助剂
化学助剂分类
化学助剂分类：（1）过程助剂：用于提高纸机生产效率，提高经济效益，比如：助留剂、助滤剂、树脂障碍控制剂、消泡剂等。
（2）功能助剂：满足用户的特殊需求。
比如：施胶剂、干强剂、湿强剂、柔软剂、增白剂、染料等。
造纸配料一般包括纸浆、填料、胶料、染料和各种湿部助剂。
干扰物的来源和类型①来自纸浆木素衍生物、半纤维素、脂肪酸、胶黏剂、胶乳、淀粉等。
②来自阴离子助剂淀粉、CMC、有机酸、染料等。
③来自填料分散剂聚磷酸盐、聚丙烯酸盐、杀菌剂等。
④来自清水腐殖酸、表面活性剂等。
干扰物质对影响纸张抄造的影响：①影响纸机运转②影响助剂效能③影响纸张质量桥联絮聚是一种絮聚作用，是造纸组分间非常有效而重要的聚集方式。
聚合物的分子量不能太高也不能太低。
桥联絮聚体所形成的纸料絮聚体大而疏松，具有一定的抗剪切作用，因此称之硬絮聚体。
桥联絮聚体一旦被剪切作用破坏，聚合物将以平伏构象吸附在纸料表面，转而以电荷补丁机理引发纸料的絮聚，纸料不能重聚到原来的程度，桥联絮聚实际上是不可逆的。
Zeta电位的大小实际上反映了颗粒表面电荷的大小。
填料特性造纸填料是一种颗粒很小的白色颜料，是纸料除纤维之外占比例最大的组分。
加入量可占纸料组分的20%～40%。
加填的目的是降低纸张生产成本，且纸张的许多性质需要加填才能达到，加填成为纸张生产过程中必不可少的工艺过程。
色料纸浆由于脱木素程度的不同可呈白色、微黄色和黄褐色。
生产彩纸时，需要利用色料对纸浆染色；生产一般纸张时，也要根据用户的要求利用色料调整纸张的色调，有时，可使用色料达到光学增白的效果。
加填对纸张性质的有利影响：填料的粒度远小于纤维，纸张加入填料后，通过加填纸页中纤维间的空隙，可提高纸页的匀度和表面平滑度。
加填是控制纸张光学性质的主要手段。
填料的白度和折射率一般较纤维高，且填料粒度小，比表面积大，加填可提高纸张的不透明度和白度。
纤维易于吸水润涨，加填后可提高纸张的尺寸稳定性，减少纸张的吸水变形。
清洗剂常用助剂
清洗剂常用助剂清洗剂常用的助剂有以下几种：（1）磷酸盐，清洗助剂中常用的磷酸盐有正磷酸盐、二聚磷酸盐（焦磷酸盐）、三聚磷酸盐和六偏磷酸盐等，而且多以钠盐形式作为助洗剂。
正磷酸是磷酸中最重要的一种，它可以形成三种类型的盐，即磷酸盐（正盐）M3PO4,如Nq3PO4:磷酸氢盐M2HPO4,如Na2HPO4;磷酸二氢盐MH2PO4,如NaH2P04o大多数磷酸二氢盐都易溶于水，而磷酸氢盐和正盐，除Nq+、K+、NHj的盐外，一般都不溶于水。
用作清洗助剂的磷酸盐主要是三聚磷酸钠'（STPP,Na5P3Oio）和焦磷酸钠（No4P2O7）,由于其多电荷胶体结构，被称为“无机活化物”，其中以三聚磷酸盐用得最多。
在清洗液中，当三聚磷酸盐含量太少时，硬水中会发生浑浊现象，这是生成二钙络合物不溶的缘故。
当三聚磷酸盐过量时，二钙络合物可转化为一钙络合物而溶解。
三聚磷酸钠对污垢具有良好的分散作用，同时对钢还有缓蚀作用。
总的来说，三聚磷酸钠是目前综合性能最好的助洗剂。
但是，值得注意的是，三聚磷酸钠或其他磷酸盐排放后将导致天然水体富营养化，造成严重的水质污染（过肥）。
近年来世界各国相继提出限磷和禁磷的措施。
三聚磷酸盐的代用品有NTA（参见⑤NTA）、柠檬酸钠等、4A沸石（N32Ah2Sh2O48-27也0,一种无毒、无臭、无味且流动性较好的白色粉末，具有较强的钙离子交换能力，对环境无污染）。
（2）硅酸钠（Na2SQ3）硅酸钠的浓水溶液通常称为水玻璃，它是没有固定组成的碱性硅酸盐。
清洗剂中的硅酸钠是一种重要的助洗剂，它与其他助洗剂配合使用可起到协同效果，而且它在清洗剂中可以维持溶液一定的碱性，分散、悬浮污垢微粒，抑制金属腐蚀等。
（3）碳酸钠（Na2CO3,纯碱）碳酸钠在水溶液中呈碱性，能使脂肪污垢皂化，提高表面活性剂对油性污垢的清洗能力，且对泡沫的生成有促进作用，同时可以与Ca2+生成CoCoS沉淀，有效地降低溶液中Ca2+浓度，降低水的硬度。
如何理解助剂的概念和特点
如何理解助剂的概念和特点助剂是指在工业生产中为了改善某种物质在生产或使用过程中性能不良或缺陷，而添加的一类化学物质。
助剂可以通过调整颜色、改善流动性、增加抗氧化性能、增强粘合力、调节pH值等方式改善材料的性能。
助剂可以分为物理助剂和化学助剂两种类型，具有多样的特点和应用。
首先，助剂的特点是多功能性。
助剂一般具有多种作用，可以同时起到多个方面的改善效果。
例如，某些助剂可以既起到增强材料的机械强度的作用，又可以改善材料的耐热性能。
这种多功能性使得助剂在工业生产中应用广泛，可以解决多种问题。
其次，助剂具有添加少、效果显著的特点。
助剂的添加量一般很少，通常只需要占总体积的很小比例，而能够得到明显的效果。
这种低添加量高效率的特点使得助剂的使用成本相对较低，同时也减少了对原材料的消耗。
另外，助剂具有一定的选择性。
不同的助剂对不同的材料具有不同的改善效果。
因此，在选择助剂时需要考虑具体材料的性质和需要改善的方面，并选用相应的助剂。
这种选择性使得助剂的应用更加灵活，可以根据具体情况进行调整。
此外，助剂具有较强的适应性。
助剂可以添加到不同类型的材料中，如塑料、橡胶、涂料、油漆等。
不同性质的材料需要不同功能的助剂，但助剂一般具有较强的适应性，可以适用于多种材料，从而扩大了助剂的应用范围。
助剂还具有良好的稳定性。
助剂一般在材料中具有较高的稳定性，不会随时间的变化而失去作用。
这种稳定性使得助剂能够长期保持其改善效果，从而增加了材料的使用寿命。
此外，助剂还具有一定的环保性。
随着对环境保护的要求越来越高，助剂也在不断发展以及改进其环保性。
现代助剂的研发和生产已经越来越注重减少对环境的污染和损害，提高助剂的循环利用率和可再生性。
总之，助剂作为一类化学物质，在工业生产中具有多功能、添加少而效果显著、选择性强、适应范围广、稳定性好和一定的环保性等特点。
在合理选择和使用助剂的前提下，可以有效地改善材料的性能，提高产品的质量。
随着科技的发展和人们对材料性能要求的提升，助剂的研发和应用也将不断推进，为工业生产带来更多的便利与进步。
助剂分类和结构差异
一、醚类非离子助剂1、烷基酚聚氧乙烯醚类1)壬基酚聚氧乙烯醚 NP系列、农乳100号110 120 130 140壬基酚/环氧乙烷质量比1:1 1:2 1:3 1:4EO平均摩尔数 4-5 9-10 14-15 19-202)辛基酚聚氧乙烯醚乳化剂OP系列、磷辛10号（仲辛基酚聚氧乙烯醚）·3)双、三丁基酚聚氧乙烯醚(C4H9)- -O(EO)nH4)烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚乳化剂11号（旅顺化工厂）5)苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚乳化剂12号（旅顺化工厂）2、苄基酚聚氧乙烯醚1)二、三苄基酚聚氧乙烯醚乳化剂BP、梧乳BP,浊点65-70℃2)二苄基联苯酚聚氧乙烯醚农乳300号3)苄基二甲基酚聚氧乙烯醚农乳400号4)二苄基异丙苯基酚（又称二苄基复酚）聚氧乙烯醚乳化剂BC浊点69-71℃5)二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚宁乳31号浊点76-84℃用量少泛用性广3、苯乙基酚聚氧乙烯醚1)苯乙基酚聚氧乙烯醚农乳600号与500号复配环氧乙烷数20-27浊点83-92对有机磷乳化性最好，有两种类型：a三苯乙基酚聚氧乙烯醚，常用有三种规格三苯乙基酚/环氧乙烷（质量比）浊点（1%水溶液）EO加成数1:2.2-2.3 70-75 20-211:2.6-2.7 8 0-85 24-251:3.2-3.3 95-100 30-31b双苯乙基酚聚氧乙烯醚2)苯乙基异丙苯基酚聚氧乙烯醚农乳600-2号中间体/EO质量比浊点（1%水溶液）EO加成数 1:2.1-2.3 70-75 17-181:2.6-2.8 85-90 20-243)二苯乙基复酚聚氧乙烯醚乳化剂BS，与500号复配对有机磷农药乳化性很好聚合度中间体/EO质量比1:1.7 1:2 1:2.3 1:2.6 1:3 1:3.5 1:4 浊点（1%水溶液） 51 70 75 82 89 96 86（5%CaCl2溶液）4)二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚5)苯乙基萘酚聚氧乙烯醚4、脂肪醇聚氧乙烯醚及其类似产品1)月桂醇聚氧乙烯醚，目前以椰子油醇（主要成分为C12醇）为主要原料生产，渗透剂JFC 浊点40-50℃渗透剂EA2)异辛基聚氧乙烯醚 Igepal CA3)十八烷醇基聚氧乙烯醚平平加系列农乳200号4)异十三醇聚氧乙烯醚赫斯特GenapolX系列日本触媒化学Softanol系列5)脂肪醇聚氧乙烯醚5、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚及其类似产品1)苯乙基酚聚氧乙烯醚 EPE型农乳1601宁乳33号用于复配1656L/1656H，PEP型农乳1602宁乳34号用于复配宁乳0211/02122)苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚农乳1601-Ⅱ浊点79-80℃、1602-Ⅱ浊点73.5-80℃3)苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚6、脂肪胺聚氧乙烯醚1)脂肪胺（又称烷基胺）聚氧乙烯醚2)脂肪酰胺聚氧乙烯醚3)烷基胺氧化物4)季胺烷氧化物及其类似产品二、酯类非离子助剂1、脂肪酸环氧乙烷加成物1)油酸聚氧乙烯酯2)硬脂酸聚氧乙烯酯3)松香酸聚氧乙烯酯2、蓖麻油环氧乙烷加成物及其衍生物国内乳化剂By国外称BL，宁乳110 120 130 140 乳化剂EL、PC3、多元醇脂肪酸酯及其环氧乙烷加成物失水山梨醇脂肪酸酯：斯潘系列20 40 60 80 85亲油性较强失水山梨醇脂肪酸酯环氧乙烷加成物：Tween系列水溶性比斯潘大4、甘油为基本原料的非离子助剂1）二聚甘油和脂肪酸酯2)双甘油聚丙二醇醚3)甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯三、端羟基封闭的非离子助剂1、对称结构的端羟基封闭的非离子助剂2、不对称结构的端羟基封闭的非离子助剂阴离子表面活性剂一、磺酸盐1、烷基苯磺酸盐1)二烷基苯磺酸钠2)烷基芳基磺酸钠3)十二烷基苯磺酸钠（钙）DBS-Na(（农乳500号）2、烷基萘磺酸盐1)丁基萘磺酸钠 Nekal A润湿剂HB2)二丁基萘磺酸钠Nekal BX（拉开粉）3)二异丙基萘磺酸钠 Morwet RP4)单、双甲基萘磺酸钠 Morwet M3、烷基磺酸盐1)石油磺酸钠 R为混合烷基平均分子量400-5002)烷烯基磺酸钠RCH=CHCH2SO3Na3)羟基烷基磺酸钠R- CH-CH2-CH2SO3NaOH4、烷基丁二酸酯磺酸盐1)烷基丁二酸酯磺酸钠渗透剂T、润湿剂CB-102(二异辛基丁二酸酯磺酸盐）、Aerosol IB （二丁基丁二酸磺酸钠）、Aerosol MA（二己基丁二酸磺酸钠）、Aerosol Ay（二戊基丁二酸磺酸钠）2)烷基聚氧乙烯醚丁二酸酯磺酸盐3)烷基酚聚氧乙烯醚丁二酸酯磺酸盐 SSOPA（烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物丁二酸酯磺酸钠）农助2000（单烷基苯基聚氧乙烯基醚丁二酸磺酸钠产品为30%溶液）5、烷基联苯基醚磺酸盐6、萘磺酸甲醛缩合物1)苄基萘磺酸甲醛缩合物分散剂CNF2)萘磺酸钠甲醛缩合物 NNO3)二丁基萘磺酸钠甲醛缩合物分散剂NO4)甲基萘磺酸钠甲醛缩合物 MF7、N-甲基脂肪酰胺基牛磺酸盐洗涤剂209胰加漂T8、N-烷基酰肌氨酸盐英卜内门Lissapol LS即净洗剂9、异逐硫酸盐衍生物二、硫酸盐1、硫酸化蓖麻油土耳其红油2、脂肪醇硫酸盐ROSO3Na1)改性月桂醇基硫酸钠2)鲸蜡醇基硫酸钠 C16H33OSO3Na3)仲醇基硫酸钠 CnH2n+1CH(CH3)OSO3Na4)混合脂肪醇(C12-14)硫酸钠3、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐 Maprofix ES（月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠）4、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐R- -O(EO)nSO3Na常用烷基为壬基、辛基5、芳烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐三、磷酸盐、亚磷酸盐1、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯 O OR- -O(EO)n-P-(OH)2 〔R- -O(EO)n〕2-P-(OH)2单酯双酯目前有两个系列R=C8H17 OPEPO4、R=C9H19 NPEPO4商品名：酚醚磷酸酯表面活性剂MAPP(单酯)、NPEPO4Na(或K)2、苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯（游离酸型）代号SPEnPO4O O（ -CHCH3）K- -O(EO)n-P-(OH)2 〔（ -CHCH3）K- -O(EO)n〕2-P-(OH)2单酯双酯3、脂肪酸聚氧乙烯酯磷酸盐4、烷基磷酸盐、芳基磷酸盐O5、烷基胺聚氧乙烯醚磷酸酯 R=C12-14 n=10-16单酯商名为表面活性剂MAP RO(EO)n-P-(OH)26、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯四、羧酸盐（脂肪羧酸盐）如松酯酸皂高分子型助剂一、非离子型1、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物农乳700号2、芳烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物1)苯乙基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物宁乳36号、农乳700-1号农乳SPF2)异丙苯基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物农乳700-2号、宁乳37号3)苄基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物日本Sorpol PPB150、2003、联苯酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物4、聚乙烯醇完全水解的聚乙烯醇98-99%、部分水解的水解度为88-89%5、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物,聚醚类分子量2000-3000有良好的去污力，分子量更高的分散力较好，如环氧乙烷-环氧丁烷共聚物、环氧乙烷-环氧丙烷-环氧丁烷共聚物二、阴离子型1、聚合羧酸盐聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺2、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐 SOPA-Ⅱ(270)SOPA-Ⅴ(570)3、烷基萘磺酸甲醛缩合物及其类似品种 MF MSF4、酚甲醛缩合物磺酸盐及其类似品种1)酚磺酸萘磺酸甲醛缩合物钠盐2)酚甲醛缩合物磺酸钠盐分散剂HN(又称分散剂S）分散剂C3)酚-脲-甲醛缩合物磺酸盐5、缩甲基纤维素及其衍生物6、黄原酸胶XG7、木质素磺酸盐脱糖木质素磺酸钠M-9、16 脱糖缩合木质素磺酸钠M-10 木质素磺酸钠M-14 缩合改性木质素磺酸钠M-13、15 脱糖脱色木质素磺酸钠M-17阳离子表面活性剂一、铵盐型1、烷基铵盐型2、氨基醇脂肪酸衍生物型3、多胺脂肪酸衍生物型4、咪唑啉型二、季铵盐型1、烷基三甲基铵盐型十二烷基三甲基氯化铵1231 十六烷基三甲基氯化铵1631 十八烷基三甲基氯化铵18312、二烷基二甲基铵盐型3、烷基二甲基苄基铵盐型十二烷基二甲基苄基氯化铵1227 晴纶匀染剂TAN4、吡啶嗡盐型5、烷基异喹啉嗡盐型6、苄索氯胺型两性表面活性剂一、氨基酸型1、丙氨酸型2、甘氨酸型二、甜菜碱型三、咪唑啉型四、氧化胺氧化胺与两性表面活性剂相似，既与阴离子表面活性剂相容，又与阳、非离子表面活性剂相容，在中、碱性溶液中显示非离子特性，在酸性溶液中显示弱阳离子特性。
合成材料助剂
合成材料助剂
4. 分散剂：用于改善合成材料中颗粒或填料的分散性，使其均匀分散在基体中，常见的分 散剂有分散剂颗粒、表面活性剂等。
5. 催化剂：用于促进合成材料的反应速率和效果，常见的催化剂有酸、碱、金属催化剂等 。
6. 粘合剂：用于在合成材料中粘合不同的组分或部件，常见的粘合剂有胶水、胶粘剂等。
需要根据具体的合成材料和应用要求选择合适的助剂，并遵循相应的使用指导和安全操作 规程。
合成材料助剂
合成材料助剂是指在合成材料的制备过程中添加的一种化学物质，用于改善合成材料的性能、 工艺性能或加工性能。合成材料助剂的种类繁多，常见的助剂包括以下几类：
1. 增韧剂：用于提高合成材料的韧性和抗冲击性能，常见的增韧剂有增韧剂颗粒、改性聚合 物等。
2. 稳定剂：用于防止合成材料在加工或使用过程中发生分解、氧化或降解，常见的稳定剂有 抗氧剂、紫外线吸收剂等。
高分子材料助剂
7类交联体系
硫磺/硫化促进剂体系 有机过氧化物 空气（氧） 含官能团的有机化合物 有机金属盐与有机金属化合物 金属氧化物 硅烷化合物
Ⅰ、硫磺/硫化促进剂体系
▪ 硫磺是橡胶硫化（交联）最主要的交联剂。 ▪ 在橡胶硫化时，可以加快硫化速度、缩短硫化时间、降低
硫化温度、减少硫化剂用量以及改善硫化胶的物理机械性 能的助剂称为硫化促进剂，简称硫化剂。早期使用的硫化 促进剂为无机化合物(如氧化锌、氧化镁等)，但因其效能 较低，已改为活性剂使用。目前使用的硫化促进剂基本上 采用有机化合物。 ▪ 硫化促进剂种类：1）二硫代氨基甲酸盐
２）耐久性
包括耐热着色性、耐热老化性、耐光、耐寒、耐酸、耐碱、耐洗涤性耐迁移 性、耐抽出性。
３）加工性
包括加工操作性、干燥性、润滑性、交联性、塑性流动性、长期反复操作性.
４）安全性
包括卫生性、无臭性、无味性、不燃性、再生利用性、降解性。
５）经济性等
塑化效率的定义
▪ 可以使高分子材料达到某一柔软程度时需要添加 的增塑剂的量来衡量，所需增塑剂的量越少，其 增塑效率越高。
➢加工用助剂 加工助剂是指材料在加工过程中所加的添加剂。
（3）按作用功能分类
二.助剂的选择中应注意的问题
1．助剂与制品的配伍性 固体助剂的析出俗称为“喷霜”，液体助剂的析出则称作 “渗出”或“出汗”。
2．助剂的耐久性 聚合物材料在使用条件下，仍可保持原来性能的能力叫耐久 性。保持耐久性就是防止助剂的损失。助剂的损失主要通过 三条途径：挥发、抽出和迁移。
▪ 常用的偶联剂：硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
▪ 硅烷偶联剂是由美国联合碳化物公司开发的，主要用于玻 璃纤维增强塑料。硅烷偶联剂9分子结构式一般为：Y— R—Si(OR)3，(式中Y一有机官能基．SiOR一硅烷氧基)。 硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有 反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界 面之间，可形成有机基体—硅烷偶联剂—无机基体的结合 层。典型的硅烷偶联剂有WD—20(或A151)(乙烯基三乙 基硅烷)、A17l(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三 (β—甲氧乙氧基)硅烷”等。
助剂化学及工艺学
8、成本——效能平衡性 成本和效能是一个矛盾的两个方面，寻求二者的统一是助剂开发应 用中很重要的问题，在注重开发高效品种的同时，还要注意改造传统产 品的工艺过程，挖掘潜力，降低成本，增强市场竞争力，努力实现成本 与效能的平衡。
1.6 安排与打算
由于助剂类别繁多，应用范围十分广泛，本课程属于专业课，由于 学时所限，不可能面面俱到地介绍所有助剂，我们准备介绍增塑剂。
1.5 助剂工业的国内外状况及发展动态
1.5.1 国内外概况 助剂工业是比较新的化工行业，发展历史只有80多年（20年代初 期橡胶中使用促进剂开始），早期的助剂主要服务于橡胶行业。国外助 剂的生产不断扩大，60年代是助剂的大发展时期，目前美国、西欧、日
本助剂工业已颇具规模。（P7~8举了塑料助剂、橡胶助剂、纺织染整 助剂、食品添加剂在国外的发展状况）。 我国的助剂生产起步于50年代，始于70年代初期，但发展速度较 快。70年代以后，我国的主机生产已具有一定的规模。助剂的品种、质 量和技术水平有了较大的发展和提高。助剂新品种的研制也取得了不少 成果。（P8介绍了我国塑料助剂、橡胶助剂、纺织染整助剂、食品添 加剂等的发展概况、他们的发展速度都很快，现在都已具有相当的规 模）。 1.5.2助剂的发展趋势 1、大吨位品种趋于大型化和集中生产 如邻苯二甲酸酯类的增塑剂，一些橡胶助剂、食品乳化剂的生产 等，都趋于大型化和集中生产。 2、新功能助剂研究继续活跃 目前功能性助剂成为世界助剂开发的一大趋势。如成核剂（提高
1、小批量、多品种 与其他行业相比，助剂的生产规模属小批量，但助剂的品种繁多， 成千上万。 2、添加量不一 添加量根据制品要求而定，悬殊很大。有的助剂如抗氧剂、偶联 剂等添加量为千分之几到百分之几，食品添加剂则以ppm（10-6）而 有的助剂如相容剂添加10%以上才有效，而补强填充剂则可高达 200%。
助剂知识
增塑剂的作用机理：①.润滑理论润滑理论认为，树脂能够抵抗形变（刚性）是因为分子间有磨擦力。
增塑剂能起润滑剂作用，促进大分子间或者分子链间的运动。
增塑剂仅仅降低分子间的作用力，因此只能引起部分增塑。
②.凝胶理论凝胶理论认为，聚合物抗形变由于内部存在着三维蜂窝状结构或者凝胶所致。
这种凝胶是由于在聚合物分子链间或多或少发生粘着而形成的。
由于分子吸咐点常集中在一块，因此软质塑料或者硬质塑料中的蜂窝是很小的。
这种蜂窝弹性极小，很难通过物体内部的移动使其变形。
增塑剂进入树脂中，沿高分子链产生许多吸咐点，通过新的吸咐而松弛破坏原来的吸引力，并替代了聚合物分子内的引力中心，使分子容易移动。
③.溶剂化理论基于胶体化学。
增塑剂的溶剂化和溶胀能力取决于3种分子间作用力。
增塑剂/增塑剂，增塑剂/聚合物，聚合物/聚合物之间的力。
增塑剂应该是小分子，对聚合物分子应该有一定的吸引力，而该力要小于聚合物/聚合物之间的作用力。
增塑剂/增塑剂间的力越低，越能发挥增塑剂的效能。
增塑剂也不应该太小，否则容易挥发。
④.极性理论极性理论认为，在增塑剂分子﹑聚合物分子和增塑剂/聚合物分子之间必须很好的平衡，以确保凝胶是稳定的。
因此增塑剂必须是含有一个或者多个与特定聚合物极性相匹配的极性或者非极性基团。
即以上提出的聚合物的结晶度。
增塑剂的作用2、热稳定剂如果不加说明，热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的稳定剂。
聚氯乙烯及氯乙烯共聚物属热敏性树脂，它们在受热加工时极易释放氯化氢，进而引发热老化降解反应。
热稳定剂一般通过吸收氯化氢，取代活泼氯和双键加成等方式达到热稳定化的目的。
工业上广泛应用的热稳定剂品种大致包括盐基性铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类等主稳定剂和环氧化合物类、亚磷酸酯类、多元醇类、个二酮类等有机辅助稳定剂。
由主稳定剂、辅助稳定剂与其他助剂配合而成的复合稳定剂品种，在热稳定剂市场具有举足轻重的地位。
热稳定剂的作用机理：①、捕捉游离HCl小分子，抑制并消除它的自动催化作用；②、限制双键共轭体系的形成，减少色变；③、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；④、捕捉自由基，阻止氧化反应。
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5.2增塑剂
5.2.1概述及机理 1.定义：能使聚合物增加塑性、变软并降低脆性的物 质。 塑性：指聚合物材料在应力作用下发生永久变形的性 质。 分子间力弱 → 聚合物链段及分子链运动能力提高 → 塑性提高 表现为：硬度、模量、软化温度和脆化温度下降， 伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
玻璃态、高弹态与粘流态：当温度低于某一值
助剂的用量可能很小，但所起的作用却是十分显著的， 又称工业味精。 例子:聚丙烯树脂用纯树脂压制薄片在150℃下0.5h→脆化； 若加入适当抗氧化剂和其他稳定剂在150 ℃可经受2000h的 老化实验。
5.1.1助剂的分类和作用
按助剂的作用（基本功能）分类 （1）防老化助剂 （2）改善力学性能的助剂 （3）改善加工性能的助剂 （4）柔软化和轻质化助剂 （5）改善表面性能和外观的助剂 （6）阻燃剂 按生产及制品加工过程分类 合成助剂：用于生产树脂过程（引发剂、终止剂、乳化剂、 分散剂等）， 加工助剂：树脂加工制成产品的过程中添加的助剂（增塑剂、 稳定剂、交联剂等）
（1）苯二甲酸酯类 通用增塑剂之称,产量占增 塑剂总量的80%以上 （2）脂肪族二元酸酯 有耐寒增塑剂之称 （3）环氧化物 具有稳定化作用 （4）磷酸酯 阻燃增塑剂之称 （5）聚酯增塑剂 有永久增塑剂之称 （6）含氯增塑剂 阻燃增塑剂
5.3 阻燃剂
5.3.1定义：阻止聚合物燃烧或抑制火焰传播的助剂。 产量跃居第二，仅次于增塑剂 5.3.2分类 1.按组成：无机和有机 2.按使用方法 反应型：聚合物与有阻燃性的单体形成共聚物而使 之具有阻燃性 添加型：将聚合物与阻燃剂混合后加工成型，使聚 合物材料有阻燃性
5.1.2影响助剂应用效果的主要因素
影响助剂应用效果的主要因素 （1）助剂与聚合物的配伍性：相容性和稳定性 相容性——取决于结构的相似性， 但要适宜。 稳定性——助剂与聚合物在稳定性方面的相互影 响（促进另一方的分解和降解） 因为助剂必须均匀地分布于聚合物之中才能发挥 其功效,否则将析出。(固体→喷霜;液体→渗出或 出汗)→影响功效 、外观和手感。
挥发性可燃性气体 不燃气体和不挥发凝聚物
燃烧的反应历程
決定燃烧速度
氧指数——表征聚合物可燃性的重要参数 维持稳定燃烧所必须的最低氧含量: 定义：氧指数越大说明聚合物的可燃性越小， 理论: 0.21% 在空气中，氧指数高于0.27%具有自熄性。 聚合物的燃烧发烟 结构上：环状、含卤 烟量大； 燃烧反应太快，供氧不足. 发烟 C / H 大，发烟量大。
高分子被氧化的难易程度
(CH3)3C· >
(CH3)2CH· > CH3CH2· > CH3· 自由基的稳定性：越来越大 含不饱和键的高分子易氧化
抗氧化剂的作用机理
（1）链终止型抗氧化剂
很强的捕获自由基能力 ROO · + AH → ROOH + A · R· + AH → RH + A · ROO ·+ A · → ROOA 中断链增长阶段 活性低，引发自由基难 氢给予体 自由基捕获体 终止2个链式 氧化速度↓
影响助剂应用效果的主要因素 （2）助剂的耐久性：助剂在应用过程中的损
失程度。 损失的途径：挥发； 被萃取； 迁移。 ●影响助剂应用效果的主要因素 （3）加工条件对助剂的要求： 耐热性、无 腐蚀性 在加工温度下不分解、不挥发、不升华助剂 对加工设备或模具是否产生腐蚀作用
影响助剂应用效果的主要因素 （4）制品用途对助剂的制约：助剂的 加入应当不影响制品的最终用途。 外观、颜色、气味、毒性以及电性能、 热性能、耐候性、污染性 ●影响助剂应用效果的主要因素 (5)助剂之间的协同作用和抗结作用 协同作用：一种助剂的存在可使另一种 助剂作用增强 抗结作用：一种助剂削弱了另一种助剂 的原有效能
聚合物材料的阻燃性的重要性：有机聚合物通常是可燃的。
燃烧热量大，火焰温度高，不完全燃烧会冒黑烟，产生大量有毒、有害、 有刺激性、腐蚀性的燃烧产物。
解决方法：开发本身具有阻燃性质的材料；添加阻燃助剂 聚合物的燃烧过程
燃烧条件：热、氧、可燃性物资
聚合物 + 热 (1) 热 (1) > 热 (2) 循环进行 CO2 + H2O + 热 (2) (放热过程 ) 着火极限 O2 O2 热解产物 （吸热过程） O2
时，大分子链及链段处于“冻结”状态称为玻璃态 (Tb~Tg)，它是聚合物作为塑料时的使用状态，此 时高聚物在外力作用时发生普弹变形，弹性模量很 高，形变量很小，形变可逆； 高弹态系指温度在Tg～Tf之间，链段已经能自由地 旋转和运动，而整个大分子链不能进行相对移动， 高弹态亦称橡胶态，此时材料受外力作用时分子链 伸长，发生高弹性变形，即弹性模量较小，形变量 很大，拉伸时放热，但由于分子链的缠结，形变可 逆，外力除去后，能回复原状；当温度高于某一值 时，不仅链段运动，而且整个大分子链也能移动， 即两种运动单元都能运动，这种运动状态称为粘流 态，此时即使外力消失，形变也不会恢复。
5.2.5增塑剂的分类
（1）按作用方式分类： 内增塑剂 外增塑 剂 （2）按增塑剂与聚合物的相容性差异分类： 主增塑剂 辅助增塑剂 增量剂 （3）按相对分子质量差异分类：单体型 聚合型 （4）按应用特性分类：通用型 特殊型 （5）按增塑剂化学结构分类 （6）反应型增塑剂
5.2.6 增塑剂的主要品种
阻碍分子链间的相互移动
使增塑剂分子插入该区困难
减弱分子链间相互作用 增塑
例如，邻苯二甲酸二（2—乙基）己酯（DOP） 塑化聚氯乙烯（PVC）
DOP：
5.2.3 对增塑剂性能的基本要求
（1）与聚合物具有良好的相容性：与高聚物相容性大的为主 增塑剂，单独使用；与高聚物相容性小的为辅助增塑剂，只能 与主增塑剂配合使用。 （2）塑化效率高: 相对塑化效率、计算 （3）低挥发性 （4）耐溶剂萃取性好 （5）不迁移性 （6）耐老化性好：耐老化性是指对光、热、氧、辐射等的耐 受力，增塑剂在聚合物中加入量大其耐老化性直接影响塑料的 耐老化性 （7）耐寒性能好：耐寒性与结构的关系 （8）具有阻燃性 （9）电绝缘性能好 （10）耐霉菌性好
ROO · + Co2+ → ROO— + Co3+
电子给予体
(
2 ) 预防型抗氧化剂
主要是除去自由基来源，有金属离子钝化剂或过氧化物分解 剂等。
杂质
M x+ + ROOH 金属离子钝化剂
不稳定的配合物 配位到最大配位数
活泼氢原子与空间位阻效应等影响因素
抗氧化剂 + 大分子链自由基R· 或ROO·
链的引发
* RH 光和热 R· + H·
* 混入的 ROOH RO · +
光和热 OH-
RO· + HO· 催化分解氢过氧化物
M n+（变价金属）
+ M(n+1)+ ROOH ROO·+ H+ + M n+
发生在聚合物的薄弱环节，如：支链、双键
（2）链增长
R · + O2
ROO · ROOH + R · ……..
第五章合成材料加工助剂
基本要求： 了解什么是合成材料助剂，分类与作用， 影响助剂应用效果的主要因素，各类助剂 的结构与性能的关系，合成方法；我国合 成材料加工助剂概况； 重点：各类助剂的作用机理； 难点：结构与性能； 学时：6学时；
5.1 概述
合成材料：塑料、橡胶、合成纤维等 助剂：在合成材料（塑料、橡胶、合成纤维等）的 生产和加工中，为了改善工艺条件，提高产品质量 或赋予产品某种特性所添加的各种辅助化学品。
（1）吸热效应
热 阻燃剂 分解 不燃性挥发物
热
气化
使聚合物在受热情况下温度难以升高 阻止聚合物热降解的发生 阻燃作用
（2）覆盖隔离效应
阻燃剂的热降解产物
聚合物表面迅速脱水碳化 碳化层
单质碳不进行产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧 阻燃剂 燃烧分解 不挥发的玻璃状物质
在聚合物表面形成致密的保护层
ROO · + RH
（3）链终止
ROO · + R · R·+R·
ROOR R—R
在反应过程中产生的 RO ·
CH=CH—CH—CH2
O·Biblioteka CH=CH—CH + · CH2
O
· R—CH—R’ RO · R · ……
进一步氧化 主链断裂降解
交联反应 无控制的网状结构 力学性能变坏
脆化、变硬、强度降低
（3）转移效应
聚合物
无阻燃剂的热分解
可燃性气体
聚合物
有转移效应阻燃剂的热分解
可燃性气体
炭 抑制可燃性气体的产生
（4）稀释效应
阻燃剂 燃烧 分解 大量不燃性气体
将可燃性气体浓度稀释 阻止燃烧发生
（5）抑制效应（终止燃烧连锁反应）
阻燃剂
+
羟基自由基
水
燃烧速度降低
火焰熄灭
（6）协同效应
5.4抗氧化剂
高分子材料的老化 引起老化的因素：内在因素：材料分子结构、助剂 性质 外在因素：光、热、氧、应力、微生物 定义：防止高分子材料氧化老化的助剂：光稳定剂、 热稳定剂、抗氧化剂。可防止、抑制、延缓老化现 象 抗氧化剂作用机理及影响因素 ● 聚合物的氧化降解 —— 自动氧化过程（链的引 发、链增长、链终止）
某些物质本身阻燃作用很小或不具有阻燃作
用，而与其他阻燃剂并用时能显示出较强的 阻燃性。 （7）抑制发烟机理
吸热、覆盖隔离、转移效应 抑制可燃性气体产生 抑烟作用 促进碳粒氧化成CO、CO2 抑烟效果 增加燃烧残渣中碳