高分子材料专业必备知识

2021年2月22日发(作者：海晏堂海参胶囊)
塑料助剂



阻燃剂


阻燃机理




吸热作用





任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，
如果能在较短的
时间吸收火源所放出的一部分热量，
那么火焰温度就会降低，
辐射到燃烧表面和
作用于 将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，
燃烧反应就会得到
一定程度的抑制。



覆盖作用





阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，
隔绝氧气，
具
有隔热、隔氧 、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。




抑制链反应





根据燃烧的链反应理论，< br>维持燃烧所需的是自由基。
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。




不然气体窒息





阻燃剂受热时分解出不燃气体，
将可燃物分解出来的可燃气体的
浓度冲淡到燃烧下限以下。
同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，
阻止燃
烧的继 续进行，达到阻燃的作用。




分类



按用法分类





反应型






通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团，< br>从而提高材料
的抗燃性，起到阻止材料被引燃和抑制火焰的传播的目的





添加型






在阻燃剂类型中，添加型阻燃剂占主导地位，使用的范围比
较广，约占阻燃剂的85%
，反应型阻燃剂仅占
15%
。




按组分分类





无机盐类阻燃剂






氢氧化铝、氢氧化镁






氯化铵






磷酸一铵、磷酸二铵







无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点，广泛
应用于各类领域，
需求总量占阻燃剂需求总量一半以上，
需求增长率有增长趋势






硼酸





有机阻燃剂






卤系






磷酸酯






卤代磷酸酯



































六溴水散体



十溴－三氧化二锑阻燃体系


有机
-
无机混合阻燃剂

按所含阻燃元素分


卤系阻燃剂


磷系阻燃剂


氮系阻燃剂


磷－卤系阻燃剂


磷－氮系阻燃剂


铝镁系阻燃剂

抗氧剂
/
防老剂


有机化合物的热氧化过程是一系列的自 由基链式反应，在热、光或氧的
作用下，
有机分子的化学键发生断裂，
生成活泼的自由 基和氢过氧化物。
氢过氧
化物发生分解反应，
也生成烃氧自由基和羟基自由基。
这些自由基可以引发一系
列的自由基链式反应，
导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。
抗氧剂的作
用是消除刚刚产生的自由基，
或者促使氢过氧化物的分解，
阻止链 式反应的进行。
能消除自由基的抗氧剂有芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物，称为主抗氧剂
;
能分解氢过氧化物的抗氧剂有含磷和含硫的有机化合物，称为辅助抗氧剂。





分类

































































主抗氧剂


芳香胺类抗氧剂



抗氧剂
DNP

受阻酚类抗氧剂



抗氧剂
1010


抗氧剂
1076


抗氧剂
CA


抗氧剂
BHT


抗氧剂
264
辅助抗氧剂


硫代二丙酸双酯



硫代二丙酸双十二碳醇酯




抗氧剂
DLTP



硫代二丙酸双十四碳醇酯



硫代二丙酸双十八碳醇酯


亚磷酸酯



亚磷酸三辛酯



亚磷酸三癸酯



亚磷酸三
(
十二碳醇
)
酯



亚磷酸三
(
十六碳醇
)
酯



抗氧剂

TNP


抗氧剂

TPP


防静电剂
ASA


抗静电剂一般都具有表面 活性剂的特征，结构上极性基团和非极性基团
兼而有之。常用的极性基团
(
即亲水基< br>)
有
:
羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的阴离子，胺
盐、季铵盐的阳离子，以 及
-OH
、
-O-
等基团，常用的非极性基团
(
即亲油基或 疏
水基
)
有
:
烷基、烷芳基等，从而形成了纤维工业常用的五种基本 类型的
ASA
，即
胺的衍生物，季铵盐，硫酸酯、磷酸酯以及聚乙二醇的衍生物





外涂型


多为阳离子型抗静电剂

,

也有一些为两性型和阴离子型抗静电剂
;




外涂型抗静电剂是指涂在高分子材料表面所用的一类抗静电剂。

一般用前先用水或乙醇等将其调配成质量分数为

0
、
5 %~2
、
0 %
的溶液

,
然后通过涂布、喷涂或浸渍等方法使之附着在高分子材料表面

,

再经过室温或热空气干燥而形成抗静电涂层






外涂型抗静电剂的作用机理
[1]

此类抗静电剂加到水里

,
抗静电剂分子中的亲水基就插入水里

,
而亲油基就伸
向空气。当用此溶液浸渍高分子材料时

,
抗静电剂分子中的亲油基就会吸附于
材料表面。浸渍完后干燥

,
脱出水分后的高分子材料表面上

,
抗静电剂分子中
的亲水基都向着空气一侧排列

,
易吸收环境水分

,
或通过氢键与空气中的水分
相结合

,
形成一个单分子导电层

,
使产生的静电荷迅速泄漏而达到抗静电目的。





内混型


非离子型和高分子永久型抗静电剂为主

,

阴、阳离子型在某些品种中也可以添加使用





内混型抗静电剂是指在制品的加工过程中添加到树脂内的一类
抗静电剂。

常将树脂和添加其质量的
0
、
3 %~3
、
0 %
的抗静电剂先机械混合后再加工成型






表面活性剂类内混型抗静电剂的作用机理


在高分子材料成型过程中

,
如果其中含有足够浓度的抗静电剂

,
当混合物处于
熔融状态时

,
抗静电剂分子就在树脂与空气或树脂与金属

(
机械或模具
)
的界
面形成最稠密的取向排列

,
其中亲油基伸向树脂内部

,
亲水基伸向树脂外部。
待树脂固化后

,
抗静电剂分子上的亲水基都朝向空气一侧排列

,
形成一个单分
子导电层。在加工和使用中

,
经过拉伸、摩擦和洗涤等会导致材料表面抗静电
剂分子层的缺损

,
抗静电性能也随之下降。但是不同于外涂敷型抗静电剂

,
经
过一段时间之后

,
材料内部的抗静电剂分子又会不断向表面迁移

,
使缺损部位
得以恢复

,
重新显示出抗静电效果。由于以上两种类型抗静电剂是通过吸收环
境水分

,
降低材料表面电阻率达到抗静电目的

,
所以对环境湿度的依赖性较大。
显然

,
环境湿度越高

,
抗静电剂分子的吸水性就越强

,
抗静电性能就越显著。






高分子永久型抗静电剂的作用机理


高分子永久型抗静电剂是近年来研究开发的一类新型抗静电剂

,
属亲水性聚合