第四章合成材料助劑

合成材料助劑在合成材料與產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它是用以改善生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品性能而添加的輔助化學(xué)品，簡(jiǎn)稱助劑。其作用不可小覷，能顯著提升產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

大部分助劑在加工過程中加入材料或產(chǎn)品，正因如此，助劑也常被稱作添加劑或配合劑。這一名稱的轉(zhuǎn)換，實(shí)則反映了助劑在材料加工流程中的關(guān)鍵地位。在實(shí)際應(yīng)用里，助劑能有效提升材料性能，為生產(chǎn)提供諸多便利。

合成材料助劑是合成材料生產(chǎn)與加工中不可或缺的一部分，對(duì)改善工藝、提高產(chǎn)品性能意義重大。了解助劑的定義與特性，有助于更好地運(yùn)用它，提升合成材料的品質(zhì)與生產(chǎn)效率。

合成材料助劑依據(jù)功能可進(jìn)行細(xì)致分類。先看抗老化作用的穩(wěn)定化助劑，如抗氧劑、光穩(wěn)定劑等，它們就像忠誠(chéng)的衛(wèi)士，能有效抵御自然環(huán)境對(duì)合成材料的侵蝕，防止材料過早老化，延長(zhǎng)其使用壽命。

改善機(jī)械性能的助劑，像硫化劑、硫化促進(jìn)劑等則是提升材料機(jī)械性能的主力軍。它們能讓材料的強(qiáng)度、韌性等關(guān)鍵指標(biāo)得到顯著改善，讓合成材料更堅(jiān)韌耐用。

改善加工性能的助劑，如潤(rùn)滑劑、脫模劑等，如同技藝高超的工匠助手，能顯著降低材料加工過程的難度與阻力，讓加工流程更加順暢、高效。

柔軟化和輕質(zhì)化助劑，例如發(fā)泡劑，能賦予材料更輕盈、柔軟的特性，在一些對(duì)重量和舒適度有要求的應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

阻燃添加劑，包括阻燃劑、煙霧抑制劑等，是保障安全的重要防線，能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)有效阻止火勢(shì)蔓延，減少煙霧產(chǎn)生，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

改進(jìn)表面性能和外觀的助劑，如抗靜電劑、防霧滴劑等，不僅能提升材料的功能性，還能讓材料的外觀更加美觀、吸引人，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

總之，不同功能的合成材料助劑在各自領(lǐng)域發(fā)揮著獨(dú)特且重要的作用，共同推動(dòng)著合成材料行業(yè)的發(fā)展。

助劑在合成材料中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，能從根本上改變材料的性能和加工特性。以聚丙烯為例，它本是極易老化的合成樹脂，純聚丙烯薄片在150℃下僅0.5小時(shí)就會(huì)脆化，失去使用價(jià)值。但添加適量抗氧劑和穩(wěn)定劑后，就能在相同溫度下經(jīng)受2000小時(shí)的老化考驗(yàn)，使聚丙烯成為寶貴的通用塑料。這充分體現(xiàn)了助劑對(duì)材料穩(wěn)定性和耐用性的提升作用。

在纖維染整過程中，表面活性劑的添加同樣意義重大。它能適應(yīng)各種纖維染整加工工藝的不同要求，具備洗滌、乳化、潤(rùn)濕等多種功能。這表明助劑可以拓展材料的應(yīng)用范圍，滿足多樣化的工業(yè)需求。

再看丁苯橡膠，僅含2份硫黃時(shí)，在145℃下完全硫化需600分鐘左右。而加入1份硫化促進(jìn)劑CZ后，完全硫化時(shí)間可縮短至40分鐘。這說明助劑能夠顯著提高材料的加工效率，降低生產(chǎn)成本。

綜上所述，助劑在合成材料中的作用不可小覷，無論是改善材料性能、拓展應(yīng)用范圍，還是提高加工效率，都有著巨大的潛力和價(jià)值。

在應(yīng)用合成材料助劑時(shí)，有幾個(gè)關(guān)鍵問題需要注意。首先是配伍性，它包括相容性和穩(wěn)定性。若助劑配伍性不佳，可能出現(xiàn)噴霜、出汗現(xiàn)象，這不僅影響產(chǎn)品外觀，還會(huì)降低產(chǎn)品性能和使用壽命。

其次是耐久性。助劑可能會(huì)出現(xiàn)揮發(fā)、抽出、遷移等情況，這會(huì)使助劑的功效逐漸降低，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以，在選擇助劑時(shí)，要充分考慮其耐久性，確保產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用過程中性能穩(wěn)定。

對(duì)加工條件的適應(yīng)性也很重要，其中耐熱性是最主要的。助劑在加熱條件下應(yīng)不分解、不易揮發(fā)和升華，否則會(huì)影響加工過程和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，還要注意助劑對(duì)模具和加工設(shè)備的腐蝕作用，避免對(duì)設(shè)備造成損害。

適應(yīng)產(chǎn)品的最終用途同樣不可忽視。不同用途的制品對(duì)助劑的外觀、氣味、污染性、耐久性、電氣性能、熱性能、耐候性、毒性等都有特定要求。例如，食品包裝材料對(duì)助劑的毒性要求極高，必須確保其符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

最后是協(xié)同作用和相抗作用。合理利用助劑之間的協(xié)同作用，可以提高產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率；而避免助劑之間的相抗作用，則能防止產(chǎn)品質(zhì)量下降。

在合成材料助劑的領(lǐng)域中，增塑劑是極為重要的一類。增塑劑的定義可以從兩個(gè)角度來看待。

從聚合物體系的角度而言，凡是能夠添加到聚合物體系里，讓聚合物體系增加塑性的物質(zhì)，都可稱作增塑劑。聚合物體系有其自身復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，而增塑劑的加入就像是給原本略顯“僵硬”的聚合物體系注入了新的活力，讓它變得更加柔軟、靈活，塑性得以顯著提升。

從橡塑材料的角度來說，能添加到橡塑材料中，使橡塑材料的玻璃化溫度降低，進(jìn)而增加其塑性，讓加工過程變得更為容易的助劑，就是增塑劑。這就好比是給一些不太容易加工成型的橡塑材料穿上了一層“順滑的外衣”，降低了材料分子之間的束縛力，讓其在加工時(shí)可以更加順暢地變形和塑化。

增塑劑的這兩種定義，為我們清晰地指明了其在不同材料體系中的功能和價(jià)值，后續(xù)我們?cè)谔接懺鏊軇┑姆诸?、機(jī)理以及應(yīng)用時(shí)，也都將基于這些基本定義展開。

增塑劑的分類有多種方式，每種分類方式都從不同角度反映了增塑劑的特性。從相容性來看，可分為主增塑劑和輔助增塑劑。主增塑劑具有較強(qiáng)的滲透能力，不僅能進(jìn)入樹脂分子鏈的無定型區(qū)，還能進(jìn)入分子鏈的結(jié)晶區(qū)，這使得它在改善聚合物性能方面發(fā)揮著重要作用。

按作用方式劃分，有內(nèi)增塑劑和外增塑劑。內(nèi)增塑劑通常是在聚合物合成過程中引入的，它與聚合物分子鏈形成化學(xué)鍵，從而改變聚合物的性質(zhì)；外增塑劑則是在聚合物加工過程中添加的，通過物理混合的方式與聚合物相互作用。

從分子量角度，增塑劑可分為單體型和聚合物型。單體型增塑劑分子量較小，具有較好的流動(dòng)性和溶解性；聚合物型增塑劑分子量較大，通常具有更好的耐久性和穩(wěn)定性。

依據(jù)應(yīng)用特性，可分為通用型和特殊型。特殊型增塑劑除了具有增塑作用外，還具備其他特殊功能。比如脂肪酸二元酸酯類具有良好的低溫柔曲性能，被稱為耐寒增塑劑；磷酸酯類有阻燃性能，稱為阻燃增塑劑。

現(xiàn)在我們來探討增塑機(jī)理，這可以從兩個(gè)關(guān)鍵方面進(jìn)行考量。其一為聚合物分子間作用力，這里面包含范德華力和氫鍵。范德華力是分子間普遍存在的一種作用力，它對(duì)聚合物分子的聚集狀態(tài)有著重要影響。而氫鍵則是一種較強(qiáng)的分子間相互作用，它的存在會(huì)使聚合物分子間的結(jié)合更為緊密。這些分子間作用力在很大程度上決定了聚合物的物理性質(zhì)和加工性能。

其二是結(jié)晶性。聚合物的結(jié)晶性指的是聚合物分子鏈排列形成有序結(jié)構(gòu)的能力。結(jié)晶度的高低會(huì)影響聚合物的硬度、強(qiáng)度、熔點(diǎn)等性能。結(jié)晶性好的聚合物通常具有較高的硬度和強(qiáng)度，但加工性能可能會(huì)受到一定影響。

為了更直觀地理解增塑機(jī)理，我們以鄰苯二甲酸二丁酯為例。這里的“+”和“－”代表著分子間的電荷分布情況。鄰苯二甲酸二丁酯分子通過與聚合物分子間的相互作用，改變了聚合物分子間的作用力和結(jié)晶性。它可以插入到聚合物分子鏈之間，削弱分子間的范德華力和氫鍵，降低聚合物的結(jié)晶度，從而使聚合物變得更加柔軟、易于加工，實(shí)現(xiàn)增塑的效果。

理想增塑劑的要求涵蓋多個(gè)方面，這些要求共同保障了增塑劑在實(shí)際應(yīng)用中的性能和安全性。

首先，增塑劑與聚合物需具備良好的相溶性，如此才能均勻分散在聚合物體系中，充分發(fā)揮增塑作用。塑化效率高也是關(guān)鍵，能以較少的用量達(dá)到理想的增塑效果。低揮發(fā)性可確保在使用過程中，增塑劑不會(huì)輕易揮發(fā)，保證制品性能的穩(wěn)定性。

耐寒性好能使制品在低溫環(huán)境下仍保持良好的柔韌性和可塑性。耐老化性和耐久性佳，則可延長(zhǎng)制品的使用壽命。電絕緣性好能滿足電氣領(lǐng)域制品的安全需求。具有難燃性能則可提高制品的防火安全性。

從使用體驗(yàn)和安全性來講，理想增塑劑應(yīng)盡可能無色、無臭、無味、無毒，避免對(duì)環(huán)境和人體造成不良影響。耐霉菌性好能防止制品在潮濕環(huán)境下發(fā)霉變質(zhì)。配置增塑劑糊的黏度穩(wěn)定性好，有助于保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。良好的耐化學(xué)藥品和耐污染性好，可使制品在不同化學(xué)環(huán)境和污染條件下保持性能穩(wěn)定。

最后，價(jià)格低廉能降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。只有滿足這些要求，增塑劑才能在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。第10頁

增塑劑的結(jié)構(gòu)與性能緊密相連，存在著諸多微妙且重要的關(guān)系。首先，增塑劑在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出相似性，其極性部分的酯型結(jié)構(gòu)值得關(guān)注。酯基具有相當(dāng)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，能讓增塑劑與其他物質(zhì)展現(xiàn)出良好的相容性；而環(huán)氧基則賦予了增塑劑出色的耐熱性。

接著看其非極性部分，主要由亞甲基鏈和烷基構(gòu)成。隨著直鏈烷基碳原子數(shù)不斷增加，增塑劑的耐寒性和耐揮發(fā)性會(huì)顯著提高。然而，這會(huì)導(dǎo)致其相容性和塑化效率有所下降。另一方面，當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)，支鏈結(jié)構(gòu)的增塑劑在塑化效率、耐寒性、耐老化性和耐揮發(fā)性等性能表現(xiàn)上，均不如直鏈結(jié)構(gòu)的增塑劑。

除了這些，非極性部分與極性部分的比例也會(huì)對(duì)增塑劑性能造成影響。并且，增塑劑的分子量大小同樣不容忽視，存在一個(gè)300－500的標(biāo)準(zhǔn)分子量范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，增塑劑的各項(xiàng)性能能達(dá)到較好的平衡，從而更好地發(fā)揮其作用。在實(shí)際應(yīng)用中，我們只有全面了解這些關(guān)系，才能更精準(zhǔn)地選擇和使用增塑劑。第11頁

在增塑劑的眾多品類中，苯二甲酸酯類增塑劑是當(dāng)之無愧的“主角”，它占據(jù)了增塑劑總量的80%-85%，可謂產(chǎn)量和用量雙高。這類增塑劑為何能如此重要呢？主要在于它擁有諸多優(yōu)勢(shì)。相溶性好且適用性廣，意味著它能與多種材料完美融合，應(yīng)用場(chǎng)景極為豐富；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，保障了產(chǎn)品在復(fù)雜環(huán)境下的性能；生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，極大地提高了生產(chǎn)效率；原料易得且成本低，使得它在市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。由于這些優(yōu)點(diǎn)，它屬于通用增塑劑，常被用做主增塑劑。

苯二甲酸酯類增塑劑還有不少獨(dú)特的特點(diǎn)。色澤淺說明它不會(huì)過多影響產(chǎn)品外觀；毒性低保障了使用時(shí)的安全性；電性能好適用于對(duì)電氣性能有要求的領(lǐng)域；揮發(fā)性小意味著它不會(huì)輕易揮發(fā)散失；氣味少提升了使用體驗(yàn)；耐低溫性能則讓它在寒冷環(huán)境下也能穩(wěn)定發(fā)揮作用。

鄰苯二甲酸酯類是苯二甲酸酯類增塑劑中的主要品種，包括鄰苯二甲酸酯二辛酯（DOP）、鄰苯二甲酸酯丁基芐基酯（BBP）、鄰苯二甲酸酯二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸酯二異葵酯（DIDP）、鄰苯二甲酸酯二庚酯（DHP）和鄰苯二甲酸酯二異壬酯（DINP）等。這些不同的品種在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)根據(jù)需求發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。第12頁

接下來介紹脂肪酸酯類增塑劑。這類增塑劑多為低溫增塑劑，不過它與聚氯乙烯的相容性較差，這一特性決定了它只能作為耐寒的副增塑劑，常與鄰苯二甲酸酯類并用。

脂肪酸酯類的主要品種有己二酸二辛酯（DOA）、葵二酸二丁酯（DBS）、壬二酸二辛酯（DOZ）和葵二酸二辛酯（DOS）。其中，DOA的性能較為突出，它的耐寒性和塑化效率優(yōu)于常用的鄰苯二甲酸酯二辛酯（DOP），能賦予制品優(yōu)良的低溫柔軟性，還具備一定的光熱穩(wěn)定性和耐水性。而且DOA無毒，這一優(yōu)點(diǎn)使它可以用于食品包裝材料?；谶@些特性，DOA多作為主增塑劑用于耐寒的農(nóng)業(yè)用薄膜、電線、薄板、人造革、戶外用水管和冷凍食品的包裝薄膜等，開拓了脂肪酸酯類增塑劑的應(yīng)用范圍。第13頁

多元醇酯類增塑劑，主要由二元醇、三元醇、四元醇與飽和脂肪酸或苯酸反應(yīng)生成。這類增塑劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可細(xì)分為四種，每種都有獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)。

二元醇脂肪酸酯在低溫環(huán)境下表現(xiàn)出色，能讓材料在低溫中保持良好的柔韌性和可塑性，這使得它在一些對(duì)低溫性能要求高的應(yīng)用場(chǎng)景中不可或缺。

雙季戊四醇酯則以其優(yōu)良的耐熱、耐老化和耐抽出性能聞名。耐熱性保證了材料在高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；耐老化性延長(zhǎng)了材料的使用壽命；耐抽出性則防止了增塑劑從材料中析出，保證了材料性能的持久穩(wěn)定。

二元醇（或多縮二元醇）苯甲酸酯具有良好的抗污染性能，能有效抵御外界污染物質(zhì)的侵蝕，使材料保持清潔和性能穩(wěn)定，在對(duì)清潔度和穩(wěn)定性要求較高的領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。

甘油三乙酸酯的最大亮點(diǎn)是無毒，這一特性使它在食品包裝、醫(yī)療用品等對(duì)安全性要求極高的領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，能確保產(chǎn)品在使用過程中不會(huì)對(duì)人體健康造成危害。第14頁

磷酸酯類增塑劑在工業(yè)應(yīng)用中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。它與大多數(shù)樹脂都能良好相容，還具備顯著的阻燃作用，集增塑與阻燃功能于一身，并且揮發(fā)性低、耐久性好。不過，其也存在有毒且價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)。

從化學(xué)結(jié)構(gòu)上，磷酸酯類可分為磷酸三烷基酯、磷酸三芳基酯、磷酸烷基芳基酯和含氯磷酸酯四類。不同結(jié)構(gòu)的磷酸酯類，性能表現(xiàn)也有所差異。芳香族磷酸酯低溫性能欠佳，而脂肪族磷酸酯低溫性能良好，但熱穩(wěn)定性較差，并且抽出性不如芳香族磷酸酯。

綜合來看，磷酸酯類增塑劑憑借其良好的相容性和阻燃性，在一些對(duì)阻燃有要求的領(lǐng)域有應(yīng)用價(jià)值。然而，其毒性和較高的價(jià)格限制了它的廣泛使用。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的需求和場(chǎng)景，權(quán)衡其優(yōu)缺點(diǎn)，合理選擇使用。第15頁

磷酸酯類增塑劑有多種主要品種，包括磷酸三苯甲酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯和磷酸二苯一辛酯。這些品種在工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用中各有特點(diǎn)和用途。

磷酸酯類增塑劑的生產(chǎn)方法主要有兩種。熱法即POCl?法，是讓脂肪醇和三氯氧磷在低溫液相進(jìn)行酯化反應(yīng)，并且使用鋁、鎂、鈦或錫的氧化物作為催化劑。這種方法能保證反應(yīng)的順利進(jìn)行，生成符合要求的增塑劑產(chǎn)品。

冷法也就是PCl?法，是苯酚或烷基酚與三氯化磷于低溫下進(jìn)行酯化。冷法具有生產(chǎn)成本更低的顯著優(yōu)勢(shì)，在成本控制方面表現(xiàn)出色。這兩種生產(chǎn)方法各有優(yōu)劣，企業(yè)可以根據(jù)自身的生產(chǎn)需求、成本預(yù)算等因素來合理選擇合適的生產(chǎn)方法，以實(shí)現(xiàn)效益的最大化。第16頁

接下來我們具體看一下磷酸三（2-乙基己）酯（OP）的生產(chǎn)工藝流程，這能讓我們更加直觀地了解它是如何制造出來的。

在這個(gè)流程中，三氯氧磷和2-乙基己酯是主要的原料。三氯氧磷與2-乙基己酯先進(jìn)行酯化反應(yīng)，這是整個(gè)流程的起始步驟。同時(shí)，四氯化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎﹨⑴c其中，來加快反應(yīng)速度，氮?dú)鈩t提供了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的反應(yīng)環(huán)境。酯化之后是減壓酯化，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行減壓處理以促進(jìn)反應(yīng)向生成目標(biāo)產(chǎn)物的方向進(jìn)行。然后是置換步驟，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)物的成分。之后經(jīng)過冷卻降低產(chǎn)物的溫度，使其穩(wěn)定。

在反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生氯化氫這種副產(chǎn)物。經(jīng)過冷卻后的產(chǎn)物，會(huì)依次進(jìn)行分解催化劑操作，利用氯化鈉來分解多余的催化劑；接著進(jìn)行中和，調(diào)整產(chǎn)物的酸堿度；然后水洗去除雜質(zhì)；再進(jìn)行減壓蒸餾，得到最終的成品。

整個(gè)生產(chǎn)工藝流程環(huán)節(jié)緊密相扣，每一步都對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量和純度起著關(guān)鍵作用。了解這個(gè)流程，有助于我們更好地把控生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。第17頁

環(huán)氧化物類增塑劑主要是含三元環(huán)氧基的化合物，在PVC材料中扮演著重要角色。它具有雙重功效，既能吸收PVC分解時(shí)放出的氯化氧，又能與PVC良好相容，因此兼具增塑劑和穩(wěn)定劑的功能。若與金屬鹽穩(wěn)定劑共同使用，其穩(wěn)定作用會(huì)更加顯著。

這類增塑劑具備一些突出的特點(diǎn)。耐候性和耐寒性表現(xiàn)較好，毒性也相對(duì)較小，這使得它在一些對(duì)環(huán)境適應(yīng)性和安全性有要求的領(lǐng)域有應(yīng)用潛力。然而，它也存在明顯的不足，比如耐揮發(fā)、耐溶劑和抽出性較差，除環(huán)氧化油以外的其他環(huán)氧增塑劑抗遷移性也不佳，這在一定程度上限制了它的使用范圍。

環(huán)氧化物類增塑劑常用的有三類，分別是環(huán)氧化油、環(huán)氧脂肪酸單酯和環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯。這三類在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中可能會(huì)有不同的表現(xiàn)，在實(shí)際使用時(shí)，需要根據(jù)具體的需求和產(chǎn)品特性，綜合考慮環(huán)氧化物類增塑劑的優(yōu)缺點(diǎn)，來判斷是否選擇以及如何選擇合適的類型。第18頁

聚酯類增塑劑是分子量處于800-8000之間的飽和二元酸與二元醇的縮聚產(chǎn)物，依據(jù)所用飽和二元酸的不同，可細(xì)分為戊二酸類、己二酸類、壬二酸類等。

從性能特點(diǎn)來看，聚酯類增塑劑的塑化效率普遍較低，黏度較大，這使得其在加工過程中面臨一定挑戰(zhàn)，同時(shí)低溫性能也不盡如人意。然而，它具有顯著的優(yōu)勢(shì)，揮發(fā)性低意味著在使用過程中能減少物質(zhì)的散失，遷移性小可以保證增塑效果的穩(wěn)定性，并且具備出色的耐油和耐肥皂水抽出性能。這些特性決定了聚酯類增塑劑是一種耐久性極佳的增塑劑。

鑒于其塑化效率等方面的不足，聚酯類增塑劑通常不會(huì)單獨(dú)使用，而是與鄰苯二甲酸酯類主增塑劑配合使用。通過這種并用方式，既能發(fā)揮聚酯類增塑劑耐久性好的優(yōu)勢(shì)，又能借助鄰苯二甲酸酯類主增塑劑在塑化效率等方面的長(zhǎng)處，從而實(shí)現(xiàn)增塑效果的優(yōu)化。第19頁

前面介紹了磷酸酯類、環(huán)氧化物類、聚酯類等增塑劑，現(xiàn)在來看看其他常用的增塑劑。除了前面提及的幾類，含氯化合物類、石油酯類、檸檬酸類、偏苯三酸酯類等也是常用的增塑劑。

含氯化合物類增塑劑通常具有良好的阻燃性，能在一定程度上提高材料的安全性。石油酯類增塑劑來源廣泛，成本相對(duì)較低，在一些對(duì)成本敏感的領(lǐng)域有較大的應(yīng)用潛力。檸檬酸類增塑劑具有無毒、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在食品包裝、醫(yī)療用品等對(duì)安全性要求較高的行業(yè)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。偏苯三酸酯類增塑劑則具有揮發(fā)性低、耐久性好等特點(diǎn)，能使制品在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持良好的性能。

這些其他類型的增塑劑豐富了增塑劑的選擇范圍。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的使用場(chǎng)景和性能要求，從眾多增塑劑中挑選最合適的，以達(dá)到最佳的增塑效果和綜合性能。第20頁

增塑劑中即使存在微量雜質(zhì)，也會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生顯著影響。水分的存在會(huì)帶來諸多問題，它會(huì)降低增塑劑的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，這意味著在儲(chǔ)存過程中增塑劑更容易發(fā)生質(zhì)量變化。同時(shí)，水分還會(huì)增加酸值，而酸值的升高可能會(huì)導(dǎo)致增塑劑在后續(xù)使用中出現(xiàn)一系列不良反應(yīng)，影響其使用效果。

酸分的存在則會(huì)使增塑劑的熱穩(wěn)定性變差。在高溫環(huán)境下，熱穩(wěn)定性差的增塑劑可能會(huì)發(fā)生分解、揮發(fā)等現(xiàn)象，從而降低其增塑性能，影響塑料制品的質(zhì)量和使用壽命。

重金屬和無機(jī)物的影響也不容小覷。它們會(huì)促進(jìn)增塑劑的氧化分解，加速其老化過程。而且，這些雜質(zhì)還會(huì)降低增塑劑的體積電阻率，這對(duì)于一些對(duì)電學(xué)性能有要求的塑料制品來說，可能會(huì)導(dǎo)致其電學(xué)性能下降，無法滿足使用需求。

著色物質(zhì)雖然在幻燈片中未詳細(xì)說明其具體影響，但它可能會(huì)改變?cè)鏊軇┗蛩芰现破返耐庥^顏色，影響其視覺效果。如果應(yīng)用在對(duì)外觀有嚴(yán)格要求的產(chǎn)品中，這可能會(huì)是一個(gè)嚴(yán)重的問題。

低沸組分不僅會(huì)產(chǎn)生臭味，影響使用環(huán)境和使用者的體驗(yàn)，還會(huì)降低體積電阻值，對(duì)塑料制品的電學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，在增塑劑的生產(chǎn)和使用過程中，必須嚴(yán)格控制這些微量雜質(zhì)的含量。第21頁

在增塑劑的選擇上，需要進(jìn)行綜合考量，主要從增塑劑自身性能、市場(chǎng)情況以及制品的性能要求這幾個(gè)方面入手。

增塑劑自身性能是基礎(chǔ)。不同類型的增塑劑有著不同的特點(diǎn)，像環(huán)氧化物類耐候性和耐寒性較好，但耐揮發(fā)等性能較差；聚酯類揮發(fā)性低、遷移性小，但塑化效率低、黏度大。這些性能特點(diǎn)會(huì)直接影響到增塑劑在實(shí)際應(yīng)用中的效果。

市場(chǎng)情況也不容忽視。商品質(zhì)量有優(yōu)劣之分，質(zhì)量好的增塑劑在使用過程中可能會(huì)帶來更好的效果，但價(jià)格可能相對(duì)較高。供求情況則會(huì)影響到采購(gòu)的難易程度，如果市場(chǎng)上某種增塑劑供應(yīng)緊張，可能會(huì)影響到生產(chǎn)計(jì)劃。價(jià)格更是一個(gè)關(guān)鍵因素，在選擇增塑劑時(shí)，需要在價(jià)格和性能之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。

制品的性能要求是選擇增塑劑的重要依據(jù)。不同的制品對(duì)增塑劑有不同的性能要求，比如汽車內(nèi)裝飾材料要求增塑劑揮發(fā)性極低、有良好的低溫柔曲性等；PVC塑料作為食品包裝材料時(shí)，要求增塑劑無毒且耐久性好。只有綜合考慮這些因素，才能選出最適合的增塑劑。第22頁

在汽車內(nèi)裝飾材料領(lǐng)域，人造革的性能要求十分關(guān)鍵，這直接影響著增塑劑的選擇。由于其主要性能要求是優(yōu)良的不起霧性，所以我們需要采用揮發(fā)性極低且不產(chǎn)生霧的增塑劑。像鄰苯二甲酸二異葵酯、偏苯三酸酯、聚酯等就是很好的選擇，它們能夠替代鄰苯二甲酸二辛酯（DOP），以滿足不起霧的需求。

當(dāng)冬季溫度較低時(shí)，車內(nèi)裝飾材料的性能要求更為多樣。不僅要有良好的低溫柔曲性，還要具備較長(zhǎng)的使用壽命、耐紫外線穩(wěn)定性和耐燃性。為了達(dá)到阻燃要求，我們會(huì)使用部分磷酸酯增塑劑或三氧化二銻。這是因?yàn)檫@些增塑劑能夠在保證其他性能的同時(shí)，有效提高材料的阻燃性。

在防止紫外線輻射方面，加入足夠的顏料是最經(jīng)濟(jì)的辦法。這一措施簡(jiǎn)單易行，卻能在很大程度上保護(hù)車內(nèi)裝飾材料。此外，使用少量已二酸酯或葵二酸酯類增塑劑，還可以改善材料的耐低溫性能，讓車內(nèi)裝飾材料在低溫環(huán)境下依然保持良好的性能。通過這些增塑劑的合理選擇和使用，我們能夠確保汽車內(nèi)裝飾材料在不同環(huán)境下都能滿足相應(yīng)的性能要求。第23頁

在塑料制品的應(yīng)用中，PVC塑料用途廣泛，像食品包裝材料、冰箱密封墊、人造革制品等領(lǐng)域都有它的身影。而在這些應(yīng)用場(chǎng)景里，對(duì)增塑劑的選擇有著嚴(yán)格的要求，必須選用無毒且耐久性好的類型，比如聚酯、環(huán)氧大豆油、檸檬酸三丁酯等。

無毒是保障食品安全和人體健康的關(guān)鍵，耐久性則能確保制品在長(zhǎng)期使用中保持性能穩(wěn)定。然而，這些符合要求的增塑劑往往存在價(jià)格較貴的問題，這就極大地影響了它們的使用價(jià)值。

在實(shí)際的增塑劑選擇過程中，價(jià)格因素常常起到?jīng)Q定性作用。畢竟，企業(yè)在追求產(chǎn)品性能的同時(shí)，也需要考慮成本和經(jīng)濟(jì)效益。所以，對(duì)增塑劑的價(jià)格和性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。企業(yè)需要在確保制品性能可靠的基礎(chǔ)上，盡可能平衡成本，選擇最具性價(jià)比的增塑劑，以此實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量的雙贏。第24頁

在塑化物制品領(lǐng)域，當(dāng)需要某些突出性能時(shí)，常可在DOP基礎(chǔ)上組成新配方。以普通農(nóng)用薄膜為例，常規(guī)配方是100份PVC搭配50份DOP、2份穩(wěn)定劑和2.5份潤(rùn)滑劑。若要讓薄膜具備更好的耐熱耐光穩(wěn)定性與阻燃性，可從增塑劑角度進(jìn)行調(diào)整。

一方面，加入部分環(huán)氧大豆油取代部分DOP，能提升薄膜的熱-光穩(wěn)定性。這是因?yàn)榄h(huán)氧大豆油具有良好的熱穩(wěn)定性和耐光性，在一定程度上可以彌補(bǔ)DOP在這方面的不足，從而使薄膜在復(fù)雜的戶外環(huán)境中能保持更穩(wěn)定的性能。

另一方面，加入適量磷酸三甲苯酯（TCP）取代部分DOP可提高阻燃性。不過，加入TCP會(huì)使制品耐寒性下降。為解決這一問題，可以加入少量環(huán)氧油酸丁酯或直鏈鄰苯二甲酸酯，以此來彌補(bǔ)耐寒性的缺陷。這種調(diào)整配方的方式體現(xiàn)了在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不同性能需求靈活調(diào)配增塑劑的重要性，也展示了如何在多種性能之間尋求平衡。第25頁

我們進(jìn)入增塑劑生產(chǎn)工藝實(shí)例部分，聚焦鄰苯二甲酸酯的生產(chǎn)工藝主反應(yīng)。前面我們了解了增塑劑的雜質(zhì)影響、選擇要點(diǎn)等內(nèi)容，現(xiàn)在來到具體生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)。鄰苯二甲酸酯是一類常用增塑劑，其生產(chǎn)工藝的主反應(yīng)是整個(gè)生產(chǎn)過程的核心。主反應(yīng)的順利進(jìn)行與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。它決定了鄰苯二甲酸酯能否高效、穩(wěn)定地合成。而且，主反應(yīng)的條件控制，如溫度、壓力、催化劑等，會(huì)對(duì)反應(yīng)速率和產(chǎn)物純度產(chǎn)生顯著影響。我們?cè)谘芯亢蛢?yōu)化鄰苯二甲酸酯生產(chǎn)工藝時(shí)，必須深入剖析主反應(yīng)的機(jī)理和特性，以提高生產(chǎn)效率、降低成本、提升產(chǎn)品性能。接下來我們會(huì)詳細(xì)探討這個(gè)主反應(yīng)的具體情況。第26頁

前面我們了解了鄰苯二甲酸酯的主反應(yīng)，在生產(chǎn)過程中，僅僅關(guān)注主反應(yīng)是不夠的。本頁我們聚焦副反應(yīng)和中和步驟。副反應(yīng)會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，中和操作則是保證產(chǎn)品達(dá)到要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。接下來我們一起看看副反應(yīng)如何產(chǎn)生，中和又該怎么進(jìn)行。第27頁

現(xiàn)在聚焦到阻燃劑這一關(guān)鍵主題。阻燃劑在材料應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其性能直接關(guān)系到材料的安全性和實(shí)用性。從前面的內(nèi)容可知，不同的塑料制品對(duì)增塑劑有不同要求，而阻燃劑同樣因應(yīng)用場(chǎng)景不同存在多種分類和要求。

阻燃劑按組成可分為有機(jī)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑，按使用方法可分為添加型和反應(yīng)型。其基本要求包括不損害材料物理機(jī)械性能、分解溫度與聚合物熱分解溫度相適應(yīng)、具有耐久性、耐候性以及價(jià)格低廉等。了解阻燃劑的分類和基本要求，有助于我們根據(jù)具體需求選擇合適的阻燃劑，從而提高材料的阻燃性能，保障使用安全。第28頁

阻燃劑的分類和基本要求是我們了解阻燃劑的重要基礎(chǔ)。從分類來看，按組成可分為有機(jī)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑，這是基于其化學(xué)組成的本質(zhì)差異進(jìn)行劃分。有機(jī)阻燃劑通常具有較好的阻燃效果和加工性能，而無機(jī)阻燃劑則往往具有較高的熱穩(wěn)定性和安全性。按使用方法分類，有添加型和反應(yīng)型。添加型阻燃劑使用方便，可直接與材料混合；反應(yīng)型阻燃劑則是在材料合成過程中參與反應(yīng)，與材料形成化學(xué)鍵結(jié)合，具有更好的耐久性和穩(wěn)定性。

對(duì)于阻燃劑的基本要求，首先不能損害材料的物理機(jī)械性能，這是確保材料原有性能不受影響的關(guān)鍵。分解溫度要與聚合物熱分解溫度相適應(yīng)，只有這樣，阻燃劑才能在合適的時(shí)機(jī)發(fā)揮作用。耐久性和耐候性也是重要的考量因素，阻燃劑需要在長(zhǎng)期使用和不同環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的性能。此外，價(jià)格低廉這一要求，在實(shí)際應(yīng)用中能夠降低成本，提高阻燃劑的推廣和使用價(jià)值。綜合考慮這些分類和要求，有助于我們選擇更合適的阻燃劑，滿足不同材料和應(yīng)用場(chǎng)景的需求。第29頁

聚合物的燃燒過程是一個(gè)復(fù)雜且動(dòng)態(tài)的過程，深入理解這一過程對(duì)于研究阻燃劑等相關(guān)領(lǐng)域至關(guān)重要。當(dāng)聚合物受到熱的作用時(shí)，會(huì)經(jīng)歷一系列的物理和化學(xué)變化。

最初，固體狀態(tài)的聚合物在熱的影響下開始熔化和蒸發(fā)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w狀態(tài)。接著，液體進(jìn)一步分解，產(chǎn)生氣體。這個(gè)階段發(fā)生的氧化分解反應(yīng)十分關(guān)鍵，它為后續(xù)的燃燒提供了必要的條件。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，聚合物就會(huì)發(fā)生自燃，進(jìn)而進(jìn)入燃燒階段。

在整個(gè)燃燒過程中，熱起到了推動(dòng)作用，它促使聚合物不斷地從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。同時(shí)，我們還需關(guān)注可燃物燃燒時(shí)溫度隨時(shí)間的變化情況，這能幫助我們更好地把握燃燒的進(jìn)程和特點(diǎn)。通過對(duì)聚合物燃燒過程的研究，我們可以更有針對(duì)性地開發(fā)阻燃劑，從不同階段切斷燃燒的循環(huán)，從而達(dá)到阻燃的目的。第30頁

燃燒是一個(gè)復(fù)雜的過程，而阻燃就是要采取手段來阻止這個(gè)過程，主要有凝聚相機(jī)理、氣相機(jī)理和中斷熱交換機(jī)理這三種阻燃機(jī)理。

凝聚相機(jī)理是從根源上進(jìn)行阻燃，通過某些方式阻止可燃物發(fā)生熱分解。因?yàn)榭扇嘉镏挥袩岱纸夂蟛艜?huì)釋放出可燃性氣體，而這些可燃性氣體是燃燒的關(guān)鍵物質(zhì)。所以，阻止熱分解及釋放可燃性氣體，就像是給燃燒這個(gè)“鏈條”來了個(gè)“釜底抽薪”，從源頭上減少了燃燒發(fā)生的可能。

氣相機(jī)理則把阻燃的重點(diǎn)放在了已經(jīng)釋放出來的可燃性氣體上。即便凝聚相機(jī)理沒有完全阻止可燃性氣體的釋放，氣相機(jī)理能采取措施停止這些氣體的燃燒，就如同用水撲滅已經(jīng)燃起的火苗，阻止火勢(shì)進(jìn)一步蔓延。

中斷熱交換機(jī)理是從能量的角度來阻燃。我們知道，燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，而這些反應(yīng)熱又會(huì)繼續(xù)促進(jìn)可燃物的燃燒，形成一個(gè)惡性循環(huán)。中斷熱交換機(jī)理能阻止反應(yīng)熱反饋給可燃物，相當(dāng)于切斷了燃燒過程中的“能量供應(yīng)”，讓燃燒難以持續(xù)下去。

這三種阻燃機(jī)理相互配合，共同構(gòu)成了阻燃的有效防線，在不同的場(chǎng)景中發(fā)揮著重要作用。第31頁

阻燃過程可通過物理、化學(xué)方法切斷燃燒循環(huán)，其中脫水作用使有機(jī)物炭化是重要方式。以有機(jī)磷為例，它會(huì)經(jīng)歷一系列變化，從有機(jī)磷轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿?，再到偏磷酸，最終成為聚偏磷酸。這一過程蘊(yùn)含著化學(xué)轉(zhuǎn)化的奇妙，每一步轉(zhuǎn)變都在為阻燃發(fā)揮作用。

當(dāng)用磷酸鹽浸漬纖維素時(shí)，會(huì)引發(fā)脫水和交聯(lián)反應(yīng)，最終促使纖維素炭化。脫水過程減少了可燃物中的水分，降低了其可燃性；交聯(lián)反應(yīng)則使纖維素分子結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，難以被燃燒。而炭化形成的炭層就像一層堅(jiān)固的鎧甲，能夠阻止氧氣與可燃物接觸，切斷燃燒所需的氧氣供應(yīng)，從而有效抑制燃燒的繼續(xù)進(jìn)行。這種通過化學(xué)物質(zhì)的作用來改變可燃物性質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到阻燃目的的方式，充分體現(xiàn)了化學(xué)在防火領(lǐng)域的重要價(jià)值和巨大潛力。第32頁

阻燃劑的阻燃方式多樣，其中一種是通過分解形成不揮發(fā)保護(hù)膜來發(fā)揮作用，典型的有鹵化磷、硼酸－硼砂混合物。以鹵化磷為例，它有著獨(dú)特的反應(yīng)過程。

在熱分解作用下，鹵化磷（R4PX）會(huì)分解為膦（R3P）和烷基鹵化物（RX）。這一分解過程是其發(fā)揮阻燃效果的關(guān)鍵第一步。之后，膦（R3P）會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成膦氧化物（R3PO），同時(shí)還會(huì)有聚磷酸鹽產(chǎn)生。

這種不揮發(fā)保護(hù)膜的形成意義重大。它就像一層堅(jiān)固的盾牌，能有效阻止氧氣與可燃物的接觸，減少可燃性氣體的釋放，從而切斷燃燒的必要條件，抑制燃燒的繼續(xù)進(jìn)行。而且，這層保護(hù)膜還能在一定程度上阻擋熱量的傳遞，降低可燃物的溫度，進(jìn)一步阻礙燃燒的蔓延。正是通過這樣一系列的反應(yīng)和作用，形成不揮發(fā)保護(hù)膜的阻燃劑在防火阻燃方面發(fā)揮著重要作用。第33頁

接下來講解的是阻燃過程中切斷自由基連鎖反應(yīng)這一重要方式。在燃燒過程中，存在著主要的放熱反應(yīng)，而自由基的擴(kuò)增是其中關(guān)鍵的一環(huán)，它呈現(xiàn)出一個(gè)自由基形成兩個(gè)的過程，就像細(xì)胞分裂一樣不斷增加，這會(huì)使燃燒反應(yīng)愈發(fā)劇烈和難以控制。

切斷自由基連鎖反應(yīng)過程，其實(shí)就是要打破這種自由基不斷擴(kuò)增的循環(huán)。通過某些阻燃劑的作用，能夠有效阻止自由基的擴(kuò)增，從而切斷燃燒的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一旦自由基的擴(kuò)增被切斷，燃燒反應(yīng)就難以持續(xù)進(jìn)行，火勢(shì)也會(huì)得到有效的控制。

這種切斷自由基連鎖反應(yīng)的阻燃方式，在實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義。它能夠從燃燒的本質(zhì)過程入手，精準(zhǔn)地抑制燃燒的進(jìn)行，為我們提供了一種高效的阻燃手段，對(duì)于保障生命財(cái)產(chǎn)安全、減少火災(zāi)損失等方面都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。第34頁

氧化銻與含鹵阻燃劑協(xié)同作用在阻燃領(lǐng)域有著獨(dú)特且重要的價(jià)值。這種協(xié)同體系具備高沸點(diǎn)、難揮發(fā)的特性，這使得其在復(fù)雜的燃燒環(huán)境中能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，不會(huì)輕易因高溫等因素?fù)]發(fā)散失，從而為阻燃過程提供持續(xù)有效的支持。

在液、固相中，該協(xié)同體系發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它能夠促進(jìn)聚合物－阻燃劑體系脫鹵化氫，這一過程就像是給燃燒的“燃料供應(yīng)”踩了剎車。通過脫除鹵化氫，減少了能夠參與燃燒反應(yīng)的物質(zhì)，從源頭上對(duì)燃燒進(jìn)行抑制。同時(shí)，它還能促進(jìn)聚合物表面炭化。炭化后的聚合物表面就像形成了一層堅(jiān)固的鎧甲，這層炭層可以阻止氧氣的進(jìn)一步侵入，也能阻擋熱量的傳遞，就像給聚合物穿上了一層隔熱服，從而有效阻止火勢(shì)的蔓延和擴(kuò)大。

這種協(xié)同作用為阻燃工作開辟了新的途徑和思路，在實(shí)際應(yīng)用中，有望為各類易燃材料提供更可靠的阻燃保障，減少火災(zāi)帶來的損失和危害。第35頁

在阻燃機(jī)理中，有一種重要的方式是通過分散燃燒熱、稀釋可燃性物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)阻燃，其背后的原理是吸熱反應(yīng)。大家都知道，燃燒需要具備一定的條件，其中熱量和可燃性物質(zhì)是關(guān)鍵因素。當(dāng)發(fā)生吸熱反應(yīng)時(shí)，就如同給燃燒的“火焰”潑了一盆冷水。

吸熱反應(yīng)能夠吸收燃燒過程中釋放的大量熱量，使得燃燒區(qū)域的溫度迅速降低。我們可以想象一下，原本熊熊燃燒的火焰，因?yàn)闊崃勘徊粩辔?，就像失去了?dòng)力的機(jī)器，火勢(shì)會(huì)逐漸減弱。而且，這種吸熱反應(yīng)還能起到稀釋可燃性物質(zhì)的作用。它可以使可燃性物質(zhì)的濃度降低，就好比把一杯濃鹽水稀釋了一樣，當(dāng)可燃性物質(zhì)的濃度降低到一定程度，就無法維持燃燒所需的條件，燃燒自然就會(huì)被抑制。

這種通過吸熱反應(yīng)來分散燃燒熱、稀釋可燃性物質(zhì)的阻燃方式，在很多實(shí)際場(chǎng)景中都有廣泛應(yīng)用。它為我們提供了一種有效的阻燃手段，能夠在一定程度上保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，減少火災(zāi)帶來的損失。4.1概論4.1.1助劑合成材料助劑簡(jiǎn)稱為助劑，指合成材料和產(chǎn)品（制品）在生產(chǎn)和加工過程中，用以改善生產(chǎn)工藝和提高產(chǎn)品的性能所添加的各種輔助化學(xué)品。大部分的助劑是在加工過程中添加于材料或產(chǎn)品中，因此，助劑也常被稱為添加劑或配合劑。4.1.2分類（根據(jù)功能）抗老化作用的穩(wěn)定化助劑（抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、防霉劑等）改善機(jī)械性能的助劑（如硫化劑、硫化促進(jìn)劑、抗沖擊劑、偶聯(lián)劑等）改善加工性能的助劑（潤(rùn)滑劑、脫模劑、軟化劑、塑解劑等）柔軟化和輕質(zhì)化助劑（發(fā)泡劑等）阻燃添加劑（阻燃劑、煙霧抑制劑等）改進(jìn)表面性能和外觀的助劑（抗靜電劑、防霧滴劑、著色劑等）4.1.3助劑在合成材料中的作用聚丙烯為是一種極易老化的合成樹脂,純聚丙烯薄片在150℃下只需0.5h就脆化，毫無使用價(jià)值。但如果在樹脂中添加了適量的抗氧劑和穩(wěn)定劑后,在同一溫度下就可經(jīng)受2000h的老化考驗(yàn)。這樣，就可使聚丙烯成為十分寶貴的通用塑料。在纖維染整過程中，表面活性劑的添加可以適應(yīng)各種纖維染整加工工藝的不同要求，因?yàn)楸砻婊钚詣┛梢云鸬较礈?、乳化、?rùn)濕、滲透、起泡、勻染、柔軟、防水、防油、防靜電等的作用。丁苯橡膠中僅含有2份硫黃時(shí),在145℃下達(dá)到完全硫化的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)600min左右，如果再加入1份硫化促進(jìn)劑CZ,完全硫化的時(shí)間即可縮短為40min。4.1.4助劑在應(yīng)用中需注意的問題配伍性（相容性和穩(wěn)定性）噴霜、出汗耐久性揮發(fā)、抽出、遷移對(duì)加工條件的適應(yīng)性（最主要是耐熱性，即要求助劑在加熱條件下不分解、不易揮發(fā)和升華。另外注意助劑對(duì)模具和加工設(shè)備的腐蝕作用的影響。）適應(yīng)產(chǎn)品的最終用途（不同用途制品對(duì)所欲采用助劑的外觀、氣味、污染性、耐久性、電氣性能、熱性能、耐候性、毒性等都有一定的要求。）協(xié)同作用和相抗作用4.2增塑劑4.2.1定義

凡添加到聚合物體系中，能使聚合物體系增加塑性的物質(zhì)可稱之為增塑劑。

凡添加到橡塑材料中能使其玻璃化溫度降低，塑性增加，更易于加工的助劑即為增塑劑。4.2.2分類：相容性

主增塑劑（不僅能進(jìn)入樹脂分子鏈的無定型區(qū)，也能進(jìn)入分子鏈的結(jié)晶區(qū)）、輔助增塑劑作用方式

內(nèi)增塑劑、外增塑劑分子量

單體型、聚合物型

應(yīng)用特性

通用型、特殊型（一些增塑劑除了增塑作用外，尚有其它功能，如脂肪酸二元酸酯類等，具有良好的低溫柔曲性能，稱為耐寒增塑劑，而磷酸酯類有阻燃性能，稱為阻燃增塑劑。）化學(xué)結(jié)構(gòu)4.2.3增塑機(jī)理可以從兩個(gè)方面來考慮：聚合物分子間作用力(范德華力和氫健)結(jié)晶性例：鄰苯二甲酸二丁酯+－－＋+－－＋

＋－+－－＋4.2.4理想增塑劑的要求1、增塑劑和聚合物有良好的相溶性2、塑化效率高3、低揮發(fā)性4、耐寒性好5、耐老化性好6、耐久性好7、電結(jié)緣性好8、具有難燃性能9、要求盡可能是無色、無臭、無味、無毒10、耐霉菌性好11、配置增塑劑糊的黏度穩(wěn)定性好12、良好耐化學(xué)藥品和耐污染性好13、價(jià)格低廉4.2.5增塑劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系結(jié)構(gòu)上相似極性部分的酯型結(jié)構(gòu)酯基化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、相容性好環(huán)氧基耐熱性好非極性部分的亞甲基鏈和烷基隨著直鏈烷基炭原子數(shù)增加，耐寒性、耐揮發(fā)性提高，但相容性和塑化效率下降。相同炭原子數(shù)時(shí)，支鏈比直鏈的塑化效率、耐寒性、耐老化性和耐揮發(fā)性下降。非極性部分和極性部分比例分子量大小300－500標(biāo)準(zhǔn)分子量范圍4.2.6增塑劑主要品種苯二甲酸酯類增塑劑是最重要且產(chǎn)量和用量最大的種類，約占增塑劑總量的80%～85%，與其他增塑劑相比，這類增塑劑具有相溶性好且適用性廣，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原料易得且成本較低的優(yōu)點(diǎn)。屬通用增塑劑，常被用做主增塑劑。

特點(diǎn)：色澤淺、毒性低、電性能好、發(fā)揮性小、氣味少、耐低

溫等特點(diǎn)。（1）鄰苯二甲酸酯類主要品種包括：鄰苯二甲酸酯二辛酯（DOP）鄰苯二甲酸酯丁基芐基酯（BBP）鄰苯二甲酸酯二丁酯（DBP）鄰苯二甲酸酯二異葵酯(DIDP)鄰苯二甲酸酯二庚酯（DHP）鄰苯二甲酸酯二異壬酯（DINP）

（2）脂肪酸酯類特點(diǎn)：多用低溫增塑劑.它與聚氯乙烯的相容性較差，故只能用做耐寒的副增塑劑，與鄰苯二甲酸酯類并用。主要品種：己二酸二辛酯(DOA)葵二酸二丁酯（DBS）壬二酸二辛酯（DOZ）葵二酸二辛酯（DOS）用途：DOA的耐寒性和塑化效率優(yōu)于DOP可賦予制品優(yōu)良的低溫柔軟性，并具有一定的光熱穩(wěn)定性和耐水性。DOA無毒，可用于食品包裝材料。DOA多作為主增塑劑用于耐寒的農(nóng)業(yè)用薄膜、電線、薄板、人造革、戶外用水管和冷凍食品的包裝薄膜。（3）多元醇酯類：主要是指由二元醇、三元醇、四元醇與飽和脂肪酸或苯酸所生成的酯類。按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為：①

二元醇脂肪酸酯：具有優(yōu)良的低溫性能。②

雙季戊四醇酯：具有優(yōu)良的耐熱、耐老化和耐抽出性能。③

二元醇（或多縮二元醇）苯甲酸酯，具有良好的抗污染性能。④甘油三乙酸酯，無毒性。

（4）磷酸酯類它與大多數(shù)樹脂都有良好的相容性并且有顯著的阻燃性作用，即是增塑劑，又是阻燃劑，而且其揮發(fā)性較低，耐久性較好，但有毒且價(jià)格較貴。按化學(xué)結(jié)構(gòu)分四類：磷酸三烷基酯磷酸三芳基酯磷酸烷基芳基酯含氯磷酸酯特點(diǎn)：芳香族磷酸酯的低溫性能差，而脂肪族磷酸酯的低溫性能好，但熱穩(wěn)定性較差，而抽出性不如芳香族磷酸酯。

主要品種：磷酸三苯甲酯（TCP）磷酸三苯酯（TPP）磷酸三丁酯（TBP、磷酸三辛酯（TOP）磷酸二苯一辛酯（DPOP）生產(chǎn)方法有兩種：①熱法（POCl3法），脂肪醇和三氯氧磷在低溫液相進(jìn)行酯化，用鋁、鎂、鈦或錫的氧化物作為催化劑。②冷法（PCl3法），苯酚或烷基酚與三氯化磷于低溫下酯化。其中冷卻的生產(chǎn)成本更低。

例：磷酸三（2-乙基己）酯（OP）生產(chǎn)工藝流程。

四氯化鈦氮?dú)馊妊趿专K↓↓酯化→減壓酯化→置換→冷卻2-乙基己酯↗↓氯化氫減壓蒸餾←水洗←中和←分解催化劑←氯化鈉成品（5）環(huán)氧化物類它主要是含三元環(huán)氧基的化合物，主要添加于PVC材料中，它既能吸收PVC在分解時(shí)放出的氯化氧，又能與PVC相容，所以它是增塑劑又是穩(wěn)定劑，若于金屬鹽穩(wěn)定性同時(shí)使用，則其穩(wěn)定作用更加突出。特點(diǎn)：耐候性.耐寒性較好，毒性較小，但耐揮發(fā)、耐溶劑、抽出性等較差，除環(huán)氧化油以外的其它環(huán)氧增塑劑的抗遷移性較差。常用三類：環(huán)氧化油，環(huán)氧脂肪酸單酯環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯

（6）聚酯類主要指分子量在800~8000之間的飽和二元酸與二元醇的縮聚產(chǎn)物，按所用的飽和二元酸又分為戊二酸類、已二酸類、壬二酸類等。特點(diǎn)：一般塑化效率都較低，黏度大，加工性和低溫性都不好，但揮發(fā)性低，遷移性小，耐油和耐肥皂水抽出，因此是很好的耐久性增塑劑。通常需要同鄰苯二甲酸、酯類主增塑劑并用。（7）其它增塑劑除了上述之外，常用還有含氯化合物類、石油酯類、檸檬酸類、偏苯三酸酯類等。

4.2.7增塑劑中微量雜質(zhì)對(duì)性能的影響水分降低儲(chǔ)存穩(wěn)定性，增加酸值酸分熱穩(wěn)定性差重金屬和無機(jī)物促進(jìn)增塑劑氧化分解，降低體積電阻率著色物質(zhì)低沸組分產(chǎn)生臭味，降低體積電阻值4.2.8增塑劑選擇

一般從增塑劑的性能和市場(chǎng)情況（包括商品質(zhì)量、供求情況、價(jià)格）以及制品的性能要求等綜合方面來考慮。增塑劑適用場(chǎng)所不適用場(chǎng)所鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）通用目的配料要求電性能用的配料供接觸食品用的配料溫度很高或很低防火要求高鄰苯二甲酸二異辛酯（DIOP）要求比DOP價(jià)格低來取代DOP溫度很高或很低防火要求高電性能，耐熱性及塑化要求低于DOP鄰苯二甲酸二丁酯（DOS）要求高柔韌性和高相容性溫度很高或很低防火要求高電性能，耐熱性及塑化要求低葵二酸二辛酯揮發(fā)度比DBS好DBS應(yīng)用的配料用于低溫電纜價(jià)廉產(chǎn)品要求阻燃性環(huán)氧化油及其酯類與高分子量增塑劑同，但抗萃取性能要求略低低溫性較好要求穩(wěn)定性很高適宜的加工性能溫度很低氯化石蠟價(jià)格低的配料要求阻燃性好的配料做主增塑劑例如，汽車內(nèi)裝飾材料用的人造革，主要性能要求是優(yōu)良的不起霧性，因而要采用揮發(fā)性極低而不產(chǎn)生霧的增塑劑，如鄰苯二甲酸二異葵酯、偏苯三酸酯、聚酯來代替鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）。冬季溫度較低時(shí)，車內(nèi)裝飾材料要有良好的低溫柔曲性，并且還要有較長(zhǎng)的使用壽命，耐紫外線穩(wěn)定性和耐燃性，因此還要使用部分磷酸酯增塑劑或三氧化二銻來達(dá)到阻燃要求。防止紫外線輻射最經(jīng)濟(jì)的辦法是加入足夠的顏料，使用少量已二酸酯或葵二酸酯類增塑劑還可以改善耐低溫性能。PVC塑料作為食品包裝材料、冰箱密封墊、人造革制品時(shí)，就要選用無毒和耐久性好的聚酯、環(huán)氧大豆油、檸檬酸三丁酯等，但后者的價(jià)格較貴，影響了其使用價(jià)值。在選擇增塑劑時(shí)。價(jià)格因素往往是關(guān)鍵性條件，因此價(jià)格和性能之間的綜合評(píng)價(jià)就顯得很重要。當(dāng)塑化物制品在某些方面需要更為突出的性能要求時(shí)，往往可以在DOP的基礎(chǔ)上組成新配方。例如，在普通的農(nóng)用薄膜中，用100份PVC，需加入DOP50份、穩(wěn)定劑2份、潤(rùn)滑劑2.5份，如果要使薄膜具有更好的耐熱耐光穩(wěn)定性和阻燃性，則從增塑劑角度作以下調(diào)整：⑴加入部分環(huán)氧大豆油以取代部分DOP，使薄膜具有更好的熱-光穩(wěn)定性；⑵加人適量磷酸三甲苯酯(TCP)取代部分DOP來提高阻燃性;⑶加入TCP，制品的耐寒性會(huì)有所下降、為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，可以加入少量環(huán)氧油酸丁酯或直鏈鄰苯二甲酸酯。4.2.10增塑劑生產(chǎn)工藝實(shí)例鄰苯二甲酸酯的生產(chǎn)工藝主反應(yīng)：副反應(yīng)：中和：4.3阻燃劑1分類：2基本要求：按組成分類：有機(jī)阻燃劑、無機(jī)阻燃劑按使用方法分類：添加型、反應(yīng)型不損害材料物理機(jī)械性能分解溫度要與聚合物熱分解溫度相適應(yīng)要具有耐久性具有耐候性價(jià)格低廉3聚合物燃燒過程熱液體固體氣體熔化、蒸發(fā)分解氧化分解自燃蒸發(fā)燃燒熱可燃物受熱燃燒過程可燃物燃燒時(shí)溫度隨時(shí)間的變化情況凝聚相機(jī)理：阻止可燃物熱分解及釋放可燃性氣體氣相機(jī)理：阻止可燃物釋放的可燃性氣體的燃燒中斷熱交換機(jī)理：阻止反應(yīng)熱向可燃物反饋4阻燃機(jī)理物理、化學(xué)方法切斷燃燒循環(huán)過程（1）脫水作用，使有機(jī)物炭化；有機(jī)磷——磷酸——偏磷酸——聚偏磷酸磷酸鹽浸漬纖維素

脫水/交聯(lián)炭化（2）阻燃劑分解形成不揮發(fā)保護(hù)膜像鹵化磷、硼酸－硼砂混合物鹵化磷（R4PX）——膦（R3P）＋烷基鹵化物（RX）熱分解膦氧化物（R3PO）聚磷酸鹽氧化分解（3）切斷自由基連鎖反應(yīng)過程主要放熱反應(yīng)切斷自由基擴(kuò)增(一個(gè)形成兩個(gè)）（4）氧化銻與含鹵阻燃劑協(xié)同作用高沸點(diǎn)、難揮發(fā)在液、固相中促進(jìn)聚合物－阻燃劑體系脫鹵化氫，促進(jìn)聚合物表面炭化。（5）分散燃燒熱、稀釋可燃性物質(zhì)吸熱反應(yīng)5阻燃新技術(shù)（1）結(jié)炭技術(shù)（炭層傳熱差）1mm厚炭層743℃高溫方法：涂料：季戊四醇、聚磷酸銨、三聚氰胺

碳化劑碳化催化劑發(fā)泡劑結(jié)構(gòu)材料：與難燃材料共混。

聚苯醚與高抗沖聚苯乙烯共混

（2）消煙技術(shù)(PVC)三氧化鉬、八鉬酸銨；鉬酸鋅（低毒）；復(fù)配（3）微膠囊化技術(shù)（4）微?；ǚ稚⒕鶆颉⑻岣咦枞夹Ч┘t磷減少遷移、提高阻燃效果、改善穩(wěn)定性7阻燃劑的應(yīng)用1、阻燃劑在塑料中的應(yīng)用塑料種類燃燒性能阻燃劑聚烯烴火焰上黃下藍(lán)，熔融滴落氧化銻，鹵代烴（氯化石蠟、氯化聚乙烯、四溴乙烷）等PS，ABSPS易燃，火焰黃冒黑煙，軟化PS含鹵磷酸酯，有機(jī)溴化物；ABS全氯戊環(huán)癸烷，六溴苯等PET易燃，火焰黃冒黑煙四溴鄰苯二甲酸酐；氫氧化鋁PVC難燃，火焰上黃下綠，白煙，刺激味，增塑劑可燃，氧化銻，氯化石蠟；磷酸酯7阻燃劑的應(yīng)用2、阻燃劑在纖維中的應(yīng)用阻燃劑種類阻燃劑添加型含溴、磷有機(jī)物、聚合物、齊聚物后整理型（含磷、氮化合物）暫時(shí)性（不常清洗）：磷酸氫胺、烷基磷酸銨、無機(jī)溴化物、硼化物半耐久型（洗3－5次）：鹵磷化物，有機(jī)聚磷酸銨耐久型（洗50次）：在纖維內(nèi)層或表層聚合；或用乳膠、樹脂粘附在纖維上，如法羅爾767阻燃劑的應(yīng)用PS制品份PS制品份PS790(辛基硫代乙醇酸）二丁基錫（穩(wěn)定劑）15PVC150三（2，3二氯丙基）磷酸酯（阻燃劑）155Sb2O3200PVC制品份PVC制品份PVC樹脂100穩(wěn)定劑3DOP38試樣的可燃性自熄磷酸三甲苯酯148工藝實(shí)例十溴二苯醚分子量：959熔點(diǎn)：304-309℃含溴量：83.3％不溶于所有溶劑熱穩(wěn)定性好多溴代二苯醚四溴雙酚A六溴環(huán)十二烷工藝路線：（1）溶劑法（2）過量溴化法溴催化劑溴化蒸餾溴中和過濾干燥二苯醚HBrNaOH水溶液十溴二苯醚4.4材料老化加拿大2010年冬奧會(huì)體育場(chǎng)穹頂老化坍塌老化定義：高分子材料在加工、儲(chǔ)存、使用過程中由于受到外界多種因素的綜合影響而在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了化學(xué)變化，逐漸失去其使用價(jià)值。原因：

內(nèi)因：聚合物自身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)及加工時(shí)引入的雜質(zhì)外因：熱、光、力、輻射、化學(xué)介質(zhì)、霉和空氣中氧及臭氧的作用而發(fā)生氧化、降解及交聯(lián)反應(yīng)，破壞了原有的化學(xué)結(jié)構(gòu)所致。其中最主要的是氧、光和熱。老化過程變化外觀物理與化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化機(jī)械性能變化電性能變化高聚物熱降解氧化降解光降解臭氧降解水解吸水率，%PEPPPSPMMAPVC聚四氟乙烯滌綸尼龍-66ABS樹脂高中中中低高中中中低低中高低高高低低低（發(fā)脆）低（發(fā)脆）低（變色）高低（變色）高中（變色）低（發(fā)脆）低（變色）高高高高高高高高高高高高高高高中中高＜0.01＜0.010.03-0.100.1-0.40.04＜0.010.021.50.2-0.45某些高聚物對(duì)各種因素影響的抵抗能力情況1抗氧劑（防老劑）㈠定義：保護(hù)材料免受或延遲氧化的助劑。㈡分類：①抗氧機(jī)理主抗氧劑（鏈終止型）和輔助抗氧劑（預(yù)防型抗氧劑）②化學(xué)結(jié)構(gòu)胺類、酚類、含硫、含磷化合物、有機(jī)金屬鹽③用途塑料用抗氧劑、橡膠用防老劑、食品抗氧劑④分子量低分子量、高分子量抗氧劑㈢氧化－抗氧化機(jī)理氧化三種形式：分子型氧化、鏈?zhǔn)窖趸?、熱分解產(chǎn)物氧化高壓聚乙烯室溫即發(fā)生嚴(yán)重的老化，但如隔絕空氣，升溫到290℃以上才出現(xiàn)分解。熱老化實(shí)質(zhì)是熱氧老化鏈?zhǔn)窖趸溡l(fā)RH

R

＋HRH＋O2

R

＋HOO鏈增長(zhǎng)R

＋O2ROO

ROO

＋RHROOH＋R

ROOH

RO

＋HO

RO

＋RHROH＋R

HO

＋RHH2O＋R

鏈終止從反應(yīng)機(jī)理對(duì)抗氧劑分類:

鏈終止型抗氧劑——主抗氧劑預(yù)防型抗氧劑——輔助抗氧劑自由基捕獲型（如炭黑，醌類）電子給予體型（變價(jià)金屬鹽）氫給予型

R

＋AHRH＋A

ROO

＋AHROOH＋A

ROO

＋RHROOH＋R

k1k2k3(C6H5)2NH＋ROO?ROOH＋(C6H5)2N?(C6H5)2N?＋ROO?(C6H5)2NNOORC(CH3)3C(CH3)3CH3－－OH＋ROO?C(CH3)3C(CH3)3CH3－－O?＋ROOHC(CH3)3C(CH3)3CH3－－O?＋ROO?C(CH3)3C(CH3)3CH3－－OR＋O2氫給予型(含有活潑氫的仲芳胺、受阻酚類)

常見的胺類抗氧劑：

注意：胺類抗氧劑抗氧能力強(qiáng)，但有顏色，主要用于深色塑料和橡膠制品。常見的酚類抗氧劑：－NH－－NH－－NH－－N’H－N,N-二苯基對(duì)苯胺N-苯基-N’-環(huán)已烷對(duì)苯胺（抗氧劑H）（抗氧劑4010）－NH－－NH－－NH－苯基-β-萘胺（抗氧劑D）N,N-二-β-萘基對(duì)苯胺胺（抗氧劑DNP）CH3C(CH3)3(CH3)3COHCH2CH2COOC18H37C(CH3)3(CH3)3COH2.6-二叔丁基-4-甲酚（抗氧劑264）3（3.5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八酯（抗氧劑1076）

注意：酚類抗氧劑沒有胺類強(qiáng)，但色淺或無色、無毒，因此廣泛用于淺色制品和食品材料。CH3CH2(CH3)3COH2.2‘-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）（抗氧劑2264）CH3C(CH3)3OHC(CH3)3C(CH3)3HO－－CH2CH2C－O－CH2OC4四［3-（3.5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸］季戊四醇酯（抗氧劑1010）

作用：將過氧化物分解成穩(wěn)定化合物而抑制自由基的生成，減緩氧化降解。

實(shí)例：常見輔助型抗氧劑輔助抗氧劑（預(yù)防型抗氧劑）有機(jī)亞磷酸酯類硫代丙酸酯類ROOH＋P(OR’)3ROH＋O＝P(OR’)3P(O－－C9H19)3－O－P－O－OCH2CHC4H9C2H5CH2CH2COOC12H25SCH2CH2COOC12H25CH2CH2COOC18H37SCH2CH2COOC18H37亞磷酸三（壬基苯基酯）（抗氧劑TNP）亞磷酸二苯-辛酯（抗氧劑ODP）硫代二丙酸二月桂酯（抗氧劑DLTP）硫代二丙酸雙十八酯（抗氧劑DSTP）㈣抗氧劑選用原則基本要求溶解性（相容性）揮發(fā)性穩(wěn)定性變色和污染性物理性能考慮因素抗氧劑用量與配合㈤抗氧劑生產(chǎn)實(shí)例防老劑4010NA防老劑4010NA是當(dāng)前最好的品種之一。具有優(yōu)越的熱、氧、光老化的防護(hù)效能，對(duì)曲撓尤其對(duì)臭氧龜裂的防護(hù)特別好；并能抑制銅、錳等有害金屬的催化老化。4010NA的全面性能優(yōu)于4010。在抗氧劑中4010NA的噴霜性為最小，但污染性較大。與兩倍的防老劑AW并用，在加入1%-2%的微晶蠟對(duì)制品的臭氧老化有特別好的防護(hù)。但該品在酸性水溶液中有較大的溶解性和揮發(fā)性，使用時(shí)必須考慮。

最普遍的制備方法是還原烴化法

+H2/Cu-Cr/150℃/6MPa

2熱穩(wěn)定劑（與PVC密切相關(guān)）

PVC在100-120℃脫氯化氫（變黃-黑），200℃以上脫除更快。240℃下的熱分解產(chǎn)物為96.3%是氯化氫，2.7%是苯，0.1%的甲苯，0.9%是其他烴類產(chǎn)物。~CH＝CH－CH＝CH－CH＝CH~

＋3HCl~CH2－CH