塑料包装材料常用树脂和助剂_天津科技大学.ppt

塑料包装材料与制品,天津科技大学 包装与印刷工程学院 韩 永 生 2006. 2.,第二章,第二章 塑料包装材料 常用树脂和助剂,第二节、塑料助剂,助剂分类: 合成助剂 加工助剂 助剂定义:凡加入到塑料 材料中,改善塑料材料某种性能的化学品叫助剂。,助剂是为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质，也称塑料添加剂,它在塑料制品中起着十分重要的作用，有时甚至是决定塑料材料使用价值的关键。助剂不仅能赋予塑料制品外观形态、色泽，而且能改善加工性能，提高使用性能，延长使用寿命，降低制品成本。开发新的塑料制品，在某种意义上讲，重要的一环是选择树脂和助剂，即所谓配方。,第二节 塑料助剂,通常所用的塑料助剂有十几类。 在塑料加工和使用过程中加入塑料助剂。是因为有些树脂或产品其固有性能不适应其产品所需的加工工艺的要求，添加助剂仅仅是需要改变其加工性；而有些材料其加工性能较好，而产品性能却达不到我们的要求，这也要添加助剂，以改变其产品性能。,1、相容性,助剂只有与树脂间有良好的相容性，才能使助剂长期、稳定、均匀地存在于制品中，有效地发挥其功能。如果相容性不好，则易发生“迁移”现象。表现在液体助剂中就为“出汗”，表现在固体助剂中为“喷霜”现象。但是有一些改善制品表面性能的助剂则要求其要稍微有一些迁移性，以使其在制品的表面发挥作用,2、耐久性,耐久性是要求助剂长期存在于制品中而基本不或很少损失，而助剂的损失主要通过三条途径：挥发、抽出和迁移。这主要与助剂的分子量大小，在介质中的溶解度及在树脂中的溶解度有关。,3、加工适应性,某些树脂的加工条件较苛刻，如加工温度高，此时应考虑所选助剂会否分解，助剂对模具、设备有无腐蚀作用。,4、制品用途对助剂的制约,不同用途的制品对助剂的气味、毒性、耐候性、热性能等均有一定的要求。例如装食品的塑料包装制品，因要与食品接触，故要求无毒，因此所用的助剂与一般包装用的塑料制品的助剂是不同的。,5、助剂间的协同与对抗作用,。,在同一树脂体系中，两种或两种以上助剂并用，如果它的共同作用大大超过它们单独应用的效果的总和，就会产生“协同作用”。但如果配合不当，有些助剂间可能产生“对抗作用”，也称反协同作用。这样会削弱每种助剂的功能，甚至使某种助剂失去作用，,一、增塑剂,增塑剂，顾名思义是增加材料的塑性，即添加到树脂中，一方面使树脂在成型时流动性增大，改善加工性能，另一方面可使制成后的制品柔韧性和弹性增加的物质。,1、增塑剂的作用机理,它们与聚合物有良好的相溶性，分布在高分子链之间，降低大分子之间的作用力，在一定温度和压力下使分子链更容易运动。,增塑剂的特性是能够降低聚合物的成型熔融温度、弹性模量和二级转变温度，其降低值的大小与其体积分数成正比。但不影响大分子的化学本质。,增塑剂的分类：按化学组成进行分类，可分为邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、石油磺酸苯酯 磷酸酯、聚酯、环氧类、含氯化合物类，这种分类对制造增塑剂有一定意义，但却不适合应用，因为同类增塑剂不同品种的增塑效果可说相差甚远，而不同类的有些增塑剂有时又可能很相近。,按对聚合物的相容性划分，增塑剂可分为主增塑剂和辅助增塑剂两类，主增塑剂的特点是与树脂的相溶性好，不与基础物质发生化学反应，塑化效率高，耐迁移，具有低挥发性和低的油(水)抽提性，能够单独使用；辅助增塑剂与树脂的相溶性略差，通常不单独使用，必须与主增塑剂并用，使用它一是为了代替部分主增塑剂以降低成本，二是利用它的某些特殊的性能如耐低温性能或阻燃性能等以使制品达到更好的性能，主增塑剂的最低含量应占增塑剂总量的2/3以上，当然某种增塑剂是主还是辅助，还要看是用于什么聚合物，以其相容性来定。,相容性是选择增塑剂时应首先考虑的基本性质，相容性好，则增塑效率高，增塑剂不渗出，制品的使用寿命长。一种增塑剂与聚合物相容性的好坏，主要根据试验或经验来确定，目前的几种鉴别方法都有一定的不足，应该配合使用。,考察材料的相溶性，首先要考虑材料的溶解度参数，即值，它是定量表示物质极性的数据， ，两种材料的溶解度参数越相近者越能够互溶，聚氯乙烯用的增塑剂的溶解度参数为8.411.4。 观察法，这是一种简便方法。其一是将增塑剂与树脂按一定比例混合均匀，加热塑化后，观察其表面是否有析出物，无析出物则表示其相容性好，反之则差；其二是将增塑剂、树脂、一定量溶剂混合后，调制成均匀的溶液后，流延制成薄膜，观察其透明状态，如果薄膜均质、透明，则表示相容性好：如模糊则表示相容性差。,增塑剂除要求它有相容性好，挥发度低、化学稳定性好、对光、热稳定性好的优点外，还应具备以下特性：无害、无毒、无臭、不燃、吸水量低、耐萃取好、电性能好、制品外观好和手感好，以及价廉。当然一种增塑剂是不可能同时具有以上各种优良性能，但最基本的是要满足其与聚合物相容性好和挥发低的要求，所以在选择增塑剂时要先基于这两点，再具体选择。在一般情况下，采用几种增塑剂混合应用可以达到上述要求。,从理论上讲，增塑剂对塑料有两种理想的塑化效应：一种是将聚合物玻璃化转变温度向低温转移，达到或接近材料的实际使用温度范围，从而使塑料制品柔软(这称为低温塑化，是最普通的塑化效应)；另一种是将聚合物的软化熔融温度移向低温，以改善加工性能易于成型加工，(这种塑化效应称为高温塑化)。,增塑效率,所谓增塑效率是以改变聚合物的一定量的物理性能所需加入增塑剂的量作为标记的。 通常以100份PVC树脂中添加50份DOP所得性能为标准，为达到同样性能指标值所需要添加的其他各种增塑剂的重量份数分别除以50份所得的商值作为该增塑剂的增塑效率值，其增塑效率值越大，表明该种增塑剂的增塑效率低。这就是为什么DOP是标准增塑剂的缘故。选用DOP的原因是因为此种增塑剂有比较全面的性能，用量也较高的缘故。并不是说DOP在任何场合下都是最好的增塑剂。,增塑效率,当然评价一种增塑剂的优劣，不能只以增塑效应为唯一选择，还要考虑到相容性、挥发性、抽取性、迁移性等因素。,2. PVC常用增塑剂,(1)邻苯二甲酸酯 邻苯二甲酸酯是增塑剂的主体，产量占增塑剂总量80%大部份为主增塑剂。主要是以碳原子数为411的脂肪醇与邻苯二甲酸合成的邻苯二甲酸酯类，他们以其原料成本较低，各种性能较平衡而使用的最多，其中又以邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异辛酯用得最多。其中最重要的是邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，它被称为标准增塑剂。带有较长或较短支链的醇酯，均各有其特殊性能，构成醇酯分子量越高时，其增塑效率、耐油性、挥发性和加工性能均会下降，而低温柔性等性能则有提高。,邻苯二甲酸酯类的特殊性能是低温性能好和挥发性低，溶剂化能力大和耐污染。DOP即邻苯二甲酸-2-乙基己酯，是塑料加工中最广泛使用的增塑剂之一，具有优良的综合性能，增塑效率高，挥发性小，耐紫外线，耐水抽出，迁移性小，而且耐寒性、柔软性和电性能等也都良好，是理想的主增塑剂。广泛用于聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、纤维素加工制造各种塑料制品。DOP毒性很低，在各国都可以作为食品包装塑料的增塑剂，当然脂肪性食品除外，以防萃出。,PVC增塑剂,(2)脂肪族二元酸酯类 它包括己二酸、壬二酸、癸二酸的酯类，硬脂酸酯和油酸酯类，大多耐低温性能很好，是优良的耐寒增塑剂。,PVC增塑剂,(3)磷酸酯类 磷酸的酯类一般都是与其他增塑剂共用，使PVC提高耐热性，磷酸芳酯类还能使PVC具有持久性、性能稳定和耐油性。 常用的磷酸酯是磷酸三甲酚酯、磷酸二甲酚酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸三丙烯酯的耐光性、耐燃性、耐污染性、耐油萃取都较好，且无臭无毒，在配方中增大氯化石蜡等含氯增塑剂用量，取代部分邻苯二甲酸辛酯，而降低成本。这一类增塑剂具有阻燃效果，但与树脂相溶性略差，是副增塑剂，它与邻苯二甲酸酯类并用。均有一定毒性，不宜用于接触食品的制品。,PVC,增塑剂,(4)环氧化合物 这一类增塑剂对PVC等的增塑效果好，低温性能好并有稳定的作用，毒性小，均为低环氧值化合物。主要品种有环氧大豆油，环氧糠油酸酯，环氧蓖麻油酸酯、环氧妥尔油酯等。环氧油类挥发性低，耐热、耐光、不易萃出、相容性好，这类增塑剂用量不宜多，一般是与其它增塑剂并用。 环氧大豆油。它溶于脂肪烃、芳香烃、酮类、酯类、丁醇、高级醇等有机溶剂，微溶于乙醇。环氧大豆油为PVC的增塑剂及热稳定剂，挥发性低，迁移性小，具有优良的热稳定性和光稳定性，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能。它适用于各种PVC制品，可与聚脂类增塑剂并用，减小聚酯的迁移，与热稳定剂并用有很好的协同效应，而且它的毒性极低，可做为食品包装材料的助剂。,PVC增塑剂,增塑剂的用量： 需要视选用什么样树脂、成型何种产品来定。对于硬质PVC，可以加少量(12）甚至不加增塑剂，而只加入一定量的稳定剂就可以保证其正常加工过程不至于分解。对于软质PVC，视其产品的要求可能会加到40一50。做为搪塑制品，甚至加到100或更多。很多配方的综合效果、性能成本，都需要在经验和实验的基础上确定。为了降低成本，我们常常选用一些价格较低的辅助增塑剂，与主增塑剂配合使用，而对于总体性能没有很大的影响。,PVC增塑剂,工业上采用的是以结构相似的氯乙烯与其共聚，起到内增塑的作用，从而达到适当地降低其软化温度，提高与增塑剂相溶性的目的，且不失PVDC固有的高结晶特征，故现在应用的聚偏氯乙烯实际上是偏氯乙烯与氯乙烯的共聚物（VC/VDC），为简便起见也写作PVDC。,二、稳定剂,聚合物在外界环境作用下，使用性能发生不可逆劣变，这一现象被称为老化。在加工、贮存、使用过程中，聚合物经受热、氧、光、气候等条件作用，性能不断劣化，最后失去使用价值。聚合物稳定化的基本目的是阻缓老化速度，延长其使用寿命。聚合物的老化与抗老化(稳定)是一个非常复杂的问题，受到聚合物内在因素(结构)和外界条件的多方面影响。对聚合物添加稳定剂以求达到一定程度的抗老化性的方法是行之有效的。,1. 稳定剂作用机理,能与树脂的分解产物(如自由基或双键)相作用，防止它们促进树脂其他分子链继续分解；能吸收外界进入的光能(尤其紫外光能)或氧，防止这些光能或氧使树脂分子断链；,2.常用稳定剂,（1） 热稳定剂 热稳定剂是以改善树脂热稳定性为目的而添加的助剂。聚氯乙烯最明显的缺点是热稳定性差，聚氯乙烯分子中存在许多结构上的缺陷，如双键、支化点、残存的引发剂端基、含氧结构等，这些缺陷经热或光的活化很容易形成自由基，热降解中形成的自由基除了参与脱氯化氢反应外，还可能引起断链或交联等其它反应。与氧接触后，发生自动氧化过程，也会造成分子断裂或交联，而且脱出的氯化氢对聚氯乙烯还有催化降解的作用。聚氯乙烯的加工温度与其分解温度很相近，当在160200的温度下加工时，聚氯乙烯会发生剧烈的热降解，从分子链上脱下HCl小分子，形成分子链上不稳定的自由基，给分子链造成双键、支化点等缺陷。脱下的HCl又加速其他分子链上的氯和氢脱出，成为热分解的催化剂。如不能排除脱下的游离HCl，则聚氯乙烯制品会迅速变色且性能恶化。因此我们在加工聚氯乙烯制品时，必须添加热稳定剂，使聚氯乙烯能够承受所需的加工温度。其实，聚氯乙烯的热降解过程十分复杂。聚氯乙烯在热降解过程中，几乎不产生单体，而是产生大量氯化氢。,热稳定剂的稳定机理,、捕捉游离HCl小分子，抑制并消除它的自动催化作用； 、限制双键共轭体系的形成，减少色变； 、置换聚氯乙烯分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子，改变了主链的分子结构，抑制脱氯化氢； 、捕捉自由基，阻止氧化反应。防止聚氯乙烯主链的断裂、交联等反应。热稳定机理直接与不同的热稳定剂有关。从上述机理出发使用的几类热稳定剂均有一定的热稳定效果。,热稳定剂的主要品种和特性,1)盐基性铅盐类 为带有PbO（俗称盐基）的无机酸(硫酸、亚磷酸、碳酸等)或有机酸(苯甲酸、马来酸等)的铅盐。如三盐基性硫酸铅(3PbOPbSO4H20)；二盐基性亚磷酸铅(2PbOPbH PO312H2O)；盐基性碳酸铅(PbCO3Pb(OH)2)；盐基性亚硫酸铅(nPbOPbSO3)等。 盐基性铅盐的优点是耐热性、电绝缘性好，吸湿性小，耐候性好，价廉等。其主要缺点是使制品不透明，有初期着色性，分散性差，有毒，易受硫化污染。由于它们分散性差，比重大，所以用量较大，常达5份或更多。另外，此类稳定剂都缺乏润滑性。,2)金属皂类,多为脂肪酸(月桂酸、硬脂酸等)的二价金属(钡、铅、钙、锌、镁等)盐，如硬脂酸钡Ba(C17H35COO)2，硬脂酸镉Cd(C17H35COO)2 ，硬脂酸钙Ca(C17H35COO)2 ，硬脂酸锌Zn(C17H35COO)2 等。金属皂都具有润滑性，其中一些是无毒的，大多数能用于半透明制品。少数易受硫化污染，有喷霜现象，对热焊和印刷性有影响，因此在配方中应注意用量。金属皂不单独使用，而是几种皂或与其它稳定剂以及环氧物，亚磷酸酯组成协同体系，主要用于各种软质透明或半透明制品，一般在配方中金属皂总用量2一3份。,金属皂的性能主要与金属种类有关。 耐热性；镉、锌皂的初期耐热性好，故初期色相好。而钡、钙、镁长期耐热性好，但初期色相不好，长期受热的变色速度缓慢，铅居中。 耐候性：镉、锌、铅、钡较好，钙较差。 加工性：铅、镉的润滑性最好，镁、钙、钡的凝胶化性能好。 渗出性：镁、钙、钡易渗出，锌、镉、铅不易渗出。 酸根种类对皂的性质也有影响，硬脂酸皂的润滑性较好，而月桂酸皂的印刷性，热合性比较好。,。,从上述性能对比可以发现，镉、锌的皂类具有类似的性质，而钡、钙、镁的皂类亦具有相似性质，两类各有所长，配合使用可以发挥明显的协同作用。目前它们配合使用时的主要类型如下。 镉锌型：为耐硫化污染型，它不受硫化物污染，对填料或颜色中的杂质所造成的不良影响有抑制作用。毒性小，主要用于耐硫人造革，室内装饰材料等。 钙锌型：为无毒型，主要用于无毒制品，如食品包装用薄膜、薄片等，但稳定作用较好； 铅钡或镉钡锌型：主要用于薄膜等，但有毒性。,3)有机锡化合物,一般为带二个烷基的有机酸、硫醇的锡盐，如二丁基锡二月桂酸盐等。 工业上用作稳定剂的有机锡大部分是液体，少数是固体。一般很少用纯品，而采用添加了稳定化助剂的复合物。有机锡化合物是值得注意的一种稳定剂，虽然价格较贵，仅其稳定效果好，用量很少，且具有透明性好、加工性能优良的特殊优点，所以是PVC的主要稳定剂之一。有机锡化合物可以单独使用，用于既要求透明又要有良好的热稳定性场合，但多数是将它与抗氧剂甚至与钡、镉皂类混用，以获得协同效应。这类稳定剂的缺点是需要润滑剂多些。,4)辅助稳定剂 a环氧化合物 含环氧基的酯或油，包括环氧树脂和环氧增塑剂，单独使用时耐热性和耐候性不好，但与含金属的稳定剂并用，有协同效应。特别对钙锌、镉/钡稳定体系的配合，效果最为突出，能大大地改善其热稳定性和耐候性。特别是环氧大豆油，环氧大豆油酸辛酯既是增塑剂又兼稳定剂，而且是无毒的辅助稳定剂。 b有机亚磷酸酯 它的代表性品种有亚磷酸三苯酯，亚磷酸二苯异辛酯，亚磷酸一苯二异辛酯等。它们单独使用没有什么效果，但与金属皂类并用后，能络合金属氯化物，改善耐热性和耐候性，保持透明性(钙、钡之类的游离金属氯化物，因为与聚氯乙烯的相溶性不太好，会引起制品浑浊，如果有这类磷化物的存在，通过复合反应，将金属离子络合起来，就能恢复制品的透明性)，它与其它金属盐类稳定剂，有机锡稳定剂，环氧化合物等并用亦显示协同效应。 有机亚磷酸酯因有突出的协同效应，所以能减少主稳定剂的使用量，特别是价格较贵的锡稳定剂的用量。有机亚磷酸酯也是一类重要的抗氧剂。,（2）光稳定剂,高分子材料在阳光、灯光及高能射线的照射下，会迅速发生老化，表现为发黄、变脆、龟裂、表面失去光泽，机械性能和电性能也大大降低，甚至最终失去了使用价值。在这个复杂的破坏过程中，紫外线是对高分子材料起老化作用的主要原因。主要是阳光中的紫外线和大气中的氧对聚合物大分子联合作用的结果。,紫外线的波长为290400nm ，虽然仅占到达地面的太阳光 的5，但其能量却是360kJ mol左右，而大部分聚合物的自 动氧化反应活化能为40160kJ /mol，各种化学键的离解能为 160400 kJ/mol。因此，紫外 线的能量足以破坏聚合物的化 学键，引发自动氧化反应，使 长分子链断成短链，使链结构 产生复杂的变化，最终导致聚 合物强度丧失，造成老化降解。,各种聚合物对紫外线破坏的敏感波长不同。 聚碳酸酯破坏性最大的紫外光波长是295nm 聚乙烯破坏性最大的是=300nm附近； 聚丙烯3l0nm的光威胁最大； 聚苯乙烯老化速率最大的紫外光是318nm； 聚氯乙烯老化最敏感波长是320nm。 有机玻璃老化发生在290和315nm。,聚合物的光老化是紫外线在氧参与下的一系列复杂反应的结果，由于聚合物材料的分子结构和化学行为极不相同，光氧化机理也各有差异，但一般认为它是一个由光能引发的自动氧化过程。在光氧化作用下，聚合物分子链断裂、交联，致使其物理力学性能发生劣变，同时，含碳基团分解产物和发色团的形成又加深了其颜色变化。,将光稳定剂添加于塑料材料中，使它们在树脂中吸收紫外线的能量，尤其是吸收波长为290400纳米的紫外线能量，并将所吸收的能量以无害的形式转换出来。以抑制或减弱光降解的作用，提高材料耐光性。由于光稳定剂大多数都能够吸收紫外光，故又称光稳定剂为紫外线吸收剂。,光稳定剂的作用机理, 光屏蔽剂 这是一类能够吸收或反射紫外光的物质，它们在聚合物和光辐射之间设置了一层遮蔽物，使光不能直接射到聚合物内部，从而有效地抑制光老化。具有这种功能的物质主要是一些无机填料和颜料，如炭黑、二氧化钛、氧化钛等。 利用光屏蔽剂把有害的紫外光与聚合物隔绝开，是一种行之有效的防护措施，构成了光稳定化的第一个层次，但是它只适用于着色制品，不适于透明制品。, 紫外线吸收剂 这是光稳定剂的主体，能够强烈地吸收紫外光，并将其能量转变成无害的热能形式放出，这构成了光稳定化的第二个层次。按其结构可分为水杨酸酯类、二苯甲酮类。使用时要考虑各种聚合物的敏感波长和紫外线吸收剂的有效吸收波长范围的一致性。, 紫外线淬灭剂 未被遮蔽或吸收的紫外光，被高聚物吸收后，使聚合物处于不稳定的“激发态”，为了防止其进一步分解产生自由基，紫外线淬灭剂能够从受激聚合物分子上将激发能消除，使之回到低能状态。这类光稳定剂对聚烯烃的稳定效果很好，多用于薄膜和纤维，它们在溶剂中的溶解性极小，用于纤维时耐洗性优良，并兼有助染剂的功能，这类光稳定剂多与二苯甲酮类、苯并三唑类等紫外线吸收剂并用，有良好的协同效应。,纤维 （涤纶）, 自由基捕获剂 这可以说是最后一道阻止光降解作用的防线。它们可看做有空间阻碍的哌啶衍生物，它特别适用于聚烯烃，其稳定效能很好，它的主要功能就是捕获自由基。即一旦聚合物吸收了紫外线并分解产生出了导致自动氧化反应的活性自由基后，它就可以捕获这种活性自由基，阻止链式反应继续下去，并生成稳定的化合物。,（3）抗氧剂,塑料，在其制造、加工、贮存及应用过程中，对氧化降解都有一定的敏感性. 氧渗入塑料制品中几乎与大多数聚合物都能发生反应而导致降解或交联，从而改变材料的性能。少量的氧就能使这些高分子材料的强度、外观和性能发生剧烈的变化。 在热加工和日照之下，氧化速度更快。,聚合物氧化是一种游离基连锁反应，在氧化降解中，塑料的氧化反应是一个自动催化过程，反应初期为氢过氧化物，它在一定条件下，分解成自由基，该自由基又能与大分子烃或氧反应生成新的自由基，周而复始，使氧化反应按自由基链式反应进行。绝大多数塑料的氧化都是按这一机理进行的。, 抗氧剂作用机理,a. 链终止剂 这类抗氧剂能够与自动氧化反应中的链增长自由基反应，使链式反应中断，故又称自由基抑制剂。 b. 自由基捕获剂 此类抗氧剂能与自由基反应，形成不再引发氧化反应的稳定产物，醌类抗氧剂的作用方式就属此类。炭黑具有多芳核烃结构，又具有醌的结构，也是一种自由基捕获利。,c. 电子给予体 一些叔胺类化合物，虽无N-H基，但可给出电子。当与活性自由基如ROO相遇时，由于电子的转移，使活性自由基成为低活性的负离子，从而中断链式氧化反应。 d. 过氧化物分解剂 主要包括亚磷酸酯类和有机硫化物类，它们能够与氢过氧化物结合成不活泼产物，抑制其自动催化作用。,e. 金属离子钝化剂 它包括各种向心配位体，如双水杨叉二胺、草酰胺，它们能够与变价金属离子络合，将其稳定在一个价态，从而消除这些金属离子对氧化反应的催化活性，这类物质也叫金属螯合物或“铜抑制剂”。 抗氧剂的耐久性是其主要的性能指标，有些抗氧剂虽然有良好的抗氧能力，但由于挥发、迁移、喷霜和抽出等作用，很容易从聚合物中损失掉，不仅使聚合物失去必要的保护，而且也造成环境污染。, 常用抗氧剂,a. 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 也叫抗氧剂264，是广泛应用的非污染性抗氧剂之一。它是应用极为广泛的抗氧剂之一，可作为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、ABS树脂的抗氧剂，它能够有效地抑制空气氧化、热降解及铜害等，不污染，不着色，在7080的炼辊上即可熔融，因此易混炼，不喷霜，适用于白色、浅色制品。且无毒、无味、无嗅，可用于食品包装材料。 b.-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯 即抗氧剂1076。用量为树脂的0.1-0.5，可作为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚氯乙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯、纤维素塑料和各种橡胶的抗氧剂。是与各树脂相容性好的抗氧剂之一。抗氧效果较好。不着色，不污染，耐洗涤、挥发性小，一般用量为0.10.5，与紫外线吸收剂并用有协同效应，也常与硫代二丙酸二月桂酯并用以进一步提高抗氧效能。其毒性极低，可用于食品包装材料。 c. 1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5叔丁基苯基)丁烷 也称抗氧剂CA。适用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、ABS树脂、聚苯乙烯和纤维素塑料。挥发性低，热氧稳定效能高，并有抑制铜催化氧化作用，与硫代二丙酸二月桂酯并用有良好的协同效应。本品在塑料中一般用量为0.020.5。,常用抗氧剂,d. 四3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯 也称抗氧剂1010。对聚丙烯的防护效果卓越，挥发性小，耐抽出性好，热稳定性高，持效性大，特别适用于要求耐抽出及高温下使用的制品，本品不污染，不着色，与硫代二丙酸二月桂酯并用有协同效应，可显著提高耐热稳定性。另外，也用于聚氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、ABS树脂、尼龙、聚酯、纤维素树脂、合成橡胶和粘合剂，有优良的抗热氧性能，可以保证它们的热成型加工及延长制品的使用期限，是目前抗氧剂中性能较优良的品种之一。一般用量为0.010.5。本品毒性极低，可用于接触食品的塑料制品。,常用抗氧剂,e. N,N-二-B萘基对苯二胺 f. 亚磷酸三苯酯 g. 亚磷酸三(壬基苯酯) h. 硫代二丙酸二月桂酯 i. 2-巯基苯并咪唑,三、阻燃剂,在高分子材料中，除了含氟、氯、溴、碘、磷等元素的聚合物以外，大多数聚合物耐热性、耐燃性很不好，受热先软化然后分解，遇火易燃烧。特别是近年来塑料制品在建筑、交通、电子电气、日用家具等领域中的广泛应用，因此，阻燃对于塑料材料的稳定性来说很重要。,1.阻燃剂的种类 阻燃剂主要是含磷、卤素、硼、锑等元素的有机或无机物。阻燃剂基本功能在于干扰氧、热和可燃物这三个维持燃烧的基本要素。阻燃剂的类型主要有 (1) 含卤化合物 (2) 磷化合物 (3) 三氧化二锑与卤化物,2.阻燃反应 塑料的阻燃有两种方法，一是将阻燃性元素或含有阻燃性元素的原子团用化学方法引入到塑料的分子结构中；另一种方法是向塑料中添加阻燃性元素或含有阻燃性元素的化合物。前一种方法使用的阻燃性物质称为反应型阻燃剂，后一种方法使用的物质称为添加型阻燃剂。、,添加型阻燃剂主要有氯化石蜡、六溴苯、全氯戊环癸烷、三氯乙基磷酸酯(TCEP)、磷酸三(2,3二溴丙基)酯、磷酸三(2,3二氯丙基)酯、三氧化二锑Sb203、氢氧化铝、十溴二苯醚等。 反应型阻燃剂有四溴双酚A、四氯苯二甲酸酐、四溴苯二甲酸酐、氯桥酸酐(HET)、双(2,3二溴丙烷基) 等。,四、润滑剂和脱模剂,高聚物的在熔融之后通常具有较高的粘度，在加工过程中，聚合物熔体必定要与加工机械表面产生摩擦，有些摩擦在对聚合物的加工是很不利的， 这些摩擦使熔体流动性降低，同时严重的摩擦会使制品表面变得粗糙，缺乏光泽或出现流纹。为此，需要加入以提高润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能为目的助剂，这就是润滑剂。 润滑剂除了改进流动性外，还可以起熔融促进剂、防粘连和防静电剂、脱模剂、爽滑剂等作用。,1. 润滑剂的分类,外润滑剂 内润滑剂 外润滑剂的作用主要是改善聚合物熔体与加工设备的热金属表面的摩擦。它与聚合物相容性较差，能在塑料熔体与金属的交界面形成润滑的薄层。 内润滑剂与聚合物有良好的相容性，它在聚合物内部起到降低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔体的内摩擦生热和熔体的流动性。,常用的外润滑剂是硬脂酸及其盐类；内润滑剂是低分子量的聚合物。有的润滑剂还有其他的功用。实际每一种润滑剂都有可以实现某一要求的作用，总是内外润滑共同作用，只是在某一方面更突出一些。同一种润滑剂在不同的聚合物中或不同的加工条件下会表现出不同的润滑作用，如高温、高压下，内润滑剂会被挤压出来而成为外润滑剂。,在塑料薄膜生产中，两层膜不易分开，这给自动高速包装带来困难。为了克服它，可向树脂中加入少量增加表面润滑性的助剂，以增加外部润滑性，一般称作抗粘连剂或爽滑剂。 一般润滑剂的分子结构中，都会有长链的非极性基和极性基两部分，它们在不同的聚合物中的相容性是不一样的，从而显示不同的内外润滑的作用。 按照化学组分，常用的润滑剂可分为如下几类：脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物等。,润滑剂的用量一般在0.51，选用时应注意：聚合物的流动性能已满足成型工艺的需要，则主要考虑外润滑的作用，以保证内外平衡；外润滑是否有效，应以它能否在成型温度时，在塑料面层结成完整的液体薄膜为准，因此外润滑剂的熔点应与成型温度接近，但要相差1030方能形成完整的薄膜；不降低聚合物的力学强度和物理性能。,选择润滑剂时，应使之达到以下要求： 润滑效能高而持久； 与树脂的相容性大小适中，内部、外部润滑作用的平衡；不喷霜、不易结垢； 表面引力小，粘度小，在界面处的扩展性好，易形成界面层； 尽量不降低聚合物的各种优良性能，不影响塑料的二次加工性能； 本身的耐热性和化学稳定性优良，在加工中不分解、不挥发；不腐蚀设备，不污染制品， 没有毒性。 但是，单纯使用一种润滑剂，往往难以达到目的，需几种润滑剂联合使用。,2.常用润滑剂,硬脂酸 硬脂酰胺 硬脂酸丁酯 天然石蜡，液体石蜡(白油)，微晶石蜡等，但作用却各有差别。 低分子量的聚合物也广泛地用做润滑剂，如聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯、聚四氟乙烯蜡，,2.常用脱模剂,脱模剂是为了便于脱模，分布在制品和模具之间，特别是两者如果接触将发生反应时，就更缺不了脱模剂，它类似一种很好的外润滑剂。不管是热塑性或热固性塑料，是压制还是注射，都有可能使用脱模剂。脱模剂要求其耐热温度高，不会在加工时被蒸发，化学稳定性好，不会被制品吸收，而且还要便于使用。,脱模剂的种类 有机硅脱模剂 使用温度范围广，广泛用作塑料等多种材料的脱模剂，具有优良的耐高、低温性能，透光性、电性能、增水性、防潮性和化学稳定性。可用于大型制品的高温操作脱模。为方便使用，一般将其制成溶液、乳剂、膏体等。 混合溶液型、薄膜型、油膏型脱模剂。,五、着色剂,制品的着色可以使产品绚丽多彩，提高包装产品的商业价值， 以不同色彩的制品区分其使用功能及性能，使之明晰可辨； 隐蔽和保护内装物 可以改善制品的耐候性、力学强度、电性能、光学性能及润滑性能等。,1.着色剂的分类,着色剂可分为染料和颜料两大类， 其主要区别在于它们的溶解性及在塑料中的分散程度。 染料可溶于水、油、有机溶剂等，分子内一般都含有发色基团和助色基团，具有强烈的着染能力，且色谱齐全。在塑料中呈分子态分布。但因其耐热性、耐光性和耐溶剂性差，在塑料加工温度下容易分解、变色，甚至易从塑料中渗出、迁移而造成串色或污染，故用于塑料制品生产的不多。一般油溶性、醇溶性染料可酌情使用。染料着色的优点是色彩透明鲜艳、用量少。,颜料不溶于水和溶剂，在塑料中分散成细微颗粒，起遮盖作用而着色。颜料可分为无机颜料和有机颜料两类。无机颜料具有优良的耐热性、耐光性和耐溶剂性，原料易得且价廉，但其透明度和鲜明度差，色泽较暗淡。有机颜料则介于有机染料和无机颜料之间，其耐光、耐热和分散性虽不及无机颜料，但色彩艳丽、透明感强。,塑料的着色技术比较复杂，它涉及到着色剂的性质，聚合物的特性、成型方法及工艺条件、制品使用环境等因素。配色时应尽量采用相似的着色剂，以免在成型和使用过程中，色泽有所改变。而且色彩与光亮程度需同时配合，从而避免光泽上的差异。配方时，着色剂的种类越少越好，如果使用多种着色剂，不仅配色程序麻烦，而且容易带来补色，使色泽灰黯。制品色彩是否准确，常以标准色板进行比较，还可以采用电子计算机进行自动配色，效果很好。,塑料着色与调色技术也有很大关系。 一般色料与塑料的混合体是一种多相分散体系，只能做到亚微观尺寸的分散，能达到分子水平分散的不多。 在加工过程中，要防止着色不均匀(当然有时局部浓淡不一可以产生另一种艺术效果，这就要故意追求着色不匀了)。,为了做到尽可能分散均匀，有时可先将着色剂与同树脂相容性好的溶剂或增塑剂研磨成糊状； 也可将每批颜色先配成母料(浓缩色母料)，它是由树脂和大量颜料(浓度580)预先混合后加工成片状、粒状。使用时，只需以适当的配比将其加入树脂中混合，即可成型。着色母料分散均匀，使用方便。按量取用。它如果能与树脂充分塑化，则着色剂也就在树脂中均匀分散开了。,2.着色剂的性质,略,在塑料工业中最主要，最普遍使用的是无机颜料。 它兼有填充料和稳定剂的作用。 但Cu、Co、Fe、Ti或Mn等金属离子对PE和PP等塑料的热老化有一定的影响。炭黑既是颜料，又有光稳定作用。镉黄对PE和PP也有屏蔽紫外线的作用,3.常用着色剂,（1）无机着色剂 二氧化钛 俗称钛白粉， 氧化锌 锌钡白(立德粉) 镉红 镉黄,（2）有机着色剂, 联苯胺黄G 永固黄HR 永固橙G 立索尔宝红BK(罗滨红) 塑料紫RL(永固紫RL)和喹丫啶酮紫 酞菁绿(酞菁绿G) 酞菁蓝,（4）珠光剂,它均匀地分布于塑料中后，能在一定角度上强烈反射光线，产生象珍珠一样的晶荧闪光。目前使用的珠光剂有天然珠光剂和合成珠光剂两类。天然珠光剂是由带鱼等的鱼鳞制得，一般配制成含鱼鳞35左右的浆状物。合成珠光剂有酸性砷酸铅、碱性碳酸铅、酰氯化铋三种。近来还出现了一种珠光型颜料，它是由二氧化钛涂于云母表面所制成的，在塑料中有良好的着色力，又可赋予美丽的珠光。,4.色母料,色母料是由基本色料、载体塑料和添加剂组成。由于色母料中所含色料是经过研磨的超微颗粒，所以它的着色力强。色料分散在载体塑料中，可以保证色料在塑料制品中容易分散均匀。色母料中的色料微粒不会悬浮于空气之中，易保管和使用，可净化生产操作环境。,色母料分专用级和通用级。前者由于载体塑料的缘故，某种型号只适用少数塑料品种，如聚烯烃色母料就不适宜于PVC加工着色用。通用级具有色料浓度高，适用性广的特点，同时可以为PE、PP、PS、PVC、ABS、POM等各种塑料着色。它的关键技术是载体塑料的选择。载体塑料应对各种热塑性塑料均有亲和性。与色母料类似的色浆是由颜料与液体低分子量聚合物或增塑剂研磨而成，使用效果与色母料一样。,六、发泡剂,略,七 抗静电剂,静电现象是在塑料材料的生产和应用中常常碰到的。当塑料制品因摩擦而产生静电时，由于其电阻很高，吸水性低，静电不易消去，积累的静电压很大，高达几千伏甚至几万伏，由此引起的放电对生产、生活是很不利的。如包装电子元件的塑料膜，由于静电而容易损坏元件。摩擦过程中电荷不断产生，也不断消失，其消散的主要途径有三个：即摩擦物的体积传导、表面传导和向空中辐射。,消除和防止塑料带静电的方法,在塑料加工过程中用导电装置消除静电； 增加制品加工和使用环境中环境湿度； 通过接枝共聚改变聚合物结构，使其带有较多的极性基团或离子基团，增加导电性； 用强氧化剂氧化塑料制品表面，或用电晕放电处理其表面，增加导电性； 向塑料中添加导电性填料如金属粉等； 使用抗静电剂。,抗静电剂添加于塑料中或涂覆于制品表面，能够降低塑料制品的表面电阻和体积电阻，适度增加