高分子成型加工 第二章.ppt

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1、1第二章添加剂高分子材料是以聚合物为主体的多相复合体系，即很少用纯聚合物制造产品，大多要加配合剂。添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度地发挥高分子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。辅助只是相对于实现高分子材料制品重要性而言。时至今日，添加剂已发展成一个独立的工业部门。可以说，没有添加剂工业，就没有高分子材料工业。它的品种之多，在高分子材料中应用范围之广，消耗量之大，作用之重要，是尽人皆知的。以塑料添加剂为例，现有30多个功能类、200多种化合物，4000多个牌号。目前全

2、世界的消耗量为1100万吨/年，约为高分子化合物的11%3功能添加剂的类别加工性能力学性能老化性能降低成本其它性能增塑剂、润滑剂、热稳定剂、加工助剂增塑剂、补强剂、增韧剂、固化剂抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂填充剂、增容剂发泡剂、阻燃剂、偶联剂、抗静电剂4第二章添加剂第一节稳定剂5老化过程外观的变化——表面变暗，变色，出现斑点，变形，裂纹..物理性能的变化——溶解性，熔体流动速率，耐热性，折射率，相对密度…6老化过程机械性能的变化——拉伸强度，伸长率，冲击韧性，疲劳强度，硬度..电性能的变化——绝缘电阻，介

3、电常数，击穿电压..结构的变化——羰基含量，分子链断裂或交联..7老化的本质降解引起高聚物相对分子量减少，进而导致其机械性能和电性能降低，并可能出现发粘和粉化等现象交联则引起聚合物相对分子质量增加。交联至一定程度前能改善聚合物的物理机械性能和耐热性能，但随着分子间交联的增多，逐渐形成网络结构，聚合物变成硬、脆、不溶不熔的产物8防止方法引入带功能性基团的单体使发生共聚改性——将含有抗氧剂基团的单体和其他乙烯基单体共聚对活泼端基进行消活稳定处理——均聚甲醛的酯化或醚化添加稳定剂使材料稳定化9热稳定剂为什么要

4、添加热稳定剂？热稳定剂的作用热稳定剂的分类热稳定剂的选择10PVC的热稳定性11PVC的热稳定性随着温度升高，PVC的热降解大大加速——在100℃时开始分解，放出HCl——当加热到130℃时，分解就比较显著——达到150℃以上时，分解变得相当严重——颜色的变化，即由白一微红一粉红一浅黄--褐色一红棕一红黑一黑。氧加速了PVC的热降解——PVC树脂热氧降解的顺序为：氧气中＞空气中＞氮气中12PVC的热稳定性光加速了PVC的热降解——在可见光条件(光热)下PVC的热稳定性低于避光条件(热)下——稳定性随光强

5、增加而降低——光的波长不同，稳定性也不同随着PVC分子量的降低，热稳定性变差脱出的HCl会加速PVC的降解13热稳定剂的作用中和HCl——有机酸的金属皂类、无机酸的碱式盐、胺类取代不稳定氯原子——重金属的羧酸盐和硫醇盐钝化杂质——亚磷酸酯类14热稳定剂的作用防止自动氧化——金属硫醇盐分解氢过氧化物的二次抗氧剂效用与不饱和部位反应——利用一种稳定基团与PVC上不饱和双键加成，抑制脱HCl破坏碳正离子——能与HCl结合的稳定剂都具有这一能力15热稳定剂的分类铅盐类：热稳定性和电绝缘性好，价廉，有毒，不能用于

6、制造接触食品的制品有机锡类：良好的耐热性和透明性有机锑类：热稳定性和透明性优良，无毒，价廉稀土稳定剂：优良的热稳定性，无毒，透明性好，可用于食品、药品包装和上水管复合稳定体系多元醇类16理想的热稳定剂具有吸收或中和HCl的作用，其作用产物也不会影响制品的性能与PVC树脂、增塑剂相容性好，不会与其他添加剂发生化学反应不影响制品的物理机械及其他性能对加工性影响少无色无臭，在食品包装中应无毒最好为液体，作为固体则细度要小价廉，效果高，用量少17热稳定剂的选择首先取决于制品——是否增塑？——是否透明？——一般使

7、用还是食品包装？成型加工方式——注射成型，温度高，热稳定剂效能要高——快速压延或大表面积型材成型时，要考虑PVC分子受到强剪切作用断链大气中臭氧的浓度很低(为0∼1×10-9)，但会随大气污染程度加剧而缓慢增加。研究表明：臭氧对高分子化合物的影响不可忽视。其表现为：1)使含不饱和双键的弹性体发生臭氧龟裂，这种龟裂只发生在弹性体受应力作用时，如弹性体没有受到应力作用，则不会发生。这种裂纹垂直于应力作用的方向，且比氧化降解的裂纹要深。2)饱和高分子化合物受臭氧作用同样会发生臭氧老化，但按自动氧化链引发机理进

8、行。高分子化合物的取代基、空间位阻、立体化学等结构因素影响臭氧老化。如供电子基存在，使臭氧龟裂加剧；亲电子基存在，则使臭氧龟裂减轻。抗氧剂19抗氧剂自动氧化反应的机理抗氧剂的作用与分类抗氧剂的选用原则20自动氧化反应的机理链引发链增长21自动氧化反应的机理链转移链终止22臭氧的影响使含不饱和双键的弹性体发生臭氧龟裂——按照亲电加成反应的离子型机理进行饱和高分子发生臭氧老化——自动氧化链引发机理进行取代基、空间位阻、立体化学等结构因素影响23