优选第六章高分子材料助剂Ppt
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高分子助剂介绍PPT95页
ENDLeabharlann 16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
高分子助剂介绍
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
高分子材料助剂.66页PPT
高分子材料助剂.
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
高分子材料助剂课件
隔离作用 “溶剂化”
相互作用
4
二、增塑剂
增塑过程
1.润湿和表面吸咐 增塑剂分子进入树脂孔隙并填充其孔隙。 2.表面溶解 增塑剂先溶解溶胀聚合物表面的分子，当聚合物表面有悬浮聚合残留的胶体时，能延 长诱发阶段。 3.吸咐作用 树脂颗粒由外部慢慢地向内部溶胀，产生了很强的内应力，表现为树脂和增塑剂的总 体积减少。 4.极性基的游离 增塑剂掺入到树脂内，并局部改变其内部结构，溶解了许多特殊的官能团，反应为增 塑剂被吸咐之后，介电常数比起始混合物高。这一过程受温度和活化能大小的影响。 5.结构破坏 干混料中的增塑剂是以分子束的形式存在于高分子或者链段之间。当体系受到较高能 量如加热至160----180oC,或者将其辊炼。聚合物的结构将会破坏，增塑剂便会渗入到 该聚合物的分子束中。 6.结构重建 增塑剂与聚合物的混合物加热到流动态而发生塑化后，再放冷，会形成一种有别于原 聚合物的结构。这一结构表现出较高的韧性，但结构形成往往需要一段时间。
9
三、抗氧剂 2、酚类抗氧剂的作用 大多数酚类抗氧剂的结构中都含有一种位阻酚，它有一 个烷基长链，就象有一个独特的分子“臂”相连。这个分子 “臂”可以改进溶解性或提高活性。
酚类化合物可提供氢原子给烷氧自由基、碳自由基和过 氧化自由基。这个反应中产生的酚类自由基处于稳定共振态， 反应活性极小。所生成的已“失活”的化合物，包括烃类和醇 类，这些都是从聚丙烯或聚乙烯中形成的。
10
三、抗氧剂 3、胺类抗氧剂 胺类抗氧剂在一些应用领域甚至优于酚类抗氧剂的抗氧 化效果。胺类抗氧剂最大的缺点是具有变色性和污染性，会使 聚合物变色，限制了它的应用范围。所以胺类抗氧剂大都应用 于深色或黑色的橡胶和塑料制品中。 胺类抗氧剂如同酚类抗氧剂一样，也是氢原子提供者。 和氮原子相连的氢原子是最活泼的，如下图所示。
高分子材料助剂
高分子材料助剂
高分子材料助剂是指在高分子材料的生产和加工过程中，为改善和提高高分子
材料的性能、加工工艺和降低成本而使用的各种辅助材料。
它们可以被广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料、胶粘剂等领域，对提高产品品质、节约原料、改善劳动条件和环境保护等方面起着重要作用。
首先，高分子材料助剂在高分子材料的生产过程中发挥着重要作用。
例如，添
加稳定剂可以有效防止高分子材料在生产过程中受到光热氧化而降解，延长其使用寿命；添加抗氧化剂可以防止高分子材料在加工过程中受到氧化而失去原有性能；添加阻燃剂可以提高高分子材料的阻燃性能，减少火灾事故的发生。
其次，高分子材料助剂在高分子材料的加工过程中发挥着重要作用。
例如，添
加润滑剂可以降低高分子材料的摩擦系数，改善加工性能，提高生产效率；添加增塑剂可以增加高分子材料的柔韧性和延展性，改善加工性能，提高产品的使用性能；添加填充剂可以降低高分子材料的成本，提高产品的硬度和强度。
最后，高分子材料助剂在高分子材料的应用过程中发挥着重要作用。
例如，添
加抗静电剂可以有效防止高分子材料在使用过程中产生静电，避免静电引起的危险；添加抗UV剂可以有效防止高分子材料在使用过程中受到紫外线的照射而老化，延长其使用寿命。
综上所述，高分子材料助剂在高分子材料的生产、加工和应用过程中发挥着重
要作用，对提高产品品质、节约原料、改善劳动条件和环境保护等方面起着重要作用。
因此，选择合适的高分子材料助剂，并合理使用，对于提高高分子材料的性能、加工工艺和降低成本具有重要意义。
希望本文的内容能够对高分子材料助剂的应用提供一定的参考和帮助。
高分子材料助剂
▪ 影响增韧剂增韧效果的因素：作为增韧剂，在共混体系 (tǐxì)中，其粒子大小和分布、粒子的密度、增韧剂的结构 和其玻璃化温度高低、共混体系(tǐxì)中的相界面结合好环 等。
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6.4聚合物复合材料(fùhécái liào)增强剂、偶联 剂
▪ 聚合物复合材料(fùhécái liào)——以合成树脂为粘接剂，以无机或
▪ 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。
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2. 增塑剂的作用原理（现在普遍接受的一种(yī zhǒnɡ)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(xuēruò)而造成的。增塑剂分子插入到聚合物分子 链之间，削弱(xuēruò)了聚合物分子链间的作用力，结果增 加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结 晶度，从而使聚合物塑性增加。
提高，还能赋予一定程度的挠屈性。
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6.6 高聚物交联及交联剂
▪ 将线型高分子转变成体型(三维网状结构)高分子的过程称为“交
联”或“硫化(liúhuà)”， ▪ 凡能使高分子化合物引起交联的物质就称为交联剂(也称硫化剂)。
除某些热塑性橡胶外，天然橡胶与各种合成橡胶几乎都需要进行 “硫化”。某些塑料，特别是某些不饱和树脂，也需要进行交联。 ▪ 交联的作用：提高模量、抗张强度等机械物理性能，以及耐温性 和耐候性等。1）橡胶制品通过交联获得宝贵的高弹性；2）热 塑性塑料通过交联获得足够高的玻璃化温度和稳定性；3）涂 料经交联才能成牢固的涂膜，从而具有耐高温、防腐蚀和绝缘 性能；4）胶粘剂和密封胶只有交联才有足够的内聚力，产生
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。
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6.4聚合物复合材料(fùhécái liào)增强剂、偶联 剂
▪ 聚合物复合材料(fùhécái liào)——以合成树脂为粘接剂，以无机或
▪ 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。
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2. 增塑剂的作用原理（现在普遍接受的一种(yī zhǒnɡ)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(xuēruò)而造成的。增塑剂分子插入到聚合物分子 链之间，削弱(xuēruò)了聚合物分子链间的作用力，结果增 加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结 晶度，从而使聚合物塑性增加。
提高，还能赋予一定程度的挠屈性。
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6.6 高聚物交联及交联剂
▪ 将线型高分子转变成体型(三维网状结构)高分子的过程称为“交
联”或“硫化(liúhuà)”， ▪ 凡能使高分子化合物引起交联的物质就称为交联剂(也称硫化剂)。
除某些热塑性橡胶外，天然橡胶与各种合成橡胶几乎都需要进行 “硫化”。某些塑料，特别是某些不饱和树脂，也需要进行交联。 ▪ 交联的作用：提高模量、抗张强度等机械物理性能，以及耐温性 和耐候性等。1）橡胶制品通过交联获得宝贵的高弹性；2）热 塑性塑料通过交联获得足够高的玻璃化温度和稳定性；3）涂 料经交联才能成牢固的涂膜，从而具有耐高温、防腐蚀和绝缘 性能；4）胶粘剂和密封胶只有交联才有足够的内聚力，产生
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。
第六章-现代高分子材料
• 实验2： 橡胶的溶解
• 实验目的：探究体形结构的有机高分子在有 机溶剂中的溶解性。
• 实验用品：废轮胎粉末、汽油，试管。 • 实验步骤：取废轮胎粉末0.5g放入试管中，
加入10mL汽油，振荡试管。观察轮胎粉末是 否溶解及其他现象。
• 实验现象：几分钟后废轮胎粉末只是有一定 程度的胀大，但未溶解。
• 实验结论：橡胶不溶于有机溶剂汽油。
【有机高分子化合物溶解性的小结】 有机高分子化合物都不溶于水； 线型结构的有机高分子能溶解在适当的有机溶剂 中，但溶解过程比小分子缓慢； 而体型结构的高分子在有机溶剂中也不易溶解， 有的只是有一定程度的胀大。
• 注意：不能放进微波炉 中，以免因温度过高而 释出有害物质。
OTHER（其他）
• 常见PC（聚碳酸酯），如水壶 、太空杯、数码产品等
注意：PC在高温情况下易释放出 有毒的物质双酚A，对人体有害 。使用时不要加热，不要在阳 光下直晒
• PA（聚酰胺），即尼龙，多用 于纤维纺织和一些家电等产品 内部的制件。
线型结构
网状结构(体型)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成 的，所以也常被称为聚合物。当小分子连接构 成高分子时，有的形成很长的链状，有的由链 状结成网状。
三、高分子化合物性质探究
• 实验1：有机玻璃的溶解 • 实验目的：探究线型结构的有机高分子在有机溶剂中
的溶解性。 • 实验用品：有机玻璃，三氯甲烷，试管。 • 实验步骤：取有机玻璃粉末0.5g放入试管中，加入
高分子材料是衣、食、住、行和工农业 生产各方面都离不开的材料，其中棉、毛、丝、塑 料、橡胶等都是最常用的。
2、高分子材料的分类
高分子材料 按来源分类
《高分子材料与助剂》课件
案例分析
03
以某具体高分子材料为例，分析如何选择和应用助剂。
助剂对高分子材料性能的影响
01
物理性能影响
助剂对高分子材料的密度、透明度 、颜色等物理性能产生影响。
加工性能影响
改善或恶化高分子材料的加工流动 性、热稳定性等。
03
02
化学性能影响
影响高分子材料的化学稳定性、耐 腐蚀性等。
功能性影响
赋予或改进高分子材料如阻燃、导 电、抗菌等功能。
要点二
详细描述
塑料制品广泛应用于日常生活和工业生产中，如食品包装 、建筑材料、医疗器械等。不同的塑料制品对材料和助剂 的要求不同，需根据具体用途选择合适的材料和助剂。
橡胶制品
总结词
橡胶制品具有优异的弹性和耐久性，是高分子材料的另 一重要应用。
详细描述
橡胶制品广泛应用于轮胎、密封件、减震器等，要求材 料具有高弹性、耐磨损、耐腐蚀等特性。橡胶材料的合 成与加工过程中需要添加各种助剂，以改善其性能。
高分子材料的特性与用途
总结词
高分子材料的特性与用途
详细描述
高分子材料具有优良的物理、化学性能，如耐腐蚀、绝缘、质轻、强度高等。这些特性使得高分子材 料在建筑、电子、航空航天、汽车、医疗等领域得到广泛应用。例如，塑料可用于制造管道、门窗、 家具等；橡胶可用于制造轮胎、密封件等；纤维可用于制造衣物、滤材等。
02
高分子材料的合成与制备
聚合反应原理
聚合反应分类
根据聚合机理和反应条件，将聚 合反应分为加成聚合、缩聚聚合 和开环聚合等类型，每种类型都 有其独特的反应特点和产物特性 。
聚合反应动力学
研究聚合反应速率与反应条件（ 如温度、压力、浓度等）之间的 关系，以及影响聚合速率的各种 因素，如活化能、反应级数和速 率常数等。
高分子材料助剂
高分子材料助剂高分子材料助剂是指在高分子材料的生产、加工、使用过程中，为了改善其加工性能、物理性能、化学性能、热稳定性、光稳定性等而添加的一类物质。
它们可以在高分子材料的生产过程中作为原料直接加入，也可以在加工过程中作为外加剂添加。
高分子材料助剂的种类繁多，具有多种功能，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等高分子材料的生产和加工中。
首先，高分子材料助剂可以改善高分子材料的加工性能。
在高分子材料的生产和加工过程中，往往需要加入一些助剂来改善其加工性能，例如降低熔体粘度、提高流动性、改善成型性等。
这些助剂可以使高分子材料更易于加工成型，提高生产效率，降低生产成本。
其次，高分子材料助剂可以改善高分子材料的物理性能。
通过添加适量的助剂，可以改善高分子材料的力学性能、耐磨性、耐热性、耐候性等。
例如，添加增韧剂可以提高高分子材料的韧性和抗冲击性，添加抗氧化剂可以提高高分子材料的耐老化性能，添加填充剂可以提高高分子材料的硬度和强度。
此外，高分子材料助剂还可以改善高分子材料的化学性能。
在高分子材料的生产和使用过程中，往往需要考虑其与其他物质的相容性、耐腐蚀性、耐化学药品性等。
通过添加一定的助剂，可以改善高分子材料的化学稳定性，使其更适合特定的使用环境和条件。
最后，高分子材料助剂还可以改善高分子材料的热稳定性和光稳定性。
在高温或阳光下，高分子材料往往会发生降解、变色、老化等现象。
通过添加热稳定剂和光稳定剂，可以有效延缓高分子材料的老化过程，提高其使用寿命和稳定性。
总的来说，高分子材料助剂在高分子材料的生产和加工中起着非常重要的作用。
它们可以改善高分子材料的加工性能、物理性能、化学性能、热稳定性、光稳定性等，提高其使用价值和应用范围。
随着高分子材料行业的不断发展和进步，高分子材料助剂的研究和应用也将得到进一步加强，为高分子材料的发展注入新的活力。
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COOC
O
O
2
CO
2
O
属于中温热引发剂，油溶性。
+ 2 CO2
高分子材料助剂
无机过氧化类引发剂
代表品种为过硫酸盐，如过硫酸钾（K2S2O8）和过硫酸 铵[(NH4)2S2O8]。水溶性引发剂，主要用于 乳液聚合和水溶液聚合。分解温度：60～80℃，解
离能109～140kJ/mol。
O
O
KO S O O S OK
高分子材料助剂
（i）水溶性氧化—还原引发体系 氧化剂：过氧化氢、过硫酸盐、氢过氧化物等。
还原剂：无机还原剂（Fe2+、Cu+、NaHSO3、 Na2SO3、 Na2S2O3等）、有机还原剂（醇、铵、草 酸、葡萄糖等）。
HO OH + Fe2+
HO + HO + Fe3+
RO OH + Fe2+
HO + RO + Fe3+
高分子材料助剂
（2）只有链增长反应使聚合度增加。从单体转化为 大分子的时间极短，瞬间完成。体系中不存在聚合 度递增的中间状态。聚合度与聚合时间基本无关。
高分子材料助剂
（3）单体浓度随聚合时间逐步降低，聚合物浓度逐步提高。 延长聚合时间是为了提高单体转化率。 （4）少量阻聚剂（0.01～0.1%）足以使自由基聚合终止。
高分子材料助剂
各基元反应如下：
1、链引发： I→ R* R* +M → RM*(单体活性种)
通式 R* + CH 2 =CHX → RCH2-CHX*
2、链增长: RM* + M → RM2* RM2* + M → RM3* ……………… RMn-1* + M → RMn* (活性链)
3、链终止 RMn* → 聚合物
O
O
O 2 KO S O
O
O 2 O S O + 2K
O
过硫酸钾和过硫酸铵的性质相近，可互换使用。
高分子材料助剂
3. 氧化-还原体系
将有机或无机过氧化物与还原剂复合，可组成氧化-还原 引发体系。 优点：活化能低（40～60kJ/mol），引发温度低 （0～50℃），聚合速率大。 有水溶性和油溶性氧化—还原引发体系之分。前 者用于乳液聚合和水溶液聚合，后者用于溶液聚合 和本体聚合。
高分子材料助剂
引发剂分解动力学
引发剂的分解反应为动力学一级反应，即分解速率Rd与 引发剂浓度[I]成正比。
Rd
d[I] dtຫໍສະໝຸດ k d [I]积分可得： 或
[I] ln
[I]0
k d t
[I] ekdt [I]0
以上式中kd为分解速率常数，单位为s-1、min-1或h-1。 [I]0和[I] 分别代表为引发剂起始浓度和t时刻的浓度。 工程上，一级反应的反应速率常用半衰期表示。
优选第六章高分子材料助剂
2020/10/8
高分子材料助剂
聚酰亚胺材料
高分子材料助剂
6.1 高聚物合成助剂 自由基聚合
阴离子聚合 阳离子聚合 配位聚合
引发剂 催化剂
各种高聚物
缩聚聚合
引发剂、催化剂是高聚物合成最关键的助剂
高分子材料助剂
乳化剂 分散剂 阻聚剂 调节剂 终止剂 溶剂 功能性单体
促进反应正常进行 调节分子量及其分布 保证产品质量 改善产品性能
高分子材料助剂
6.1.1 自由基聚合引发剂 引发剂- 在聚合反应中引起单体活化而产生自由基的物质
引发剂是容易分解成自由基的化合物，分子结构上具有弱键。 在一般聚合温度(40~100℃)下，要求键的离解能100~170kJ/mol。 离解能过高或过低，将分解得太慢或太快。
仅具有O-O、S-S、N-O键的一些化合物具有这样的要求
CH3 C CH3 CN
45~650C
CH3
2 H3C C + N2 CN
偶氮二异丁腈 (AIBN)
分解特点：一级反应，只形成一种自由基，无诱导分解。 优点：较稳定，但在80-90ºC会激烈分解。
偶氮类和有机过氧类引发剂常用于本体聚合，悬浮聚合， 溶液聚合。
高分子材料助剂
2. 有机过氧化物类引发剂
S2O82 + Fe2+
SO42 + SO4 + Fe3+
高分子材料助剂
组成氧化—还原体系后，分解活化能通常可 大大降低。例如：
过氧化氢：220kJ/mol， 过氧化氢 + 亚铁盐：40kJ/mol； 过硫酸钾：140kJ/mol， 过硫酸钾 + 亚铁盐：50kJ/mol； 异丙苯过氧化氢：125kJ/mol， 异丙苯过氧化氢 + 亚铁盐：50kJ/mol。
实际应用时，常选择半衰期与聚合时间相当的引 发剂。
高分子材料助剂
引发剂主要是偶氮化合物和过氧化合物两类。也可 以从另一角度分为有机和无机两类。
热分解型引发剂 引发剂类型 氧化还原型引发剂
低温游离基型引发剂：有机过氧化物和烷基金属 化物组合
高分子材料助剂
1、偶氮类引发剂
CH3 H3C C N=N
CN
最简单的过氧化物：过氧化氢。活化能较高， 220kJ/mol，一般不单独用作引发剂。
HO OH
2 HO
• 过氧化氢分子中一个氢原子被有机基团取代，称
• 为“氢过氧化物”，两个氢原子被取代，称为“有机 过
• 氧化物”。均可用作自由基聚合引发剂。
高分子材料助剂
BPO的分解分两步，第一步分解成苯甲酰自由基，第二 步分解成苯基自由基，并放出CO2。
高分子材料助剂
自由基聚合
悬浮聚合
本体聚合 乳液聚合 溶液聚合
自由基聚合在高分子化学中占有极其重要的地位。是人类开 发最早，研究最为透彻的一种聚合反应历程。目前60%以上的聚 合物是通过自由基聚合得到的，如低密度聚乙烯，聚苯乙烯，聚 氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，聚醋酸乙烯，丁苯橡胶， 丁腈橡胶，氯丁橡胶等。
半衰期：引发剂分解至起始浓度的一般所需的时间，用 t1/2表示。根据上述公式可变形为：
t1/ 2
ln 2 kd
0.693 kd
半衰期的单位为h。
高分子材料助剂
分解速率常数或半衰期可用来表示引发剂的活性。 分解速率越大，或半衰期越短，表示引发剂的活性越大。
t1/2 ≥ 6h，低活性 t1/2 ≤ 1h，高活性 6h ＞ t1/2 ＞ 1h，中等活性
化合物价键有两种分裂方式：
均裂：R ：R → 2R.
活性种可能为自由基、阳离子、阴离子
异裂：A :B → A+ + B-
高分子材料助剂
自由基聚合反应的特征 （1）可分为链引发、链增长、链终止等基元反应。 各基元反应活化能相差很大。其中链引发反应速率 最小，是控制聚合过程的关键。
慢引发、快增长、易转移，速终止。