第四章高分子概述.ppt

第四章 高分子材料助剂 4.1 概述 一.? 助剂的定义和分类 1.助剂的定义 助剂又称添加剂，是指在塑料、橡胶、合成纤维等材料和产品的生产、加工、使用过程中，为改善工艺条件、提高产品的质量或赋予产品某些特殊性能所添加的各种辅助化学品。 2.助剂的分类 （1）按应用对象分类 ?高分子材料助剂 包括塑料、橡胶、纤维用助剂。 纺织染整助剂 包括织物纤维的前处理助剂、印染和染料加工用助剂、织物后整理助剂。 石油工业用助剂 包括原油开采和处理添加剂、石油产品添加剂. 食品工业用添加剂 主要有：调味剂、着色剂、抗氧剂、防腐剂、香味剂、乳化剂、酸味剂等 按应用对象分类还包括涂料助剂、医药助剂、农药助剂、饲料添加剂、水泥添加剂、燃烧助剂等 （3）按作用功能分类 4．助剂对制品用途的适应性 不同用途的制品对所欲采用的助剂的外观、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。 5．助剂配合中的协同作用与相抗作用 加和效应是指两种或两种以上助剂并用时．它们的总效应等于它们各自单独使用效能的加和。 协同效应是指两种或两种以上助剂并用时，它们的总效应超过它们各自单独使用效能的加和。 相抗效应是指两种或两种以上助剂并用时，它们的总效应小于它们各自单独使用的效能或加和 三．助剂工业的发展动态 1. 大吨位品种趋于大型化和集中生产 2．新功能助剂研究继续活跃 3．助剂分子结构日臻完善 4．助剂开发顺应全球环保、卫生及安全性潮流 5．助剂多功能化趋势 6．复配型助剂和集装化技术进展迅速 7．助剂高分子量化趋势 8．反应型助剂稳步发展 9．成本――效能平衡性 4.2 增塑剂 一． 增塑剂的定义和性能要求 １．增塑剂的定义： 增塑剂——是一种加入到高分子聚合体系中能增加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质 塑化效率的定义 可以使高分子材料达到某一柔软程度时需要添加的增塑剂的量来衡量，所需增塑剂的量越少，其增塑效率越高。 实际应用时，以DOP为标准，将其塑化效率 定为100，在同一柔软程度的前提下，其他增塑剂用量与 DOP用量的比值为该增塑剂的相对塑化效率。 二． 增塑剂的分类 1．按与被增塑物的相容性分类 主增塑剂与辅助增塑剂 2．按增塑剂的分子量大小分类（分子结构） 单体型增塑剂与聚合型增塑剂 3. 按添加方式分类 外增塑剂与内增塑剂 4．按化学结构分类 邻苯二甲酸酯类，脂肪族二元酸酯类，脂肪酸单酯与多元酸的脂肪酸酯类等。 5．按应用性能分类 耐寒性增塑剂，耐热性增塑剂，阻燃性增塑剂、防舀性增塑剂，无毒性增塑剂，耐候性增塑剂和通用型增塑剂 。 三．增塑剂的增塑机理 1、润滑理论 增塑剂是起界面润滑剂的作用，聚合物能抵抗形变而具有刚性，是因聚合物大分子间具有摩擦力(作用力)，增塑剂的加入能促进聚合物大分子间或链段间的运动，甚至当大分子的某些部分缔结成凝胶网状时，增塑剂也能起润滑作用而降低分子间的“摩擦力”，使大分子链能相互滑移。换言之．增塑剂产生了“内部润滑作用”。 润滑理论优/缺点： 这个理论能解释增塑剂的加入使聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型加工，以及聚合物的性质不会明显改变的原因。但单纯的润滑理论，还不能说明增塑过程的复杂机理。 2、凝胶理论要点： 聚合物(主要指无定形聚合物)的增塑过程是使组成聚合物的大分子力图分开，而大分子之间的吸引力又尽量使其重新聚集在一起的过程．这样“时开时集”构成一种动态平衡。在一定温度和浓度下．聚合物大分子间的“时开时集”，造成分子间存在若干物理“连接点”，这些“连接点”在聚合物中不是固定的，而是彼此不断接触“连接”．又不断分开。增塑剂的作用是有选择地在这些“连接点”处使聚合物溶剂化．拆散或隔断物理“连接点”，并把使大分子链聚拢在一起的作用力中心遮蔽起来，导致大分子间的分开。 凝胶理论优/缺点： 这一理论更适用于增塑剂用量大的极性聚合物的增塑。而对于非极性聚合物的增塑．由于大分子间的作用力较小，认为增塑剂的加入．只不过是减少了聚合物大分子缠结点(连接点)的数目而已。 3、自由体积的理论要点： 增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。而所有聚合物在玻璃化转化温度了Ｔg时的自由体积是一定的，而增塑剂的加入，使大分子间距离增大，体系的自由体积增加，聚合物的粘度相应下降．塑性加大了。 缺点： 不能解释许多聚合物在增塑剂量低时所发生的反增塑现象等。 2. 增塑剂的作用原理（现在普遍接受的一种说法） 高分子材料的增塑，是由于材料中高聚物分子链间聚集作用的削弱而造成的。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