精细化工工艺学第4章 合成材料助剂

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聚合物的典型燃烧过程
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玻璃体
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高温下，氧化锑与卤化物生成卤化锑 ，SbCl3在液、固相中促进聚合物-阻燃 剂体系脱卤化氢和聚合物表面碳化，同 时在气相中又能捕获HO·自由基。
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4.3.3 添加型阻燃剂
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精细化工工艺学
Fine Chemicals Technology
化学与环境学院 应用化学系 主讲人：李宇彬
2008liyubin@
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第四章 合成材料助剂
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目录
• 4.1 概述 • 4.2 增塑剂 • 4.3 阻燃剂 • 4.4 抗氧剂 • 4.5 热稳定剂 • 4.6 发泡剂 • 4.7 抗静电剂 • 4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
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4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
1、塑料助剂生产现状
• 塑料助剂行业存在：管理水平不高、产品结构不合理、技 术工艺水平不高、装备落后、自主创新能力薄弱和缺乏知 名品牌等主要问题。
• 塑料助剂基本情况：向正规化、集约化方向调整。 • 加快技术创新步伐，积极发展“绿色、环保、无毒、高效”
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4.5 热稳定剂
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目录
• 4.1 概述 • 4.2 增塑剂 • 4.3 阻燃剂 • 4.4 抗氧剂 • 4.5 热稳定剂 • 4.6 发泡剂 • 4.7 抗静电剂 • 4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
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4.6 发泡剂
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• 虽然增塑剂的种类很多，其中绝大部分都是酯类。 • 一般酯类的合成是基于酸和醇的反应，我们通过除去酯化
反应所生成的水，使化学平衡向正反应方向移动，使酯化
完全。一般在反应混合物中加入一种能与水形成共沸混合 物的溶剂。
• 采用催化剂和提高反应温度可以大大加快酯化反应的速率 ，缩短达到平衡时的时间。例如：邻苯二甲酸酐与醇的酯 化反应，在没有催化剂的情况下单酯化反应能迅速进行。
微生物分解。研究含邻苯二甲酸酯的废水处理的最适宜方法是活 性污泥法。
• 对于烷基磺酸苯酯生产过程中的含酚废水，先用烷基磺酰氯萃取 以降低酚含量，然后再按处理一般含酚废水的方法处理。
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2、增塑剂生产过程中的废气和废渣处理 • 增塑剂生产过程中所排出的废气因含有一些低沸
组分而带臭味。可采用填料式废气洗涤器，用水 洗涤除去臭味后再排入大气。 • 增塑剂生产过程中产生的废渣，如:吸附有增塑剂 的活性炭，从回收醇中切除出来的轻组分和重组 分等，通常采取焚毁的办法处理。
• 3、增塑剂的耐老化性与耐久性有什么区别？ • 4、哪些类型的增塑剂抗菌性强？
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4.2.4
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4.2.5
关于常用增塑剂的特点和用途，如表4-4所示。
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最大的特点是其耐久性突出，有永久型增塑剂之称。
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4.2.6 增塑剂生产中的酯化过程和酯化催化剂
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课堂练习
• 1、合成材料助剂的应用需要注意哪些问题？ • 2、什么叫增塑剂？对增塑剂的性能有哪些基本要求？ • 3、简述合成材料增塑剂的增塑机理。 • 4、增塑剂的结构与增塑剂的性能有什么关系？对于PVC而
言一个性能良好的增塑剂，其分子结构应具备什么？ • 5、如何选择增塑剂？ • 6、在DOP的生产中，为了提高生产效率优化酯化反应，一
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反应原理
• 二苯醚在卤代催化剂存在下（如：铁粉） 和溴进行反应得到十溴二苯醚。
催化剂（Fe粉）
+
+
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工艺过程如下：
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思考题
• 1、氧指数的含义？自熄性材料的标准是多少？ • 2、简述阻燃剂的阻燃机理。 • 3、简述聚合物的典型燃烧过程。
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目录
• 4.1 概述 • 4.2 增塑剂 • 4.3 阻燃剂 • 4.4 抗氧剂（抗老化剂） • 4.5 热稳定剂 • 4.6 发泡剂 • 4.7 抗静电剂 • 4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
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• 常见的添加型阻燃剂的性质列于表4-7
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4.3.4 反应型阻燃剂
• 常见的反应型阻燃剂的性质列于表4-8
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4.3.5 阻燃新技术
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4.3.6 阻燃剂的应用
（聚苯乙烯） （聚酯） （聚氯乙烯）
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聚苯乙烯(PS)与ABS树脂的配方：
聚氯乙烯(PVC)的配方：
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4.3.7 阻燃剂生产工艺实例
• 对于其他酯化过程中，氢离子就是最好的催化剂。
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4.2.8 增塑剂生产和使用过程中的环境保护
1、含邻苯二甲酸酯的废水处理 • 邻苯二甲酸酯类增塑剂不仅产量大，而且巳有几十年的使用历史
，因此在海洋、湖泊以及人们的日常食品中都能检验出它们的痕 迹，这曾引起人们极大的震动和关注。邻苯二甲酸酯类所造成的 环境污染对人类有一定的害处，生物富集的可能性小，且容易被
的塑料助剂产品。
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4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
2、塑料助剂发展动向 • 安全环保是发展方向； • 多功能化成为研究热点； • 规格细化成为流行趋势； • 国内外助剂生产趋向大型专用化。
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随堂练习
1、什么是高分子材料的老化现象？ 2、简述热稳定剂用于PVC的作用原理。 3、消除高分子材料静电的方法有哪些？
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如 如
如
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4.2.2 增塑机理
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4.2.3 对增塑剂性能的基本要求
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思考题
• 1、增塑剂的相容性和塑化效率有什么区别？是否 增塑剂对聚合物的相容性越好，塑化效率就越高？
• 2、增塑剂的耐寒性与什么有关？什么结构的增塑 剂耐寒性比较好？
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的 在
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4.1.5 助剂发展概况
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• 4.1 概述 • 4.2 增塑剂 • 4.3 阻燃剂 • 4.4 抗氧剂 • 4.5 热稳定剂 • 4.6 发泡剂 • 4.7 抗静电剂 • 4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
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3、PVC加工厂中增塑剂烟雾的处理 通过过滤手段将空气中飞散的增塑剂烟雾捕获下
来，常用的设备有：喷水式过滤器、离心式过滤器 、吸附式过滤器和静电式过滤器。
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4.2.9
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苯酐
R
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--间歇法生产DOP
• 1、原料是什么？比例是多少？ • 2、使用什么催化剂？含量是多少？ • 3、反应温度、压力和时间分别是多少？ • 4、间歇法生产有什么优缺点？
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4.4 抗氧剂（防老剂）
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如何才能防止老化呢？
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分类：
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4.4.2 氧化和抗氧的基本原理
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4.4.3 抗氧剂的选用原则
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回答下列问题：
• 1、抗氧剂的溶解性表现在哪些方面？ • 2、抗氧剂的挥发性取决于什么因素？如何影响挥
般应注意哪些影响因素？
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目录
• 4.1 概述 • 4.2 增塑剂 • 4.3 阻燃剂 • 4.4 抗氧剂 • 4.5 热稳定剂 • 4.6 发泡剂 • 4.7 抗静电剂 • 4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
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央视大火
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上海卷烟厂建筑工地起火
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• 4.1 概述 • 4.2 增塑剂 • 4.3 阻燃剂 • 4.4 抗氧剂 • 4.5 热稳定剂 • 4.6 发泡剂 • 4.7 抗静电剂 • 4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
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4.7 抗静电剂
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材料摩擦后产生静电的正负电顺序：
与高聚物有很好的相容性。
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4.4.6 抗氧剂生产工艺实例
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（2）连续法生产工艺流程
ห้องสมุดไป่ตู้
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目录
• 4.1 概述 • 4.2 增塑剂 • 4.3 阻燃剂 • 4.4 抗氧剂 • 4.5 热稳定剂 • 4.6 发泡剂 • 4.7 抗静电剂 • 4.8 塑料助剂生产现状及发展动向
发性？ • 3、谈谈胺类抗氧剂和酚类抗氧化剂的区别，以及
他们的应用。 • 4、选择抗氧剂时应该考虑哪些因素？ • 5、抗氧剂的用量取决于哪些因素？
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4.4.4 各类抗氧剂简介
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