有哪些表面活性剂(食品级表面活性剂有哪些)?2021-08-06 11: 39.最有前途的技术
塑料添加剂又称塑料添加剂,是聚合物(合成树脂)成型时,为改善其加工性能或提高树脂本身性能而必须添加的一些化合物。
比如为了降低PVC树脂的成型温度,使产品柔软而添加的增塑剂;再如添加发泡剂,以制备轻质、耐振、隔热、隔音的泡沫塑料;有些塑料的热分解温度很接近成型温度,不加热稳定剂就无法成型。
因此,塑料添加剂在塑料成型中起着特别重要的作用。今天,边肖将盘点工程塑料中常用的15种添加剂,以及它们的具体性能、功能和应用场景。有工程资料的朋友建议收藏关注一下,随时查看~
1.抗氧化剂以抑制高分子树脂热氧化降解为主要功能的添加剂属于抗氧化剂的范畴。抗氧剂是最重要的一类塑料稳定剂,几乎所有的高分子树脂都涉及到抗氧剂的应用。根据作用机理,传统抗氧化剂体系一般包括主抗氧化剂、辅助抗氧化剂和重金属离子钝化剂。
抗氧剂,其主要功能是捕捉聚合物的过氧自由基,又称“过氧自由基捕捉剂”和“链端抗氧剂”,涉及芳香胺类化合物和受阻酚类化合物两大系列产品。
辅助抗氧化剂具有分解聚合物过氧化物化合物的功能,也称为“过氧化物分解剂”,包括硫代二羧酸盐和亚磷酸酯化合物,通常与主抗氧化剂结合使用。
重金属钝化剂,俗称“抗铜剂”,可以络合过渡金属离子,阻止其催化高分子树脂的氧化降解反应。典型的结构是酰肼化合物等。
近年来,随着聚合物抗氧化理论的深入研究,抗氧化剂的分类也发生了一定程度的变化。最突出的特点是引入了“碳自由基清除剂”的概念。这种自由基清除剂不同于传统的主抗氧剂,它可以捕集聚合物烷基自由基,相当于在传统的抗氧剂体系中增加了一道防线。
这类稳定添加剂主要包括芳基苯并呋喃酮化合物、双酚单丙烯酸酯化合物、受阻胺化合物、羟胺化合物等。它们与主抗氧剂和辅助抗氧剂组成的三元抗氧剂体系能显著提高塑料制品的抗氧化稳定效果。
需要指出的是,胺类抗氧剂有着色污染,多用于橡胶制品,而酚类抗氧剂及其由辅助抗氧剂和碳自由基捕集剂组成的复合抗氧剂体系主要用于塑料和彩色橡胶制品。
2.抗冲改性剂广义地讲,凡能提高硬质聚合物制品抗冲击性能的助剂统称为抗冲击改性剂。传统意义上的抗冲击改性剂基本建立在弹性增韧理论的基础上,所涉及的化合物也几乎无一例外地属于各种具有弹性增韧作用的共聚物和其他的聚合物。以硬质PVC制品为例。现在应用市场上广泛使用的品种主要有氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯共聚物(ACR)、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。三元乙丙橡胶用于聚丙烯的增韧改性也属于橡胶增韧的范围。
3.阻燃剂大多数塑料制品都是易燃的,这给其产品的应用带来了很多隐患。准确地说,把阻燃剂称为阻燃剂更合适,因为“阻燃剂”包含阻燃和抑烟两层含义,比阻燃剂的概念更广泛。但长期以来,人们习惯使用阻燃剂的概念,所以文献中所指的阻燃剂实际上是阻燃抑烟功能添加剂的总称。
阻燃剂按用途可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。A型阻燃剂通常添加到基础树脂中,它们只是简单地与树脂物理混合。反应型阻燃剂一般是分子中含有阻燃元素和反应性基团的单体,如卤代酸酐、卤代双酚、含磷多元醇等。由于它们的反应性,它们可以化学键合到树脂的分子链上,成为塑料树脂的一部分。大多数反应型阻燃剂是合成添加型阻燃剂的单体。
根据化学成分的不同,阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂有氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌和红磷,而有机阻燃剂多为卤代烃、有机溴化物、有机氯化物、磷酸盐、卤代磷酸盐、氮基阻燃剂和氮磷膨胀型阻燃剂。抑烟剂的作用是降低阻燃材料的发烟量和有毒有害气体的释放量,主要是钼化合物、锡化合物和铁化合物。氧化锑和硼酸锌虽然也有抑烟作用,但常作为阻燃协效剂使用,故归为阻燃体系。
4.增塑剂增塑剂是一种增加高分子树脂可塑性,赋予产品柔软性的添加剂,也是迄今为止生产量和消费量更大的一类塑料添加剂。增塑剂主要用于软质PVC制品,在纤维素等极性塑料中也有广泛应用。
增塑剂涉及的化合物类型一般包括邻苯二甲酸酯、脂肪二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、环氧酯、苯基烷基磺酸盐、磷酸盐和氯化石蜡,其中邻苯二甲酸酯最为重要。
5.热稳定剂除非另有说明,热稳定剂是指聚氯乙烯和氯乙烯共聚物加工中使用的稳定剂。聚氯乙烯和氯乙烯共聚物是热敏性树脂,在热加工过程中容易释放氯化氢,进而引起热老化和降解反应。热稳定剂一般是通过吸收氯化氢、取代活性氯和双键加成来达到热稳定的目的。
工业上广泛使用的热稳定剂的种类一般包括碱性铅盐、金属皂、有机锡、有机锑等主稳定剂和有机辅助稳定剂,如环氧化合物、亚磷酸酯、多元醇和二酮。由主稳定剂、辅助稳定剂和其他添加剂组成的复合稳定剂在热稳定剂市场上占有重要地位。
6.抗光剂光稳定剂又称紫外线稳定剂,是一种用于抑制聚合物树脂光氧化降解,提高塑料制品耐候性的稳定剂。根据稳定机理的不同,光稳定剂可分为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、激发态猝灭剂和自由基捕集剂。
遮光剂多为炭黑、氧化锌和一些无机颜料或填料,其功能是通过屏蔽紫外线来实现的。吸收剂对紫外线有很强的吸收作用,通过分子内能量转移将有害的光能转化为无害的热能并释放出来,从而阻止聚合物树脂吸收紫外线能量,诱发光氧化反应。紫外线吸收剂涉及的化合物类型很多,包括二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、水杨酸酯化合物、取代丙烯腈化合物和三嗪化合物。
激发态淬灭剂的目的是淬灭被激发的聚合物分子的能量,使其回到基态,从而防止它们进一步导致聚合物链的断裂。激发态猝灭剂大多是镍络合物。
自由基清除剂以受阻胺为官能团,其对应的氮氧自由基是捕捉聚合物自由基的根源。而且由于这种氮氧自由基在稳定化过程中是可再生的,光稳定化效果非常突出,已经发展成为品种最多、产量和消费量更大的光稳定剂类别。当然,受阻胺光稳定剂的作用不限于捕获自由基。研究表明,受阻胺光稳定剂往往同时具有分解氢过氧化物和淬灭单线态氧的功能。
7.发泡剂聚合物复合体系中使用的添加剂,目的是通过释放气体获得具有微孔结构的聚合物制品,达到降 *** 品表观密度的目的,称为发泡剂。根据发泡过程中气体产生方式的不同,发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂。
物理发泡剂一般是通过其物理状态的变化来释放气体,多为挥发性液体物质,含氯氟烃(如氟利昂)、低级烷烃(如戊烷)、压缩气体是物理发泡剂的代表。
化学发泡剂是基于化学分解释放的气体进行发泡,根据结构不同分为无机化学发泡剂和有机化学发泡剂。
无机发泡剂主要是一些热敏性碳酸盐(如碳酸钠、碳酸氢铵等。)、亚硝酸盐、硼和氢的化合物等。,其特点是发泡过程吸热,也称为吸热发泡剂。
有机发泡剂在塑料发泡剂市场中占有非常突出的地位,代表品种有偶氮化合物、N-亚硝基化合物、磺酰肼化合物等。有机发泡剂的发泡过程往往伴随着放热反应,也称放热发泡剂。另外,一些可以调节发泡剂分解温度的添加剂,即发泡添加剂,也在发泡剂之列。
8.抗静电剂抗静电剂的作用是降低聚合物制品的表面电阻,消除静电积累带来的静电危害。根据使用方式的不同,抗静电剂可分为内添加剂型和涂层型两种。
在塑料配方中加入或掺入内部抗静电剂,成型后从产品内部迁移到表面或形成导电 *** ,从而达到降低表面电阻和释放电荷的目的。
A型抗静电剂通过涂布或浸泡的方式附着在塑料制品表面,从而吸收环境中的水分,形成能够释放电荷的电解质层。
从化学物质的组成来看,传统抗静电剂几乎无一例外地属于表面活性剂类化合物,包括季铵盐阳离子表面活性剂、烷基磺酸盐阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂如烷醇胺、烷醇酰胺和多元醇脂肪酸酯等。
然而,新的“高分子量永久性抗静电剂”打破了这一惯例。一般为亲水性嵌段共聚物,以掺金的形式与基础树脂配合,通过形成导电通道来传导电荷。与表面活性剂抗静电剂相比,这种高分子量的永久性抗静电剂不会因迁移、挥发和萃取而流失,因此其抗静电性能持久稳定,受环境湿度影响很小。
9.杀真菌剂防霉剂又称微生物抑制剂,是一种抑制霉菌等微生物生长,防止聚合物树脂被微生物侵蚀降解的稳定助剂。大多数高分子材料对霉菌不敏感,但其产品由于添加了增塑剂、润滑剂、脂肪酸皂等能滋生霉菌的物质,容易发霉。
塑料防霉剂中的化学物质很多,常见的品种有有机金属化合物(如有机汞、有机锡、有机铜、有机砷等。)、含氮有机化合物、含硫有机化合物、含卤素有机化合物和酚类衍生物。
10.增白剂荧光增白剂是一种荧光染料,或称白色染料,是一种复杂的有机化合物。它的特点是能激发入射光产生荧光,使被染物质获得类似萤石的闪光效果,肉眼看到的物质非常白。
1.填料填充和增强是改善塑料制品物理机械性能、降低共混成本的重要途径。塑料工业中涉及的增强材料通常包括纤维材料,例如玻璃纤维、碳纤维、金属晶须等。填料是一种复合成本低的增量材料,包括碳酸钙、滑石粉、粘土、云母粉、二氧化硅、粉煤灰、赤泥、木粉、纤维素等天然矿物质、合成无机物和工业副产品。
其实很难区分补强剂和填料,因为几乎所有的填料都有补强作用。由于塑料中使用了大量的填料和增强剂,有些已经自成行业体系,不再放在加工助剂的范畴内讨论。
需要注意的是,被广泛研究的纳米填充增强材料已经远远超出了填充增强的意义,它们的应用将给塑料工业带来一场新的革命。
偶联剂是一种无机和天然填充增强材料的表面改性剂。由于塑料工业中的增强和填充材料多为无机材料,且掺入量大,直接与有机树脂混合时,塑料复合体的加工和应用性能往往会下降。
偶联剂作为一种表面改性剂,可以通过化学或物理作用使无机材料表面有机化,进而增加复合物的用量,改善复合物的加工和应用性能。已报道的偶联剂通常包括长链脂肪酸、硅烷化合物、有机铬化合物、钛酸盐化合物、铝酸盐化合物、锆酸盐化合物和酸酐接枝聚烯烃。
12.交联剂塑料的交联和橡胶的硫化本质上没有太大区别,只是交联助剂的使用不完全一样。树脂的交联方法主要有辐射交联和化学交联,有机过氧化物是工业上应用最广泛的交联剂。有时为了提高交联的程度和速度,往往需要使用一些辅助交联剂和交联促进剂。
共交联剂用于抑制交联过程中有机过氧化物交联剂在聚合物树脂主链上可能发生的自由基裂解反应,提高交联效果,改善交联产物的性能,其作用是稳定聚合物自由基。交联促进剂的主要作用是加快交联速度,缩短交联时间。
热固性塑料的固化剂,如不饱和聚酯和环氧树脂,也属于交联剂的范畴。常见的类型有有机胺和有机酸酐化合物。此外,紫外辐射交联过程中使用的光敏剂也可视为交联助剂。
13.分散剂我们知道,塑料制品实际上是基础树脂和各种颜填料、添加剂的混合物,颜填料、添加剂在树脂中的分散度对塑料制品的性能至关重要。
分散剂是促进各种辅助材料在树脂中均匀分散的添加剂。多用于色母粒、有色制品、高填充制品。包括烃类(石蜡油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡等。)、脂肪酸皂、脂肪酯和脂肪酰胺等。
14.润滑剂润滑剂是复合在高分子树脂中的一种加工改性助剂,用以减少树脂颗粒、树脂熔体和加工设备之间以及树脂熔体中分子之间的摩擦,改善其在成型过程中的流动性和脱模性。多用于热塑性塑料的加工成型过程,包括烃类(如聚乙烯蜡、石蜡等。)、脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸皂、脂肪酸酯和脂肪酰胺。
15.脱模剂该脱模剂可以涂覆在模具或加工机械的表面上,或者添加到基础树脂中,使得模制品可以容易地脱模,并且可以改善其表面光滑度。前者叫涂布脱模剂,是脱模剂的主体,后者是内脱模剂,具有操作简单的特点。硅油是工业上使用最广泛的脱模剂。
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