工程塑料加工中的5種關(guān)鍵助劑,你知道多少呢?
發(fā)布時間:
2021-06-23
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塑料助劑又叫塑料添加劑,是聚合物(合成樹脂)進(jìn)行成型加工時為改善其加工性能或?yàn)楦纳茦渲旧硇阅芩蛔愣仨毺砑拥囊恍┗衔?。例如,為了降低聚氯乙烯樹脂的成型溫度,使制品柔軟而添加的增塑劑;又如為了制備質(zhì)量輕、抗振、隔熱、隔音的泡沫塑料而要添加發(fā)泡劑;有些塑料的熱分解溫度與成型加工溫度非常接近,不加入熱穩(wěn)定劑就無法成型。因而,塑料助劑在塑料成型加工中占有特別重要的地位。接下來就由小八替大家盤點(diǎn)一下工程塑料中常用的15種助劑。
1.抗氧劑
以抑制聚合物樹脂熱氧化降解為主要功能的助劑,屬于抗氧劑的范疇??寡鮿┦撬芰戏€(wěn)定化助劑最主要的類型,幾乎所有的聚合物樹脂都涉及到抗氧劑的應(yīng)用。按照作用機(jī)理,傳統(tǒng)的抗氧劑體系一般包括主抗氧劑、輔助抗氧劑和重金屬離子鈍化劑等。
主抗氧劑以捕獲聚合物過氧自由基為主要功能,又有“過氧自由基捕獲劑”和“鏈終止型抗氧劑”之稱,涉及芳胺類化合物和受阻酚類化合物兩大系列產(chǎn)品。
輔助抗氧劑具有分解聚合物過氧化合物的作用,也稱“過氧化物分解劑”,包括硫代二羧酸酯類和亞磷酸酯化合物,通常和主抗氧劑配合使用。
重金屬離子鈍化劑俗稱“抗銅劑”,能夠絡(luò)合過渡金屬離子,防止其催化聚合物樹脂的氧化降解反應(yīng),典型的結(jié)構(gòu)如酰肼類化合物等。
最近幾年,隨著聚合物抗氧理論研究的深入,抗氧劑的分類也發(fā)生了一定的變化,最突出的特征是引入了“碳自由基捕獲劑”的概念。這種自由基捕獲劑有別于傳統(tǒng)意義上的主抗氧劑,它們能夠捕獲聚合物烷基自由基,相當(dāng)于在傳統(tǒng)抗氧體系中增設(shè)了一道防線。
此類穩(wěn)定化助劑而今見諸報道的主要包括芳基苯并呋喃酮類化合物、雙酚單丙烯酸酯類化合物、受阻胺類化合物和羥胺類化合物等,它們和主抗氧劑、輔助抗氧劑配合構(gòu)成的三元抗氧體系能夠顯著提高塑料制品的抗氧穩(wěn)定效果。
應(yīng)當(dāng)指出,胺類抗氧劑具有著色污染性,多用于橡膠制品,而酚類抗氧劑及其與輔助抗氧劑、碳自由基捕獲劑構(gòu)成的復(fù)合抗氧體系則主要用于塑料及艷色橡膠制品。
2.抗沖擊改性劑
廣義地講,凡能提高硬質(zhì)聚合物制品抗沖擊性能的助劑統(tǒng)稱為抗沖擊改性劑。傳統(tǒng)意義上的抗沖擊改性劑基本建立在彈性增韌理論的基礎(chǔ)上,所涉及的化合物也幾乎無一例外地屬于各種具有彈性增韌作用的共聚物和其他的聚合物。
以硬質(zhì)PVC制品為例,而今應(yīng)用市場廣泛使用的品種主要包括氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯共聚物(ACR)、甲基丙烯酸酯—丁二烯—苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯—乙烯基醋酸酯共聚物(EVA)和丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)等。聚丙烯增韌改性中使用的三元乙丙橡膠(EPDM)亦屬橡膠增韌的范圍。
3.阻燃劑
塑料制品多數(shù)具有易燃性,這對其制品的應(yīng)用安全帶來了諸多隱患。準(zhǔn)確地講,阻燃劑稱作難燃劑更為恰當(dāng),因?yàn)椤半y燃”包含著阻燃和抑煙兩層含義,較阻燃劑的概念更為廣泛。然而,長期以來,人們已經(jīng)習(xí)慣使用阻燃劑這一概念,所以在文獻(xiàn)中所指的阻燃劑實(shí)際上是阻燃作用和抑煙功能助劑的總稱。
阻燃劑依其使用方式可以分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。添加型阻燃劑通常以添加的方式配合到基礎(chǔ)樹脂中,它們與樹脂之間僅僅是簡單的物理混合;反應(yīng)型阻燃劑一般為分子內(nèi)包含阻燃元素和反應(yīng)性基團(tuán)的單體,如鹵代酸酐、鹵代雙酚和含磷多元醇等,由于具有反應(yīng)性,可以化學(xué)鍵合到樹脂的分子鏈上,成為塑料樹脂的一部分,多數(shù)反應(yīng)型阻燃劑結(jié)構(gòu)還是合成添加型阻燃劑的單體。
按照化學(xué)組成的不同,阻燃劑還可分為無機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑。無機(jī)阻燃劑包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻、硼酸鋅和赤磷等,有機(jī)阻燃劑多為鹵代烴、有機(jī)溴化物、有機(jī)氯化物、磷酸酯、鹵代磷酸酯、氮系阻燃劑和氮磷膨脹型阻燃劑等。抑煙劑的作用在于降低阻燃材料的發(fā)煙量和有毒有害氣體的釋放量,多為鉬類化合物、錫類化合物和鐵類化合物等。盡管氧化銻和硼酸鋅亦有抑煙性,但常常作為阻燃協(xié)效劑使用,因此歸為阻燃劑體系。
4.增塑劑
增塑劑是一類增加聚合物樹脂的塑性,賦予制品柔軟性的助劑,也是迄今為止產(chǎn)耗量最大的塑料助劑類別。增塑劑主要用于PVC軟制品,同時在纖維素等極性塑料中亦有廣泛的應(yīng)用。
增塑劑所涉及的化合物類別大致包括鄰苯二甲酸酯、脂肪二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、環(huán)氧酯、烷基磺酸苯酯、磷酸酯和氯化石蠟等,尤以鄰苯二甲酸酯類最為重要。
5.熱穩(wěn)定劑
如果不加說明,熱穩(wěn)定劑專指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的穩(wěn)定劑。聚氯乙烯及氯乙烯共聚物屬熱敏性樹脂,它們在受熱加工時極易釋放氯化氫,進(jìn)而引發(fā)熱老化降解反應(yīng)。熱穩(wěn)定劑一般通過吸收氯化氫,取代活潑氯和雙鍵加成等方式達(dá)到熱穩(wěn)定化的目的。
工業(yè)上廣泛應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑品種大致包括鹽基性鉛鹽類、金屬皂類、有機(jī)錫類、有機(jī)銻類等主穩(wěn)定劑和環(huán)氧化合物類、亞磷酸酯類、多元醇類、個二酮類等有機(jī)輔助穩(wěn)定劑。由主穩(wěn)定劑、輔助穩(wěn)定劑與其他助劑配合而成的復(fù)合穩(wěn)定劑品種,在熱穩(wěn)定劑市場具有舉足輕重的地位。?