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1、塑料添加剂 聚烯烃树 脂用抗氧剂 目 录 塑料添加剂的定义 塑料添加剂的作用 塑料添加剂的种类 塑料添加剂在应用注意的问题 聚烯烃 抗氧剂 1 塑料添加剂剂的定义义 塑料添加剂剂的定义义 添加剂是指分散在塑料分子结构中 不会严重的影响 塑料的分子结构 而能改善其性质或降低成本的化学 物质 添加剂的加入 能促使塑料改进基材的加工性 物理 性 化学性等功能和增加基材的物理 化学特性 2 塑料添加剂剂的作用 塑料添加剂剂的作用 稳定化 l树脂基复合材料在制备 贮存 加工和使用过程中容易老化变质 性能明显降低 为了防止或延缓复合材料的老化 l在复合材料制备 加工过程中就需添加一类稳 定剂 也称为防老
2、剂 l稳定化添加剂主要是抑制由氧 光和热等引起的复合材料在制备 加工和应用时产 生的老化过程 3 塑料添加剂剂的作用 改善力学性能 l对于树脂基复合材料 为了改善它们的某些力学性能 如拉伸强 度 硬度 刚性 抗冲击强度等 l在复合材料制备加工时 添加一些可以改善力学性能的添加剂 如 以环氧树脂为基体的复合材料在交联固化之后 硬度较大 强度 较高 但韧性较差 抗冲击性能不理想 为了改善它的抗冲击性 能 可添加能提高韧性的添加剂 4 塑料添加剂剂的作用 改善加工性能 l在制备和加工过程中经常添加一些加工助剂 以改善材料的加工 性能 如提高流动性及脱模性 l加入可以降低树脂粘度的助剂 改善材料的浸润
3、性 从而改善材料 的加工性 l加入可以提高聚合物分子之间以及聚合物与增强材料之间的润滑性 从而改善材料的加工性 5 塑料添加剂剂的作用 阻燃作用 l随着材料在航空 汽车 建筑及电器等方面应用的迅速扩大 对 其阻燃性能的要求也越来越高 l树脂材料基体多数是由碳氢化合物构成的聚合物 具有可燃性 在 材料加工过程中 需要添加一类使材料达到一定阻燃要求的添加剂 6 塑料添加剂剂的作用 改进表面性能 l为了防止材料加工和使用时产 生静电的危害 在材料制备时 常常 加入一类具有表面活性的添加剂 l为改善材料的表面性能 这类 添加剂包括抗静电剂 和防雾剂 等 7 塑料添加剂剂的作用 改善外观质量 l在材料及
4、其制品加工或制备时 为了改善材料及其制品的外观质 量 常加入一类能赋予材料外观光洁或使制品具有各种色彩的添 加剂 这类 添加剂有着色剂 8 塑料添加剂剂的种类类 塑料添加剂剂的种类类 热稳 定剂 增塑剂 抗氧剂 润滑剂 抗静电剂 光稳定剂 发泡剂 阻燃剂 着色剂 填充剂 耐冲击改性剂 9 塑料添加剂剂在应应用 中注意的问题问题 选择选择 B B E E C C DD A A 匹配性 耐久性 适应性 协同作用 和相抗作用 用途性 塑料添加剂剂在应应用中注意的问题问题 10 塑料添加剂剂在应应用中注意的问题问题 添加剂的气味 添加剂的外观 添加剂的残留物及杂质 添加剂的纯度 添加剂品质的稳定性 添
5、加剂的卫生性能 添加剂的生物性能 11 聚烯烃抗氧剂 聚烯烃氧化降解的基本原理 聚烯烃在老化过程中结构发生变化 这些变化有分子链的 断裂 交联 聚合物链的化学结构变化 侧链的变化等等 聚烯烃的热老化实质上是一种在能量作用下的热氧老化 聚烯烃的氧化主要是热分解产生氧化物 氧化的产物又是 聚烯烃进 一步分解的催化剂 12 聚烯烃氧化降解的基本原理 聚烯烃断链与交联 13 聚烯烃链断裂强度下降聚烯烃链交联变硬脆化 聚烯烃抗氧剂的作用机理 14 聚烯烃用抗氧剂主要是酚类化合物 亚磷酸酯化合物 酚类抗氧剂中 苯环上羟基的邻位有供电子取代基团 如甲 基 叔丁基等 时 抗氧能力提高 如羟基邻对位有吸电子 基
6、团 如硝基 时 抗氧能力下降 特别是羟基的邻位有 支链烷基 如叔丁基 即所谓的受阻酚结构 由于空间位 阻效应 使苯氧自由基具有很高的稳定性 大大提高了抗氧 效率 酚类抗氧剂作为主抗氧剂 能终止自由基 是氢给予型 还 有其他型 亚磷酸酯类是辅助抗氧剂 是过氧化物分解剂 聚烯烃抗氧剂的作用机理 15 给予氢给予氢 终止自由基终止自由基 酚类主抗氧剂 聚烯烃抗氧剂的作用机理 16 亚磷酸酯类辅 助抗氧剂 亚磷酸酯类是辅助抗氧剂 是过氧化物分解剂 影响聚烯烃老化的因 素 影响聚烯烃老化的因素 17 化学键强度 稳定性 聚四氟乙烯 聚乙烯稳定性 聚四氟乙烯 聚乙烯 影响聚烯烃老化的因素 18 分支结构
7、稳定性 聚乙烯 聚丙烯稳定性 聚乙烯 聚丙烯 影响聚烯烃老化的因素 19 分支结构 稳定性 高压聚乙烯稳定性 高压聚乙烯 低压聚乙烯低压聚乙烯 低密度高压聚乙烯主链每低密度高压聚乙烯主链每10001000个碳原子上约有个碳原子上约有8 408 40个长的支链个长的支链 高密度低压聚乙烯主链每高密度低压聚乙烯主链每10001000个碳原子上有少于个碳原子上有少于5 5个较短的支链个较短的支链 影响聚烯烃老化的因素 20 空间位阻 稳定性 聚苯乙烯 聚丙烯稳定性 聚苯乙烯 聚丙烯 影响聚烯烃老化的因素 21 活性基团 实例实例1 1 聚烯烃橡胶由于含有链内双键 易于降解 而且双键含 聚烯烃橡胶由于
8、含有链内双键 易于降解 而且双键含 量越大 越易降解 量越大 越易降解 实例实例2 2 聚氯乙烯 聚氯乙烯 PVC PVC 容易发生热降解 研究表明 高分子容易发生热降解 研究表明 高分子 链中含有烯丙基氯链中含有烯丙基氯 CH CHCH CH CHClCHCl 基团是主要原因 基团是主要原因 此外 杂质此外 杂质 CoCo MnMn CuCu FeFe PbPb ZnZn NaNa离子离子 ROOH Mn RO OH M n 1 ROOH Mn RO OH M n 1 ROOH M n 1 ROO H Mn ROOH M n 1 ROO H Mn 聚烯烃主要用的酚类主抗氧 剂 聚烯烃主要用的
9、酚类主抗氧剂 酚类主抗氧剂特点 受阻酚受阻酚 R R R R CH CH 3 3 3 3 C CHC CH 3 3 CH CH 2 2 S S 22 2 6 二叔丁基 4 甲基苯酚 264 264特点 l各项性能优良的通用型的抗氧剂 l可抑制聚烯烃的的老化 l可防护纤维素树脂的老化 l可抑制油品及食品的老化 l是目前产销量最大的高效抗氧剂 23 2 6 二叔丁基 4 甲基苯酚 264 264合成 对甲酚和异丁烯烷基化反应对甲酚和异丁烯烷基化反应 然后对烷基化的产物进行中和 水洗然后对烷基化的产物进行中和 水洗 24 2 6 二叔丁基 4 甲基苯酚 264 264特性 l l 熔点 熔点 70
10、70 l l 沸点 沸点 265 265 l l 折光率 折光率 1 48591 4859 l l 闪点 闪点 127 127 l l 白色或浅黄色结晶 易溶于甲苯 溶于丙酮 乙白色或浅黄色结晶 易溶于甲苯 溶于丙酮 乙 醇 苯 乙醚 异丙醇 甲醇 醇 苯 乙醚 异丙醇 甲醇 2 2 丁酮 乙二醇丁酮 乙二醇 乙醚 石油醚等有机溶液 不溶于水和碱溶液 乙醚 石油醚等有机溶液 不溶于水和碱溶液 本品基本无毒 本品基本无毒 25 3 5 二叔丁基 4 羟基苯基 丙酸 正十八碳醇酯 1076 1076特点 l耐热和耐水抽出性好 l与抗氧剂168 DLTDP并用 协同效应显著 可有效抑制聚 合物的热降
11、解和氧化降解 l本品广泛用于聚乙烯中 一般用量为0 1 0 5 26 3 5 二叔丁基 4 羟基苯基丙酸正十 八碳醇酯 1076 1076合成 以十八醇 3 5 二叔丁基 4 羟基苯基丙酸甲酯为原料 采用一步合成 法合成3 5 二叔丁基 4 羟基苯基丙酸十八碳醇酯 27 1076特性 l l 熔点 熔点 50 55 50 55 l l 透光率 透光率 425nm425nm时大于时大于96 96 500nm500nm时大于时大于 98 98 l l 灰分 灰分 0 10 0 10 l l 挥发分 挥发分 0 50 0 50 l l 无污染 溶于苯 丙酮 环己烷等 微溶于甲无污染 溶于苯 丙酮 环
12、己烷等 微溶于甲 醇 不溶于水 醇 不溶于水 本品基本无毒 本品基本无毒 3 5 二叔丁基 4 羟基苯基 丙酸 正十八碳醇酯 1076 28 四 甲基 3 5 二叔丁基 4 羟基苯基 丙酸 季戊四醇酯 1010 1010特点 l耐抽出性好 热稳定性高 持效性长 不着色 不污染 l与抗氧剂168 DLTDP并用 协同效应显著 可有效抑制聚合 物的热降解和氧化降解 l是一种高分子量的受阻酚抗氧剂 挥发性很低 而且不易迁移 耐萃取 l本品广泛用于聚乙烯 聚丙烯中 一般用量为0 1 0 5 29 1010于1966年由Ciba工业化 通过美国FDA认证 168也通过FDA认证 四 甲基 3 5 二叔丁
13、基 4 羟基苯基 丙酸 季戊四醇酯 1010 1010合成 30 四 甲基 3 5 二叔丁基 4 羟基苯基 丙酸 季戊四醇酯 1010 1010特性 l l 熔点熔点 110 0110 0 125 0 125 0 l l 透光率 透光率 425nm425nm时大于时大于95 95 500nm500nm时大于时大于 97 97 l l 灰分灰分 0 10 0 10 l l 挥发分挥发分 0 50 0 50 l l 无污染 溶于苯 丙酮 氯仿等 微溶于乙醇无污染 溶于苯 丙酮 氯仿等 微溶于乙醇 不溶于水 本品基本无毒 不溶于水 本品基本无毒 31 1 3 5 三甲苯 2 4 6 三 3 5 二叔
14、丁 基 4 羟基 苯 330 330特点 l耐抽出性好 热稳定性高 持效性长 不着色 不污染 l与抗氧剂168 DLTDP并用 协同效应显著 可有效抑制聚合 物的热降解和氧化降解 l是一种高分子量的受阻酚抗氧剂 挥发性很低 而且不易迁移 耐萃取 l本品广泛用于聚乙烯 聚丙烯中 一般用量为0 1 0 5 32 1 3 5 三甲苯 2 4 6 三 3 5 二叔丁 基 4 羟基 苯 330 330合成 由2 6 二叔丁基苯酚与多聚甲醛经过加成反应生成3 5 二叔丁基 4 羟基苄醇 然后 在硫酸催化剂的存在下与均苯三甲苯缩合后制成 33 1 3 5 三甲苯 2 4 6 三 3 5 二叔丁 基 4 羟基
15、 苯 330 330特性 l l 熔点熔点 248 250 248 250 l l 透光率 透光率 425nm425nm时大于时大于95 95 500nm500nm时大于时大于 97 97 l l 灰分 灰分 0 10 0 10 l l 挥发分 挥发分 0 50 0 50 l l 无污染 溶于苯等 微溶于乙醇 不溶于水 无污染 溶于苯等 微溶于乙醇 不溶于水 本品基本无毒 本品基本无毒 34 1 3 5 三 3 5 二叔丁基 4 羟基苄基 异氰尿酸 3114 3114特点 l耐抽出性好 热稳定性高 持效性长 不着色 不污染 l与抗氧剂168 DLTDP并用 协同效应显著 可有效抑制聚合 物的热
16、降解和氧化降解 l是一种三官能团的受阻酚抗氧剂 挥发性很低 而且不易迁移 耐萃取 l本品在聚烯烃中效果尤为显著 一般用量为0 1 0 25 35 1 3 5 三 3 5 二叔丁基 4 羟基苄基 异氰尿酸 3114 3114合成 由2 6 二叔丁基苯酚 多聚甲醛 异氰脲酸为原料合成 36 1 3 5 三 3 5 二叔丁基 4 羟基苄基 异氰尿酸 3114 3114特性 l l 熔点熔点 218 220 218 220 l l 透光率 透光率 425nm425nm时大于时大于95 95 500nm500nm时大于时大于97 97 l l 灰分 灰分 0 05 0 05 l l 挥发分 挥发分 0 30 0 30 l l 无污染 溶于丙酮 苯 氯仿 无污染 溶于丙酮 苯 氯仿 NN N N 二甲基甲二甲基甲 酰胺 乙醇 甲醇 微溶于水 酰胺 乙醇 甲醇 微溶于水 本品基本无毒 本品基本无毒 37 聚烯烃主要用辅助抗氧剂 聚烯烃主要用的辅助亚磷酸酯类抗 氧剂 亚磷酸酯类抗氧剂特点 l通过分解氧化过程中产生的过氧化物生成稳定的非活性产物 从而 延缓高分子材料的氧化过程 延长产品使用寿命 l具有良
