第四章合成材料助剂精品PPT课件
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（2）规律:两者的相容性取决与它们结构的相似性。【对无机 助剂，则要求助剂细度小、分散性好，具有良好的非均相分 散。】
（3）稳定性：主要考虑它们个自的性质。如PVC分解呈酸性， 会使一些助剂分解；反过来，一些助剂也会加速聚合物的降解， 均会影响到两者的稳定性。
2.助剂的耐久性 （1）助剂损失的途径 三大途径：挥发、抽出、迁移 抽出性：助剂能够被水，油或溶剂抽出的性质。【类似“溶
1.定义 凡添加至聚合物体系中能使聚合物玻璃化温度降
低，塑性增加，使之易与加工的物质均可以叫增 塑剂。
2.分类 （1）按相容性差异分:主增塑剂，辅助增塑剂 （2）按作用方式分:内增塑剂，外增塑剂 （3）按分子量差异分:单体型，聚合物型 （4）按应用特性分:通用型，特殊型
※【玻璃化温度】※
范氏作用力【弱，几十个纳米】 静电引力：极性分子间 诱导力：极性分子间 色散力：极性，非极性
塑化作用
用邻苯二甲酸酯类塑化聚氯乙烯为例来说明。
PVC的各链节由于有氯原子存在是有极性的，它们的 分子链相互吸引在一起，当加热时，其分子链的热运 动就变得激烈起来，削弱了分子链间的作用力，分子 链间的间隔也有所增加。此时，增理剂分子就有可能 钻到PVC的分子链间隔中，PVC的极性部分和增塑剂 的极性部分相互作用，这样，新形成的PVC——增塑 剂体系即使冷却后，增塑剂的极性分子也仍留在原来 的位置上，从而妨碍了PVC分子链之间的接近，使分 子链的微小热运动变得比较容易，于是PVC就变成柔 软的塑料了。
解”】 迁移性：一种材料中的助剂转移到另一种与其接触的材料上
的性质。【类似“萃取”】 （2）规律 挥发性取决于助剂本身的结构:邻苯二甲酸二丁酯，分子量小，
挥发性较二辛脂大得多。 抽出性与助剂在不同介质的溶解度直接相关。 迁移与助剂在不同的聚合物中的溶解度有关
3.助剂对加工条件的适应性 即耐Βιβλιοθήκη Baidu性与它对加工设备的腐蚀性。【加工过
4.2.3对增塑剂性能的基本要求
1.增塑剂与聚合物有良好的相容性 相容性：指两者处于稳定状态下相互掺混的性能，这是其最
主要的条件。
2.塑化效率高 （1）概念 指使树脂达到某一柔软程度的用量。它是一个相对比较值，
以对PDVOCP的为η基值准。，即ηDOP=33.5，下页的表列出了几种增塑剂 （2）相对效率比值 指塑化同一种树脂，达到相同柔韧度，某一增塑剂与DOP塑
以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作增塑剂来型化 PVC为例：在升高温度时，DBP分子插入到 PVC的分子链间，DBP的酯型偶极与PVC的偶 极相互作用而使DBP的苯环极化，这样，DBP 与PVC就结合在一起。由于DBP非极性部分的 亚甲基链不极化，它夹在PVC的分子链间，削 弱了PVC分子间力，使PVC分子链的移动容易 了。由此可见，一般增塑剂分子内部必须含有 能与极性聚合物相互作用的极性部分和不与聚 合物作用的非极性部分。
化 效 率 的 比 值 。 以 DOP 的 η 相 对 ， DOP =1.0 ， η 相 对 ， DBP =28.5/33.5=0.81
η相对＞1.0，对DOP而言是较差的增塑剂 η相对＜1.0，对DOP而言是较好的增塑剂
第四章 合成材料助剂
4.1概述
4.1.1定义，类别
1. 定义：是指某些材料与产品在生产、加工或使用过程中所需添加 的各种辅助化学品。
2.作用：改善生产和提高产品性能。 3.分类
按功能可以分为以下六类：
抗老化:抗氧剂，光热稳定剂等
改善机械性能:交联剂，偶联剂，填充剂等
改善加工性能:润滑剂，软化剂等
非晶高聚物按温度区域划分为三种
力学状态: 玻璃态、高弹态、粘流态
形 变玻
高
粘
玻璃态:外加作用下变形很小，性状
璃
弹
流
刚硬，如硬塑制品。这时整个分子链
态
态
态
和链段都处于被冻结的状态，难以活
动。
Tg
玻璃化
Tf 温 度
粘流
高弹态:温度较高时，体系粘度下降，
温 度 温度
整个分子链不能运动，但链段可以运
图 非晶高聚合物三种力学状态
柔软，轻质化:增塑剂，发泡剂等
改善表面性能与外观:着色剂，抗静电剂等
阻燃作用:阻燃剂，烟雾抑制剂等
助剂的用量一般较小，但它的作用很大，它可以使某些性能有较大 缺陷或加工很困难而几乎失去使用价值的聚合物变成宝贵的材料。 几乎所用的合成材料都需要助剂。若无助剂，许多和成材料将失去 实用价值，因而助剂和聚合物是相互依存的关系。
程中补分解、挥发与升华】
4.助剂必须适合产品的最终用途 其选择受到产品最终用途的制约，尽量选择适
合产品最终用途的助剂。【如毒性、用量、外 观、气味、污染性】
5.助剂配和中的协同作用与相抗作用 不同助剂之间增效，即协同作用，是聚合物配
方的主要研究目的，尽量避免相抗作用。
4.2增塑剂 4.2.1概念
4.1.2 助剂在应用时的几个注意问题
1.助剂与聚合物的配伍性
（1）配伍性---指聚合物与助剂之间的相容性以及在稳定性方 面的相互影响。
助剂一般须在制品中长期稳定，均匀地存在，以发挥其应有的 效能，这就要求助剂与聚合物之间有良好的相容性，如果相容
性不好，助剂就易于析出。【固体助剂析出为“喷霜”，液 体析出为“渗出”或“出汗”。】
动，外力作用下可产生较大的变形，外力解除，形变恢复。如 橡胶，柔软而富有弹性.
粘流态:温度进一步升高，粘度更低，整个分子链可发生重心 的移动，外力作用下，产生粘流形变。
玻璃态温度是指玻璃态向高弹态转变的温度，是高分子链段 从冻结到运动的一个转变温度。
4.2.2 增塑机理
分子间力包括：范氏作用力【弱，几十个纳 米】与氢键【强】
COOCH2CH2CH2CH3
COOCH2CH2CH2CH3
极性部分 非极性部分
DBP的结构图
+- +- +- +- +-
-+ -+ -+
-+
PVC分子链
增塑剂分子
增塑剂塑化PVC的模拟图
增塑机理
总的来说是削弱了聚和物分子间力，从 而增加了聚和物分子链的移动性，降低 其分子链的结晶性，即增加了聚合物的 塑性，表现为聚合物的硬度，软化温度 与玻璃化温度的下降，而伸长，曲扰性 与柔韧性提高。
（3）稳定性：主要考虑它们个自的性质。如PVC分解呈酸性， 会使一些助剂分解；反过来，一些助剂也会加速聚合物的降解， 均会影响到两者的稳定性。
2.助剂的耐久性 （1）助剂损失的途径 三大途径：挥发、抽出、迁移 抽出性：助剂能够被水，油或溶剂抽出的性质。【类似“溶
1.定义 凡添加至聚合物体系中能使聚合物玻璃化温度降
低，塑性增加，使之易与加工的物质均可以叫增 塑剂。
2.分类 （1）按相容性差异分:主增塑剂，辅助增塑剂 （2）按作用方式分:内增塑剂，外增塑剂 （3）按分子量差异分:单体型，聚合物型 （4）按应用特性分:通用型，特殊型
※【玻璃化温度】※
范氏作用力【弱，几十个纳米】 静电引力：极性分子间 诱导力：极性分子间 色散力：极性，非极性
塑化作用
用邻苯二甲酸酯类塑化聚氯乙烯为例来说明。
PVC的各链节由于有氯原子存在是有极性的，它们的 分子链相互吸引在一起，当加热时，其分子链的热运 动就变得激烈起来，削弱了分子链间的作用力，分子 链间的间隔也有所增加。此时，增理剂分子就有可能 钻到PVC的分子链间隔中，PVC的极性部分和增塑剂 的极性部分相互作用，这样，新形成的PVC——增塑 剂体系即使冷却后，增塑剂的极性分子也仍留在原来 的位置上，从而妨碍了PVC分子链之间的接近，使分 子链的微小热运动变得比较容易，于是PVC就变成柔 软的塑料了。
解”】 迁移性：一种材料中的助剂转移到另一种与其接触的材料上
的性质。【类似“萃取”】 （2）规律 挥发性取决于助剂本身的结构:邻苯二甲酸二丁酯，分子量小，
挥发性较二辛脂大得多。 抽出性与助剂在不同介质的溶解度直接相关。 迁移与助剂在不同的聚合物中的溶解度有关
3.助剂对加工条件的适应性 即耐Βιβλιοθήκη Baidu性与它对加工设备的腐蚀性。【加工过
4.2.3对增塑剂性能的基本要求
1.增塑剂与聚合物有良好的相容性 相容性：指两者处于稳定状态下相互掺混的性能，这是其最
主要的条件。
2.塑化效率高 （1）概念 指使树脂达到某一柔软程度的用量。它是一个相对比较值，
以对PDVOCP的为η基值准。，即ηDOP=33.5，下页的表列出了几种增塑剂 （2）相对效率比值 指塑化同一种树脂，达到相同柔韧度，某一增塑剂与DOP塑
以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作增塑剂来型化 PVC为例：在升高温度时，DBP分子插入到 PVC的分子链间，DBP的酯型偶极与PVC的偶 极相互作用而使DBP的苯环极化，这样，DBP 与PVC就结合在一起。由于DBP非极性部分的 亚甲基链不极化，它夹在PVC的分子链间，削 弱了PVC分子间力，使PVC分子链的移动容易 了。由此可见，一般增塑剂分子内部必须含有 能与极性聚合物相互作用的极性部分和不与聚 合物作用的非极性部分。
化 效 率 的 比 值 。 以 DOP 的 η 相 对 ， DOP =1.0 ， η 相 对 ， DBP =28.5/33.5=0.81
η相对＞1.0，对DOP而言是较差的增塑剂 η相对＜1.0，对DOP而言是较好的增塑剂
第四章 合成材料助剂
4.1概述
4.1.1定义，类别
1. 定义：是指某些材料与产品在生产、加工或使用过程中所需添加 的各种辅助化学品。
2.作用：改善生产和提高产品性能。 3.分类
按功能可以分为以下六类：
抗老化:抗氧剂，光热稳定剂等
改善机械性能:交联剂，偶联剂，填充剂等
改善加工性能:润滑剂，软化剂等
非晶高聚物按温度区域划分为三种
力学状态: 玻璃态、高弹态、粘流态
形 变玻
高
粘
玻璃态:外加作用下变形很小，性状
璃
弹
流
刚硬，如硬塑制品。这时整个分子链
态
态
态
和链段都处于被冻结的状态，难以活
动。
Tg
玻璃化
Tf 温 度
粘流
高弹态:温度较高时，体系粘度下降，
温 度 温度
整个分子链不能运动，但链段可以运
图 非晶高聚合物三种力学状态
柔软，轻质化:增塑剂，发泡剂等
改善表面性能与外观:着色剂，抗静电剂等
阻燃作用:阻燃剂，烟雾抑制剂等
助剂的用量一般较小，但它的作用很大，它可以使某些性能有较大 缺陷或加工很困难而几乎失去使用价值的聚合物变成宝贵的材料。 几乎所用的合成材料都需要助剂。若无助剂，许多和成材料将失去 实用价值，因而助剂和聚合物是相互依存的关系。
程中补分解、挥发与升华】
4.助剂必须适合产品的最终用途 其选择受到产品最终用途的制约，尽量选择适
合产品最终用途的助剂。【如毒性、用量、外 观、气味、污染性】
5.助剂配和中的协同作用与相抗作用 不同助剂之间增效，即协同作用，是聚合物配
方的主要研究目的，尽量避免相抗作用。
4.2增塑剂 4.2.1概念
4.1.2 助剂在应用时的几个注意问题
1.助剂与聚合物的配伍性
（1）配伍性---指聚合物与助剂之间的相容性以及在稳定性方 面的相互影响。
助剂一般须在制品中长期稳定，均匀地存在，以发挥其应有的 效能，这就要求助剂与聚合物之间有良好的相容性，如果相容
性不好，助剂就易于析出。【固体助剂析出为“喷霜”，液 体析出为“渗出”或“出汗”。】
动，外力作用下可产生较大的变形，外力解除，形变恢复。如 橡胶，柔软而富有弹性.
粘流态:温度进一步升高，粘度更低，整个分子链可发生重心 的移动，外力作用下，产生粘流形变。
玻璃态温度是指玻璃态向高弹态转变的温度，是高分子链段 从冻结到运动的一个转变温度。
4.2.2 增塑机理
分子间力包括：范氏作用力【弱，几十个纳 米】与氢键【强】
COOCH2CH2CH2CH3
COOCH2CH2CH2CH3
极性部分 非极性部分
DBP的结构图
+- +- +- +- +-
-+ -+ -+
-+
PVC分子链
增塑剂分子
增塑剂塑化PVC的模拟图
增塑机理
总的来说是削弱了聚和物分子间力，从 而增加了聚和物分子链的移动性，降低 其分子链的结晶性，即增加了聚合物的 塑性，表现为聚合物的硬度，软化温度 与玻璃化温度的下降，而伸长，曲扰性 与柔韧性提高。