的助剂称为屏蔽剂
(ultravioletlightscreeningagent);可以吸收紫外线并将其转化为无害的热能的助剂称为紫外线吸收剂(ultravioletabsorbent);可猝灭被紫外线激发的分子或基团的激发态,使其回复到基态,排除或减缓了发生光反应可能性的助剂称为猝灭剂(quencher);因捕获因光氧化产生的自由基,从而阻止导致制品老化的自由基反应,这一类光氧化剂称为自由基捕获剂(radicalscavenger)。Lightstabilizer光稳定剂作用机理
1光老化机理太阳光:↓200→1000nm↑通过大气层:290↓3000↑过滤掉到达地球:290~3000nm紫外:290~400nm,可见400~800nm,红外800~3000nm能量与波长成反比,∴紫外光能量最大。P吸收紫外线后,易形成电子激发态,以引起一系列的光化学、光物理过程。(荧光、磷光)+热能(分子振动)光物理过程将大部分入射光的能量转变为对聚合物无害的热能和波长较长的光而消耗掉,因此聚合物仍能保持稳定,即激发态分子B*完全能进行化学反应。这就是所谓的光敏化过程。光化学过程链引发链增长链终止2光稳定剂的作用机理
光稳定过程:(1)紫外线的屏蔽和吸收(2)猝灭激发态分子(3)氢过氧化物的非自由基分解(4)钝化重金属离子(5)捕获自由基(1)~(4)阻止光引发(5)切断链增长作用机理光屏蔽剂:炭黑、ZnO等紫外线吸收剂:水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类猝灭剂:有机镍化合物自由基捕获剂:受阻胺衍生物光屏蔽剂
~又称遮光剂,是一类能够吸收或反射紫外光的物质。象是在聚合物和光源之间设立了一道屏障。包括:炭黑、TiO2、ZnO、锌钡白等
吸附反射紫外线吸收剂应用广泛选择性地吸收紫外光,并以能量转换形式,将吸收的能量以热能or低能辐射释放,从而阻止聚合物吸收能量发生激发。包括:水杨酸酯、二苯甲酮、苯并三唑水杨酸酯类先驱型紫外吸收剂Lightstabilizer由于光稳定剂作用机理与皮肤的防晒相似,因此防晒霜用的添加剂如水杨酸苯酯等可作为聚合物的有效紫外线稳定剂。水杨酸苯酯在紫外光照射下可发生重排生成2,2’-二羟基苯甲酮,后者进一步分解为苯醌,并将能量在低能量区域释放出来,转变为无光降解活性的能量。二苯甲酮吸收能量
发生热振动,氢键破坏,螯合环打开,光→热能受激发,产生互变异构,生成烯醇式结构-OCH3-C-HOO-OCH3-C-HOOhv-OCH3-C-OOH-OCH3-C-HOO放热作用机理:影响光稳定效果的因素
氢键强度
烷基链的长度
有且仅有1个邻位-OH,290~3802个…………,300~400,并且吸收可见光,黄色
0个…………,吸收紫外光,自身分解苯并三唑类
吸光→氢键破坏→互变异构光能→热能吸收300~400nm大多数紫外线吸收剂的结构中多含有吸收波长在400nm以下的连接芳香族衍生物的发色团(C=N,N=N,N=O,C=O等)和助色团(-NH2、-CH、-SO3H、-COCH)猝灭剂又称减活剂或消光剂或激发态猝灭剂。本身对紫外光的吸收能力很低,在稳定过程中不发生较大的变化。能转移聚合物分子因吸收紫外线后产生的激发态能,防止聚合物因吸收紫外线而产生游离基。
作用机理:通过分子间作用迅速有效地消除(转移)激发能。转移的形式:一是受激分子A*将能量转移给淬灭分子D,使之成为一个非反应性激发态,如A*+D
A+D*A+D+光或热;二是受激分子与淬灭剂形成激发态配合物,再通过其他光物理过程消散能量。包括:Fe、Co、Ni的有机络合物用于:薄膜和纤维与紫外线吸收剂并用,以起协同作用
↑
↑
分子内结构变换—E分子间能量转移—E自由基捕获剂
受阻胺类光稳定剂:比吸收型光稳定剂效果强2-4倍。作用:捕获自由基,分解过氧化物,猝灭激发态分子,钝化金属离子。
作用机理:分解过氧化物常见品种炭黑及颜料:1、炭黑炭黑----效能最高的光屏蔽剂,能抑制自由基反应。粒度以15~25nm为佳,粒度越小,光稳定效果越好。添加量2%为宜,>2%耐寒性,电气性能均下降。分散性越好,则耐候性越好。与S有协同效应,与胺类、酚类有对抗效应。2、ZnO
价廉、耐久、无毒,涂料→塑料水杨酸酯类:应用最早,价格便宜,与树脂的相容性好。
缺点:紫外吸收率低,吸收波段窄,本身对紫外光不稳定
UV—TBS水杨酸-4-叔丁基苯酯特点:廉价光照下变黄代表物:二苯甲酮类:吸收波长290~400nm,与大多数聚合物有较好的相容性。广泛用于PVC、PP、PE、ABS、PP等。代表物:UV-92-羟基-4-甲氧基二苯甲酮
对光热稳定性良好,用于浅色透明制品。-OC8H17-C-OHO2-羟基-4-正辛氧基二苯酮(UV-531)其紫外线光吸收范围240-340纳米,具有色浅、无毒、相溶性好、迁移性小、易于加工等特点。UV-531对聚合物有最大的保护作用,并有助于减少色泽,同时延缓泛黄和阻滞物理性能损失。它广泛用于PE、PVC、PP、PS、PC、有机玻璃等方面。用于干性酚醛和醇酸清漆类、聚氨酯类、丙烯酸类、环氧类和其它空气干燥产品及汽车整修漆、粉末涂料、聚氨酯、橡胶制品等,起良好的光稳定作用。
苯并三唑类:性能比二苯甲酮好的紫外线吸收剂,较强吸收310~385nm紫外光,不吸收可见光,热稳定性高,价格高。代表物:UV-P2-(2‘-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑
初期着色小,适用于无色透明和浅色制品,不耐皂洗。C(CH3)3Cl-HON-CH3NNC(CH3)3Cl-HON-C(CH3)3NN2-(3’-叔丁基-2’-羟基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑(UV-326)2-(2’-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-327)注意:UV-9、UV-531只吸收380nm以下紫外线,多用于透明或浅色制品;UV-326、UV-327具有良好的光、热、氧稳定性,其中UV-327可以生物降解,毒性最低,能与多种高聚物相溶,应用广泛。镍螯合物类:猝灭剂,高效的氢过氧化物分解剂,抗O2、抗O3的作用。
硫代双酚型:
AM101:2,2`-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍对聚烯烃和纤维的光稳定非常有效。耐洗性优良,与紫外线吸收剂并用有良好的协同效应,高温加工有变黄倾向。
二硫代氨基甲酸镍:光稳定作用优良,有防止合成橡胶日光龟裂、臭氧龟裂的性能,能提高氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯的耐热性。光稳定剂Irgastab2002双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)镍
对光、热稳定性高,相容性好,耐抽出,着色性,有猝灭激发态,捕获自由基的性能。多与酚类抗氧剂并用。受阻胺类:
光稳定剂944为受阻胺类高分子量光稳定剂,因其分子中有多种官能团,故光稳定性能高。由于分子量大,该产品具有很好的耐热性、耐抽提性、更低的挥发性和迁移性以及良好的树脂相容性。光稳定剂944主要适用在低密度聚乙烯薄膜、聚丙烯纤维、聚丙烯胶带、EVA薄膜、ABS、聚苯乙烯及食品包装等方面。光稳定剂944
聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1,3,5,-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}
效果优于目前常用的光稳定剂,与抗氧剂并用,能提高耐热性能;与紫外吸收剂并用,有协同作用进一步提高耐光效果,与颜料配合使用,不会降低耐光效果。光稳定剂770双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯
Commonultravioletlightstabilizer
类别特性例子光屏蔽剂指能够吸收或反射紫外光的物质。其作用就像光源和聚合物之间的一道屏障,使紫外光在射到聚合物分子之前就被吸收或反射出去,阻碍紫外线向聚合物内部渗入。炭黑(高效,兼具抗氧剂作用)氧化锌(价廉,耐久,无毒,用于PE、PP)二氧化钛UV吸收剂最普遍使用,能够强烈地有选择地吸收高能量的紫外光,并通过能量再转换,以热能或无破坏性的低能辐射将能量释放或消耗掉。二苯甲酮类,苯并三唑类,三嗪类猝灭剂通过转移高聚物分子吸收的紫外光而产生的“激发态能”防止高聚物由于光的激发而发生分解产生游离基,但本身对紫外线的吸收却很低。镍的有机化合物,应用最广的二价镍的配合物或盐。多用于薄膜和纤维,很少用于厚制品。实际使用中常和UV吸收剂并用。自由基捕获剂也称受阻胺类光稳定剂。几乎不吸收紫外光,但通过捕获自由基、分解氢过氧化物、传递激发态能量等多种途径,赋予聚合物以高度的光稳定性。癸二酸双(2,2,6,6-四甲基哌啶)酯苯甲酸2,2,6,6-四甲基哌啶酯光稳定剂的选用:
根据聚合物对紫外线的敏感波长,选用在此波长范围内吸收能力尽可能高的光稳定剂。光稳定剂与其它添加剂的相互配合作用。紫外线吸收剂——抗氧剂——热稳定剂协同起效紫外线吸收剂——猝灭剂,协同作用
光稳定剂的用量与其本身的效能和制品的薄厚有关。
考虑光稳定剂的毒性。
润滑剂为改善塑料熔体流动性能,减少或避免熔体对设备的摩擦和粘附以及改进制品表面光洁度等而加入的助剂称为润滑剂。(1)要求:a.分散性良好。b.与聚合物有适当的相容性c.热稳定性良好。d.不损害最终产品的物理性质。e.不引起颜色漂移。f.无毒性。g.对整个加工成本来说是廉价的。(2)分类(按作用机理)有不少润滑剂兼具内润滑与外润滑两种作用。如:金属皂、脂肪酸(C18 ̄C28)。
硬脂酸钙:C17H35COOCa0C0C17H35内、外润滑剂之分只是相对而言,并无严格划分标准。在极性不同的树脂中,内、外润滑剂的作用有可能发生变化。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁脂及硬脂酸单甘油酯对极性树脂如PVC及PA而言,起内润滑作用;但对于非极性树脂(如PE及PP)而言,则显示外润滑剂作用。相反,高分子石蜡等与极性树脂相容性差,如在极性PVC中用做外润滑剂,而在PE及PP等非极性树脂中则为内润滑剂。在不同加工温度下,内、外润滑剂的作用会发生变化。如硬脂酸和硬脂醇用于PVC压延成型初期,由于加工温度低,与PVC相容性差,主要起外润滑作用;当温度升高后,与PVC相容性增大,则变为起内润滑剂作用。按化学结构分类:(3)常见品种——饱和烃类
饱和烃类按极性可分为非极性烃(如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡)、极性烃(如氯化石蜡及氧化聚乙烯等)。主要用于PVC无毒外润滑剂。
a、液体石蜡
俗称白油,为无色透明液体。b、固体石蜡
又称为天然石蜡,白色固体。
c、微晶石蜡
又称为高熔点石蜡,外观为白色或淡黄色固体,因结晶微细而称为微晶石蜡。润滑效果和热稳定性好于其它石蜡。
d、低分子量聚乙烯
又称聚乙烯蜡,外观为白色或淡黄色固体,透明性差。e、氧化聚乙烯蜡
为聚乙烯蜡部分氧化的产物,外观为白色粉末;具有优良的内、外润滑作用,透明性好,价格低;用量为0.1~1.0份。
f、氯化石蜡
同PVC相容性好,透明性差,与其它润滑剂并用效果好。——金属皂类
既是优良的热稳定剂,又是一种润滑剂,其内、外润滑作用兼有,不同品种侧重稍有不同。
PbSt、LiSt、CaSt、ZnSt、BaSt。——脂肪族酰胺
包括单脂肪酸酰胺和双脂肪酰胺两大类。单脂肪酰胺主要呈内润滑作用,具体品种有硬脂酸酰胺、芥酸酰胺及蓖麻油酸酰胺等;双脂肪酸酰胺主要呈外润滑作用,具体品种有N,N’-亚乙基双硬脂酸胺及N,N’-亚乙基双蓖麻醇酸酰胺等。
——脂肪酸类
a、硬脂酸
是仅次于金属皂类而广泛应用的润滑剂,PVC用量少时,可用于起内润滑作用。用量大时,起外润滑作用。b、羟基硬脂酸
与PVC相容性好,显示内润滑作用,但热稳定性差。
——脂肪酸酯类
a、硬脂酸丁酯
外观为无色或淡黄色油状液体,在PVC中以内润滑为主兼外润滑作用。b、单硬脂酸甘油酯
代号GMS,外观为白色蜡状固体,为PVC的优良内润滑剂。对透明性影响小,可与硬脂酸并用。
——脂肪醇类
a、硬脂醇
外观为白色细珠状物,起内润滑作用,透明好。此外,还可用于PS中。
b、季戊四醇
PVC高温润滑剂。
(4)润滑剂的选用原则
A依不同加工方法选择
a、压延成型
目的防止粘辊、降低熔体粘度及提高流动性。润滑剂应以内润滑剂和外润滑剂配合使用,常用品种以金属皂为主,并适当配以硬脂酸。
b、挤出及注塑成型
目的降低粘度、提高流动性及易于脱模。润滑剂一般以内润滑剂为主,主润滑剂一般以酯、蜡配合使用。
c、模压及层压成型
以外润滑剂为主,常用品种为蜡类润滑剂。
d、糊制品的成型
润滑剂用量较少,以内润滑剂为主,并以液体润滑剂为宜。B依不同制品选用
——软制品
软制品中因含有大量增塑剂,而增塑剂大都兼其有优良的润滑性,所以润滑剂的用量较少。
a、在透明膜配方中,选用金属皂类和液体复合稳定剂,配合使用硬脂酸(用量小于0.5份)
b、对于吹塑膜,为防止粘连,可选用硬脂酸单甘油酯。
c、在电缆料配方中,如加入填料,可采用高熔点蜡0.3~0.5份为润滑剂。
——硬制品
润滑剂的使用量大于软制品,对润滑性能要求较高。
a、透明无毒制品
如吹塑瓶及透明片材等,常用的有OP蜡、E蜡(褐煤酸酯蜡
)等,加入量为0.3~0.5份,也可与0.5份硬脂酸正丁酯或0.5份硬脂酸配合。
b、不透明制品如板材及管材等,常用金属皂、石蜡及硬脂酸并用。金属皂加入量为1~2份,石蜡及硬脂酸加入壁为0.3~0.5份。C共混树脂的影响
a、为改善PVC的冲击性能,常共混ABS、CPE及MBS等树脂;但由于这些共混树脂与润滑剂相容性大,故需相应增加润滑剂使用量。
b、为改善PVC的表面光泽,常加入氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物也需要相应增加润滑剂用量。
D润滑剂与其它助剂的关系
a、PVC中的热稳定剂有一定的润滑作用,不同热稳定剂的润滑性大小如下:
金属皂>液体复合金属皂类>铅盐>月桂酸锡>马来酸锡、硫醇有机锡。
因此,对于热稳定剂润滑作用大的,在其配方中可相应减少润滑剂的用量。
有机硫醇锡类热稳定剂缺乏外润滑性,配方巾需适当加入外润滑剂;而二丁基锡羧酸酯热稳定剂的外润滑作用突出,配方中可适当减少外润滑剂的用量。
b、加工助剂大都兼有外润滑功能,可相应减少润滑剂的加入量。
c、配方中含有大量非润滑填料时,应相应增加内、外润滑剂的加入量。
E润滑剂的用量
在一个配方中,一般应选用内、外润滑剂并用。润滑剂的用量随加工方法不同而异。
压延成型:内润滑剂--0.3~0.8份,外润滑剂--0.2~0.8份;
挤出及注塑:内润滑剂--0.5~1.0份,外润滑剂--0.2~0.4份。抗静电剂(antistaticagent)抗静电剂是一种能防止产生静电荷,或能有效地消散静电荷的以表面活性剂为主体的化学添加剂。Anantistaticagentisacompoundusedfortreatmentofmaterialsortheirsurfacesinordertoreduceoreliminatebuildupofstaticelectricitygenerallycausedbythetriboelectriceffect.一、静电现象(electrostaticeffect)
▲高聚物静电现象的产生主要产生于高聚物与成型加工设备之间的摩擦、拉幅、拉丝等过程。AAABBB电中性两相电荷带电++++++++++++++++++++|||||||||||||||||||||||接触或摩擦分离物体的静电现象二、静电的危害静电妨碍正常的加工工艺;
静电作用损坏产品质量;可能危及人身及设备安全静电现象有时也能加以利用。如静电复印、静电记录、静电印刷、静电涂敷、静电分离与混合、静电医疗等,都成功地利用了高分子材料的静电作用。三、消除静电的措施绝缘体表面的静电可以通过三条途径消失:
(1)通过空气(雾气)消失(2)沿着表面消失(3)通过绝缘体体内消失因此可在三方面采取适当的措施,消除已经产生的静电。静电的防止办法静电消除器接地导出环境湿度调节加入抗静电剂阳离子型阴离子型两性离子型非离子型高分子型1.将抗静电剂加到高分子材料中或涂布在表面。抗静电剂是一些表面活化剂,如阴离子型(烷基磺酸钠、芳基磺酸酯等)、阳离子型(季胺盐、胺盐等)以及非离子型(聚乙二醇等)。纤维纺丝工序中采取“上油”的办法,给纤维表面涂上一层吸湿性的油剂,增加导电性。
2.提高高聚物的体积电导率
最方便的方法是添加炭黑、金属细粉或导电纤维,制成防静电橡皮或防静电塑料。四、种类:五、作用机理:表面活性剂根据极性相似规则,表面活性剂分子的碳氢链部分倾向与高分子链段接触,极性基团部分倾向与空气中的水接触。高分子材料作为疏水材料,抗静电剂在其表面的主要作用就是形成规则的面向空气中的水的亲水吸附层。添加型抗静电剂发挥抗静电效果大多是靠吸附水作为离子的电离场所来进行导电,因此空气湿度的大小将对抗静电效果产生较大的影响。
Flameretardant阻燃剂Flameretardant能够阻止或延缓高分子材料燃烧,增加其耐燃性的物质称为阻燃剂。Flameretardantsarematerialsthatinhibitorresistthespreadoffire.我国近年因重特大火灾而造成的直接经济损失每年平均十五、六亿元;每年因重特大火灾造成的人员伤亡达三千多人。对聚合物材料进行阻燃化是减少火灾的重要措施之一。聚合物阻燃的关键是阻燃剂。燃烧机理塑料熔融分解燃烧后产生→燃烧的三要素可燃物质氧气热材料名称OI,%材料名称LOI材料名称OI,%PE17PBR18PPO29PP17Epoxyresin18PPS44PVC45-49POM15PI43PS18Nylon-625Kevlar40ABS19PET20PBI58PMMA17PC27PTFE95加入阻燃剂,其作用机理:阻隔机理:阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的综合作用,从而达到阻燃目的。抑制链反应机理: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。吸热机理:阻燃剂发生强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。稀释机理:阻燃剂受热时分解出不燃气体,将可燃气体和氧气的浓度稀释到燃烧下限以下。
举例如下:
现有阻燃剂中,阻燃效率高的绝大多数是含卤(如溴、氯)化合物。但含卤素阻燃剂存在致命的缺点:腐蚀性强着火时烟雾大分解产生大量有害的物质在自然界中能长期存在,造成环境问题生物体内积累与残留欧盟已开始禁止使用某些含卤素阻燃剂各种阻燃元素:
11B 14N 24Mg 27Al28Si 31P 35Cl 80BrFlameretardant
阻燃剂种类1.溴系2.氯系:3.有机磷系:在高温和氧作用下,发生以下变化:有机磷化物—磷酸—偏磷酸—多聚磷酸,这些磷酸都是强脱水剂,使含氧聚合物脱水,对不含氧聚合物其产生的水蒸汽,都促使碳质焦粒的形成,甚至生成玻璃状表面保护层,使塑料表面结焦而限制与氧接触,同时生热少,对燃烧有阻缓作用。在气相及凝聚相阻燃。(含卤)磷酸酯兼具阻燃及增塑功能。较常用的有TCEP(磷酸三(α-氯乙基)酯)、TOP(磷酸三辛酯)、TPP(磷酸三苯酯)、DMMP(甲基膦酸二甲酯)等。另外利用磷-卤的协同效应(磷系主要在固相阻燃,卤系在气相阻燃),将二者并用,效果显著,可以降低阻燃剂用量,特别是含卤磷酸酯,如磷酸三(2,3-二溴丙酯)等。4.氮系:5.无机磷系:聚磷酸铵(APP):膨胀型阻燃剂组分之一。6.Al(OH)3和Mg(OH)2:阻燃填料,不产生毒气,价廉,缺点是加入量大,影响其它性能。当塑料燃烧时,它们发生分解,吸收大量热量,生成水,水汽化需要吸收大量潜热,从而降低塑料温度,放出的可燃性气体减少,另外水蒸气稀释了可燃气体,减缓和阻止了燃烧。Al(OH)3分解温度小于210℃,故常用于PE、PVC等低熔点通用塑料的阻燃,而Mg(OH)2分解温度340℃,故既可用于通用塑料,又可用于高熔点工程塑料的阻燃。7.其它:ZB(硼酸锌)、Sb2O3、MoO3等。
Sb2O3单独使用只在PVC中有效,一般需与卤系阻燃剂并用,起协效作用。其与卤系阻燃剂分解放出的卤化氢反应,生成产物能有效捕捉羟基自由基,从而具有显著阻燃作用。ApplicationofflameretardantDevelopmentofflame-retardant高效highefficiency无卤halogenfree低毒lowtoxicity低烟lowsmokerelease对材料其它性能影响小的环境友好阻燃剂为满足欧盟《RoHS
指令》指令,开发替代溴系的无卤阻燃剂,以促进我国家电塑料制品及相关绿色产业链的形成和解决含溴系阻燃剂相关产品的出口受制约问题。LessToxicFlameRetardantsRedPhosphorus红磷LowhumanandecologicalharmifnotmixedwithwhiteoryellowphosphorusResorcinolbis-(diphenyl-phospate)(RDP)MinimalEffectsonhumanhealth,littledataavailableonbioaccumulationbutchemicallyunlikely.间苯二酚四苯基二磷酸酯(ATH)AluminumTrihydroxide氢氧化铝Mineralflameretardant.Lowimpactonfishandwildlife,non-toxictohumans.(mostcommonFR)Ammonium聚磷酸铵PolyphosphateUsedinplastics.Lowimpactonecosystemandhumans-Recommended.MagnesiumHydroxide氢氧化镁Insufficienthumandata,butchemicallybiodegradable.Melamine三聚氰胺Lowhealtheffects,noevidenceofcancerinduction,lowbioaccumulationAntimonyTrioxide三氧化锑Teratogenic,bioaccumulative,reproductivetoxin,carcinogenic致畸生物积累生殖毒性致癌三氧化铝硼酸锌八钼酸胺有机胺钼酸盐二茂铁锡酸锌软PVC抑烟剂
PVC的含氯量达56%,其氧指数可大于45%,只有在极个别情况下才需进一步阻燃。软PVC中含氯量降至约36%,氧指数最低可降至约22%,所以软PVC的阻燃是必要的,但抑烟则是硬质和软质PVC所共同要求的。PVC的生烟量在常用塑料中名列榜首。所以,PVC的抑烟具有特别重要意义。
着色剂
(Coloringagent)
着色剂亦称色料,它赋予塑料制品各种色泽。着色剂分为染料和颜料两种。染料为有机化合物,常能溶于增塑剂或有机溶剂中。颜料可分为有机和无机化合物两类,它们颗粒较大,通常不溶于有机溶剂。塑料和橡胶的着色是现代聚合物加工中的重要一环。不仅可以美化塑料和橡胶制品,还具有其他一些重要作用。例如塑料和橡胶包覆的电线电缆或由其制成的信号器具、工厂用容器和管道等,根据不同的用途做成不同的颜色,使之明显可辨,用起来既方便又安全;军用塑料和橡胶制品经着色后可增加其隐蔽性;利用着色塑料薄膜的选择透光效果,可提高温室农作物和蔬菜的品质和产量;利用着色塑料制做的阳光热水槽,可提高太阳能的利用率等。此外,着色剂选配得当还可以改善制品的耐候性、力学强度、电性能、光学性能及润滑性能。(1)分类:特殊着色剂:荧光颜料、染料,珠光颜料,荧光增白剂,金属类颜料(金粉、银粉)颜料与染料基本性能比较无机颜料主要有以下几类:金属氧化物:如二氧化钛、三氧化二铬、氧化锌、氧化铁、钴蓝等;金属硫化物:如镉黄、镉红、硫化钡、硫化汞等;铬酸盐:如铬黄、锌黄等;亚铁氰化物:如华蓝;金属元素及其合金:如铝粉、金粉等。(2)主要品种
有机颜料
由于其品种繁多、色彩鲜艳、着色力高及应用性能优良,是重要的塑料着色剂。按其结构类型,有以下种类:不溶性偶氮颜料尤其是结构比较复杂的单、双偶氮颜料,分子中含有多个剂型取代基,如甲基、硝基、卤素、酰胺基等,或是杂环取代基,如苯并咪唑啉酮基团以及偶氮缩合类颜料。色谱范围主要为黄色、橙色和红色,尤其是以3,3’一二氯联苯胺为原料生产出一些有机颜料适用于多种塑料的着色剂,并具有良好的应用性能。色淀类颜料主要是少数萘酚磺酸(羧酸)类红色色淀颜料,由于分子极性较大,有较好的热稳定性和高的着色力,可以用于加工成型温度中等的树脂着色。酞青类颜料其具有优异的耐热、耐光和耐候性能,高着色力及耐迁移性能,而且价格低廉。主要有酞青蓝和酞青绿2种,色谱单调,但其用于高密度聚乙烯大型制品会引起变形和变脆。杂环与稠环酮类颜料其具有优异的应用性能,不仅应用于塑料着色,还可用于涂料和油墨等着色,由于其分子结构复杂、成本较高、综合性能优良,可作为高档有机颜料。喹吖啶酮类颜料其具有优异的耐迁移性、耐晒性及耐热性能。目前,已工业化的有20种左右,主要有红喹吖啶酮、紫红喹吖啶酮、黄光褐红喹吖啶酮和亮红喹吖啶酮等,主要生产公司为瑞士汽巴公司,我国也有少数企业生产。吡咯并吡咯二酮类颜料简称DPP颜料,是汽巴公司的专利产品,其中,2个主要产品C.I.颜料红254和264于2003年专利到期。目前,全球DPP颜料产量达到7000t/a左右,主要原料为丁二酸二烷基酯、对氯苯甲腈和对苯基苯腈等。二嗯嗪颜料其分子结构中含有三苯母体结构,多为紫色谱,主要用于丙烯酸树脂片材和挤出低密度聚乙烯制品。目前,国内已经研制成功并工业化生产,常用作二氧化钛的增白抑黄剂。异吲哚啉酮颜料主要品种为四氯异吲哚啉酮,该颜料的耐光、耐溶剂和耐热性能优异,由于其抗迁移突出,特别适用于软质聚氯乙烯制品,主要是汽车用塑料制品中。另外,还有一些如咔唑类、茈系、喹酞酮类、葸醌类及苯并咪唑酮类等颜料,目前,这些高档塑料着色剂的生产公司为德司达公司、汽巴公司和科莱思公司。(3)作为着色剂的条件a.好的耐热性。b.良好的光稳定性。c.耐酸性良好。d.具鲜明色彩和高度的着色力。e.具有良好的分散性。f.耐溶剂性良好。g.不应有粘附在加工机械表面的现象。(4)常用的塑料着色方法a.干法着色b.糊状着色剂(色浆)着色c.色粒着色d.色母粒着色a.干法着色直接用色粉(颜料或染料)添加适量粉状助剂对塑料粒子进行着色的方法,又称干法着色。
其优点是分散性好、成本低,可小批量操作。由于它省却了其它着色剂,如色母、色浆等加工过程中人力物力的消耗,因而成本低,买卖双方不受量的限制。制造色母不可能做1~2kg,但色粉可以根据需要任意指定质量,配制十分方便。使用色粉着色,与其它造粒着色相比,加工的树脂少经历一次降解过程,有利于减少塑料制品的老化,增加其使用寿命。
但最大缺点是颜料在运输、仓储、称量、混和过程中会飞扬,产生污染,严重影响工作环境。随着环保、企业ISO9000指标等要求,色粉着色越来越受到局限,但对于特殊效果的着色,采用色粉直接混合着色具有一些色母着色达不到的效果。举例来说:一些耐热性差、怕剪切的颜料粉制成色母,由于其承受高温的时间长,而在色母加工设备中受剪切作用的时间长,着色效果会明显减弱,如珠光色粉、荧光粉、夜光粉。用珠光色粉制成色母再着色塑料,比直接用珠光粉混入塑料着色,其珠光效果要减弱10%左右,且注塑产品还容易产生流线状疤痕和接缝。在制造这类色母时,均采取相应措施,尽可能地减少色母在加工过程中受热的温度、时间及受剪切的程度(不用双螺杆造粒机,而用单螺杆造粒机等)。b.糊状着色剂着色糊状着色法通常先把着色剂与液态的着色助(增塑剂或树脂)混合研磨成糊状物后,再将其与塑料均匀混合。优点:分散效果好,不会形成粉尘污染缺点:着色剂用量不易计算,成本较高c.色粒着色色粒着色法通常先采用干法着色或糊状着色法制取塑料与着色剂的混合物,再将此混合物塑炼,制得着色粒子,然后供成型设备制取塑料制件优点:分散性和分配性好,不会出现色点缺点:着色工艺步骤较多,着色成本高d.色母粒着色所谓色母粒,即采用某种工艺与相应设备,在助剂的作用下,将颜料(或染料)混入载体,通过加热、塑化、搅拌、剪切作用,最终使颜料粉的分子与载体树脂的分子充分地结合起来,再制成与树脂颗粒相似大小的颗粒。我们将这种高浓度着色剂称为色母粒,其作用与“糖精”相似,使用时,只需在要着色的树脂中添加较小的比例(1%~4%),就能达到着色树脂的目的。
与色粉着色相比,色母粒着色有以下明显的优点:(1)改善了由于色粉飞扬带来的环境污染问题,使用过程中换色容易,不必对挤出机料斗进行特别的清洗,倍感方便。
(2)针对性强,配色正确。由于色母制造工厂在制造过程中已针对适用树脂的性能,合理地选择了颜料(染料)、助剂、加工设备、加工工艺,对生产过程中不同批号的色粉可能带来的色差,及时进行修正、补色,出厂时再进行检验,因此,可以保证相同牌号的色母,前后两批颜色保持相对的稳定。
(3)与成批树脂干法染色造粒后再去制塑件相比,使用色母可以减少塑料制品经二次加工后所造成的树脂性能老化,有利于塑料制品使用寿命的提高。发泡剂blowingagent
发泡剂——概念:发泡剂是一类受热时会分解放出气体,从而在塑料中形成泡孔结构(气、固相共存)的助剂。——分类:⊕按产生气体的方式分:物理发泡剂和化学发泡剂;⊕根据化学结构分(
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