第二章 添加劑

添加劑的目的：三個(gè)要求

• 性能要求
• 加工要求
• 經(jīng)濟(jì)要求

不同目的的分類

• 加工性能：增塑劑，潤(rùn)滑劑，穩(wěn)定劑
• 力學(xué)性能：
• 老化性能
• 降低成本
• 其他性能

第一節(jié) 穩(wěn)定劑

使用穩(wěn)定劑的目的：老化

• 結(jié)構(gòu)變化 / 微觀
• 性能變化 / 宏觀

分類（作用機(jī)理）：

• 熱
• 氧
• 光

1. 熱穩(wěn)定劑：PVC

• 不穩(wěn)定機(jī)理：C-C 鍵能的大小變化
  • 取代基(cl)的分布和極性
  • 雙鍵的鄰位
  • 影響因素：溫度，氧氣，光，分子量大小，HCL
• 穩(wěn)定機(jī)理
  • 雙鍵數(shù)目：顏色判斷
  • 抑制催化劑的作用
• 常用熱穩(wěn)定劑
  • 選擇依據(jù)
    • 性能要求
    • 尺寸要求
    • 加工方法

2. 抗氧劑
   橡膠：含有雙鍵的不飽和橡膠，雙鍵旁邊的單鍵
   塑料：以共價(jià)鍵結(jié)合的塑料，共價(jià)鍵的斷裂

• 老化機(jī)理
  • 鍵能大小
  • 氧化：自由基催化
    反應(yīng)式：
    • 鏈引發(fā) $\mathrm{RH\rightarrow R\cdot+H\cdot}$
    • 鏈增長(zhǎng) $\mathrm{R\cdot +O_2\rightarrow ROO\cdot}$ ? $\mathrm{ROO\cdot +RH\rightarrow ROOH+R\cdot}$
    • 鏈轉(zhuǎn)移 $\mathrm{ROOH\to RO\cdot +HO\cdot}$
$\mathrm{2ROOH\to RO\cdot+ROO\cdot+H_2O}$
$\mathrm{RO\cdot+RH\to ROH+R\cdot}$
$\mathrm{HO\cdot+RH\to H_2O+R\cdot}$
    • 鏈終止
      $\mathrm{2ROO\cdot \to O_2+}$非活性產(chǎn)物
      $\mathrm{R\cdot +ROO\cdot \to ROOR}$
$\mathrm{2R\cdot \to R-R}$
  • 機(jī)械力作用
  • 金屬離子 $\mathrm{ROOH+Me^{+1}\to RO\cdot+Me^{+2}+OH}$
$\mathrm{ROOH+Me^{+2}\to ROO\cdot +Me^{+1}+H\cdot}$
    • $\mathrm{2ROOH\to ROO\cdot+Me^{+1}+H_2O}$
• 抗老化機(jī)理
  • 首先與自由基過氧化物反應(yīng)，生成小活性自由基
  • 分解氫過氧化物
  • 金屬離子
• 常用抗氧劑
  • 選擇要求
    • 活性
    • 穩(wěn)定性
    • 揮發(fā)性
    • 色污

3. 光穩(wěn)定劑
   • 種類
   • 作用原理
4. 生物抑制劑
5. 提高高分子材料的使用壽命

第二節(jié) 增塑劑

提高使用中的柔軟性，加工中的可塑性，與Tg有關(guān)

• 使用溫度與玻璃化溫度關(guān)系
  • 塑料
  • 橡膠
• 提高流動(dòng)性，降低玻璃化溫度，縮短升溫時(shí)間和范圍

1. 增塑劑的作用

• 配合剤與聚合物混合更容易
• 提高流動(dòng)性
• 具有柔軟的使用性能
• 耐寒性提高
  Tb的定義：

2. 增塑劑的作用機(jī)理
   • 極性/非極性
   • 溶解度參數(shù)
     $SP=\sqrt{\frac{E}{V}}$
     • 非極性： 溶劑化作用
       • 增塑效果：$\Delta T_g=k\cdot V$
     • 極性：
       • 增塑效果：$\Delta T_g=\beta\cdot n$
3. 增塑劑的性質(zhì)
   • 相容性
   • 穩(wěn)定性
     • 內(nèi)部：遷移
     • 外部：揮發(fā)
     • 游移 萃取　滲出
   • 加工性質(zhì)
     • 凝膠化速度
     • 熱穩(wěn)定性
     • 粘性和潤(rùn)滑
   • 使用性能
4. 增塑劑的選擇
   • 溶解度參數(shù)
   • 分子量
   • 分子的基團(tuán)
   • 成本（主、輔、增量劑）

第三節(jié) 潤(rùn)滑劑

1. 潤(rùn)滑劑的作用 熔體和設(shè)備表面
   潤(rùn)滑劑與增塑劑的區(qū)別
   • 僅在加工中作用
2. 潤(rùn)滑劑的分類
   • 內(nèi)潤(rùn)滑：熔體
   • 外潤(rùn)滑：設(shè)備
3. 潤(rùn)滑劑的選用
   • 內(nèi)
   • 外

第五節(jié) 填充劑

1. 填充劑的作用

• 増量剤
• 補(bǔ)強(qiáng)劑：橡膠 炭黑

2. 補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理：與聚合物形成次價(jià)力，或形成聚集體
3. 補(bǔ)強(qiáng)結(jié)果：

• 改變構(gòu)象平衡和松弛時(shí)間
• 降低溶解度
• 提高Tg和硬度
• 降低線膨脹系數(shù)和收縮率
• 過量使塑料強(qiáng)度降低

作業(yè)：

1. 高分子結(jié)晶的新進(jìn)展、新模型，高小鈴，要求閱讀這篇文章，完成readingreport

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