许多塑料聚合物在生产过程中,都会加入塑料助剂,可以提高成形性或仅仅改变色素沉着等。而包含在材料中的每种物质都是总体化学组成的一部分。这些物质必须仔细控制好。不同种类的塑料助剂会有不同的缺点和优势,加入到聚合物中,使聚合物具备不同的性质,从而使聚合物具有更大的实用价值,满足日益增加的市场需求。
成形性添加剂提供聚合物抗冲击性
具有难以成形性的聚合物可用做润滑剂或加工助剂,可以帮助材料粘到金属表面上,降低制造它所需要的能源量。某些添加剂,如丙烯酸类聚合物,可以提高冲击性。pvc材料,可以用在模塑或挤出设备,经常被视为与润滑剂,同时也可作为加工助剂和添加剂。但是这些添加剂会通过溶剂污染其它化学品。
越来越多的聚合物材料涌入市场,各种聚合物产品应运而生,现如今的聚合物产品有聚合物制造的薄膜、聚合物电芯、聚合物电池等。在特性方面有的聚合物透明,有的气密性好,有的具有导电性、半导体性、磁性等,这些优良特性在各有关工业技术领域得到广泛应用。
提高聚合物成型性和稳定性
不同的聚合物具有各自的特性,某些聚合物,如橡胶,具有弹性,其他如木质素或硝酸纤维素,是相对刚性的,不能暴露于非溶剂的材料软化。出于这个原因,增塑化合物可以被添加到聚合物以降低其硬度,并提高其成形性。增塑剂收集不同聚合物链之间的分子群体,但不改变聚合物的量。这样可以较少的限制聚合物链的运动。
增塑剂通常具有的溶解度水平接近该聚合物本身水平,只要聚合物之间可以相容使用,多个增塑添加剂,可以在一个单一的混合物内。当增塑剂邻苯二甲酸,被引入到聚氯乙烯(PVC)的聚合物,可以降低其熔体粘度,并提高其光稳定性。它提供的耐氧化性酸,也使得聚合物更容易受到真菌污染和腐蚀。
改变聚合物材料的颜色
为了适应市场需求,现如今的聚合物可以通过添加颜料来使其具有不同的颜色。然而,一些颜料会增加聚合物的易感性的化学反应,所以在选择颜料时要慎重。颜料,如炭黑不会反应后生成腐蚀剂。粘土和其它亲水性添加剂具有吸水性,这可能会损害某些聚合物。同样,碳酸盐颜料,如石灰石,可以使材料易于被无机酸腐蚀。这些效果可以通过其他途径得到缓解。另外粘接剂,如有机硅烷,有助于弥补颜料和聚合物分子之间的不足。
紫外线稳定剂和抗氧剂使聚合物更稳定
很多不饱和聚合物可以从各种来源,如氧的吸收,从而导致有机过氧化物的释放发生降解。为了减少机械和化学性质恶化的风险,酚类或胺类抗氧化剂可以加入到这些聚合物中,而某些颜料和稳定剂有利于屏蔽紫外线。具有这些效果的普通添加剂有: 受阻酚:一个由苯酚再加上羟基的苯环。当被相邻的碳原子与较重的元素的键合的氢取代,会转化成受阻酚化合物,从而防止诸如橡胶聚合物的氧化降解。
抗氧化剂:仲胺,包括芳烃,如苯,在其组合物可以作为保护聚合物免受氧化变质的抗氧化剂。然而,他们也与酸反应,使他们容易受到酸的腐蚀。
稳定剂:某些有机聚合物具有光氧化作用,这是由氧在紫外线下的曝光引起的劣化。可以添加像碳黑和UV稳定剂像羟基二苯甲酮颜料,来抑制光氧化的速率。
未来聚合物的市场需求量必将增加,这也就要求聚合物本身的性质朝多样化发展,而各种塑料助剂也将在此发展过程中起到十分重要的作用,让聚合物性质多样化,应用领域广泛化。
塑料助剂的分类方式有多种,比较通行的方法是按照助剂的功能和作用进行分类。在功能相同的类别中,往往还要根据作用机理或者化学结构类型进一步细分。
具有改善加工性能功能的:润滑剂、脱模剂、稳定剂、加工助剂、触变剂、增塑剂、PVC稳定剂
具有改善力学性能功能的:增塑剂、增强填充剂、增韧剂、抗击改性剂
具有改善光学性能功能的:颜料、染料、成核剂、荧光增白剂
具有改善老化性能功能的:抗氧剂、PVC稳定剂、紫外光吸收剂、杀菌剂、防霉剂
具有改善表面性能功能的:抗静电剂、滑爽剂、耐磨剂、防粘连剂、防雾剂
降低成本:稀释剂、增溶剂、填料
具有改善其他性能功能的:发泡剂、助燃剂、化学交联剂、偶联剂
塑料助剂在塑料行业的应用越来越广泛,对于塑料来说是必不可少的,可以使塑料性能更好的原料,未来的前景十分广阔。
名词解释;塑料助剂
塑料助剂又叫塑料添加剂,是聚合物(合成树脂)进行成型加工时为改善其加工性能或为改善树脂本身性能所不足而必须添加的一些化合物。例如,为了降低聚氯乙烯树脂的成型温度,使制品柔软而添加的增塑剂;又如为了制备质量轻、抗振、隔热、隔音的泡沫塑料而要添加发泡剂;有些塑料的热分解温度与成型加工温度非常接近,不加入热稳定剂就无法成型。因而,塑料助剂在塑料成型加工中占有特别重要的地位。用于塑料成型加工品的一大类助剂,包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂和增白剂(见颜料)、填充剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂等。其中着色剂、增白剂和填充剂不是塑料专用化学品,而是泛用的配合材料。