工程塑料加工常用的15種助劑
工程塑料加工常用的15種助劑
塑料助劑又叫塑料添加劑，是聚合物（合成樹脂）進行成型加工時為改善其加工性能或為改善樹脂本身性能所不足而須添加的一些化合物。例如，為了降低聚氯乙烯樹脂的成型溫度，使制品柔軟而添加的增塑劑；又如為了制備質量輕、抗振、隔熱、隔音的泡沫塑料而要添加發泡劑；有些塑料的熱分解溫度與成型加工溫度非常接近，不加入熱穩定劑就無法成型。因而，塑料助劑在塑料成型加工中占有特別重要的地位。用于塑料成型加工品的一大類助劑，包括增塑劑、穩定劑、阻燃劑、發泡劑、偶聯劑、交聯劑、成核劑、填充劑、潤滑劑、脫模劑、著色劑、抗靜電劑、抗菌劑等。
增塑劑
一些玻璃化溫度較高的塑料，為了制取室溫下的軟質制品和改善加工時的熔融流動性能，就需要加入一定量的增塑劑。這些小分子量的油狀的增塑劑與高聚物有良好的相溶性，它們分布在高分子鏈之間，降低了它們分子間的作用力，從而在一定溫度和壓力下容易使分子鏈運動，達到加工成型的目的。因此，增塑劑有降低塑料玻璃化溫度及低成型溫度的作用。通常玻璃化溫度的降低值與增塑劑的體積分量成正比。
增塑劑可分為主增塑劑和副增塑劑兩大類：主增塑劑的特點是與樹脂的相溶性好、塑化效率高、耐遷移、低揮發性、低的油（水）抽出性、低溫柔性。副增塑劑的相溶性較差，主要是與主增塑劑一道使用以降低成本，所以也稱增量劑。
穩定劑
我們都知道塑料制品在加工、貯存和使用過程中，在光、熱、氧的作用下，會發生褪色、脆化、裂開的老化現象。為延緩和阻止老化現象的發生，須加入穩定劑。主要用來防止熱老化的，叫熱穩定劑；主要用來防止氧化老化的，叫做抗氧劑；主要用來防止光老化的，叫做光穩定劑，它們統稱為穩定劑。當今性能較好的塑料穩定劑是甲基錫熱穩定劑（簡稱181），對硬質聚乙烯（PVC）的壓延，擠塑，注塑和吹塑成型都非常有效。又由于它安全性高，所以特別用于食品包裝和高清晰度的硬質聚乙烯制品，同時，它也被普遍應用于塑料門窗，上水管道，裝飾材料中，以取代其他高毒性的塑料熱穩定劑。它在美國，歐洲，日本得到了廣泛的應用。近幾年，181甲基錫熱穩定劑在我國開始大量應用。
阻燃劑
減緩塑料燃燒性能的助劑稱阻燃劑，根據阻燃機理的不同可分為四種類型：
與塑料的分解產物相結合而產生一種可悶火焰的氣體，如三氧化銻與PVC分解時釋放出來的氯化氫反應，即生成有熄火作用的三氯氧化銻。
吸收燃燒時產生的熱量來冷卻塑料，以減緩燃燒速率如氫氧化鋁，氫氧化鋁是阻燃劑中用的普遍的一種：它起填料、滅煙劑、阻燃劑的作用，同時價格低廉、對聚合物性能影響又小，所以它獲得應用的增長速率引人注目。
提供一種與氧氣隔絕的涂層，如磷酸酯類，主要產品有磷酸三甲苯酯等，它們實際上也是一種有阻燃性能的增塑劑。
能產生阻止燃燒反應的游離基，這些游離基可與塑料反應生成燃燒性能較差的產物。
發泡劑
發泡劑是一類受熱時會分解放出氣體的有機化合物，這些氣體留在塑料基材中便成為有許多細微泡沫結構的泡沫塑料。
作為一種良好的發泡劑應具備下列條件：短時間內放出氣體，放氣速度可以調節，分解放出的氣體應是CO?、N?之類的惰性氣體，在塑料中容易分散和分解，分解溫度適當，分解時發熱量不大，分解反應是不可逆的，發泡劑無毒等。發泡劑中應用較廣泛的是偶氮二甲酰胺。
偶聯劑
偶聯劑是指能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類物質。通常偶聯劑的分子結構中存在兩種官能團：一種可與高分子基體發生化學反應或有較好的相容性;另一種可與無機填料形成化學鍵。如；硅烷偶聯劑，通式可寫為RSiX3（R是與聚合物分子有親和力和反應能力的活性官能團，如乙烯基、氯丙基、環氧基、甲基丙烯酰基、胺基和巰基等；X為能夠水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基等）。增強劑或填料用偶聯劑處理后，可使其表面獲得一種化學改性，而在分散的無機相和連續的聚合物之間形成一種橋鍵，成為一種復合材料，提高增強劑或填料的作用，有機硅烷是較為廣泛使用的偶聯劑，而有機鈦酸酯是一種更的偶聯劑。
交聯劑
交聯劑主要用在高分子材料（橡膠與熱固性樹脂）中。因為高分子材料的分子結構是線性結構，沒交聯時強度低，易拉斷，且沒有彈性，交聯劑的作用就是在線型的分子之間產生化學鍵，使線型分子相互連在一起，形成網狀結構，這樣提高橡膠的強度和彈性，橡膠中用的交聯劑主要是硫磺，另外要加促進劑。一般的交聯劑多指有機過氧化物，如聚乙烯的交聯劑可使用過氧化二異丙苯。
成核劑
成核劑是適用于聚乙烯、聚丙烯等不完全結晶塑料，通過改變樹脂的結晶行為，加快結晶速率、增加結晶密度和促使晶粒尺寸微細化，達到縮短成型周期、提高制品透明性、表面光澤、抗拉強度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機械性能的新功能助劑。
增強材料和填料
在許多塑料中，增強材料和填料占有相當的比重，尤其是增強塑料和鈣塑材料。主要目的是：為了提高塑料制品的強度和剛性，一般加入各種纖維材料或無機物。較常用的增強材料有：玻璃纖維、石棉、石英、炭黑、硅酸鹽、碳酸鈣、金屬氧化物等。
潤滑劑
高聚物在熱加工過程中，往往要加入少量的潤滑劑才能加工，達到脫模方便的目的。潤滑劑可以分為內外兩種：外潤滑劑與內潤滑劑。外潤滑劑主要作用是使聚合物熔融體能順利地離開加工設備的熱金屬表面而有利于它的流動，外潤滑劑與聚合物的相溶性較差，只是在聚合物與金屬的界面處形成薄薄的潤滑劑層。內潤滑劑與聚合物有良好的相溶性，能降低聚合物分子間的內聚力，從而有助于聚合物的流動和降低由內摩擦熱所致的升溫。較常用的外潤滑劑是硬脂酸及其金屬鹽類，內潤滑劑是低分子量的聚乙烯等。
脫模劑
脫模劑是一種介于模具和成品之間的功能性物質。脫模劑有耐化學性，在與不同樹脂的化學成份（特別是苯乙烯和胺類）接觸時不被溶解。脫模劑還具有耐熱及應力性能，不易分解或磨損；脫模劑粘合到模具上而不轉移到被加工的制件上，不妨礙噴漆或其他二次加工操作。由于注塑、擠出、壓延、模壓、層壓等工藝的迅速發展，脫模劑的用量也大幅度地提高。
著色劑
著色劑是不能溶于普通溶劑化學物質，故要獲得理想的著色性能，需要用機械方法將顏料均勻分散于塑料中。無機顏料熱穩定性、光穩定性優良，價格低，但著色力相對差，相對密度大；有機顏料著色力高、色澤鮮艷、色譜齊全、相對密度小，缺點為耐熱性、耐候性和遮蓋力等性質不如無機顏料。著色劑主要包括色母粒和熒光增白劑。
色母粒
色母粒是一種把超常量的顏料或染料均勻載附于樹脂之中而制得的聚集體。其基本組成包括：顏料或染料、載體、分散劑、添加劑；具有以下優勢：利于保持顏料的化學穩定性和顏色穩定性，提高顏料的分散性，操作簡單，轉色容易，環境干凈，節省時間和原材料。
熒光增白劑
熒光增白劑是一種熒光染料，或稱白色染料，也是一種復雜的有機化合物，它的特性是能激發入射光線產生熒光，使所染物質獲得類似螢石的閃閃發光的效應，使肉眼看到的物質很白。按照熒光增白劑的母體分類，大致可將它們分為碳環類、三嗪基氨基二苯乙烯類、二苯乙烯-三氮唑類、苯并噁唑類、呋喃，苯并呋喃和苯并咪唑類、1，3-二苯基-吡唑啉類、香豆素類、萘酰亞胺類和雜類等九類。
抗靜電劑
抗靜電劑起著消除或減少塑料制品表面產生靜電的作用。抗靜電劑大多數是電解質，它們與合成樹脂的相溶性有限，這樣可以遷移至塑料表面，達到吸潮和消除靜電的作用。
抗菌劑
隨著人們安全意識的不斷增強，越來越多的人開始購買抗菌類的塑料制品。而抗菌塑料中都會用到抗菌劑。抗菌劑指能夠在一定時間內，使某些微生物（細菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等）的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學物質。抗菌劑是具有抑菌和殺菌性能的物質。
消泡劑
塑料消泡劑也稱塑料干燥劑、塑料消泡母料、一部分塑料原料或再生塑料常常會含有微量水分，如不消除，會在所加工的制品表面形成氣泡或水紋，對制品的性能和外觀造成影響。而利用電熱干燥機械消除水分的傳統工藝，需要提前干燥原料造成不便，存在著延長制品加工時間而導致效率低下，電量消耗、加工環境惡化、成本增加等不足之處塑料消泡劑是專為解決以PE、PP、ABS、PS、尼龍為原材料的塑料制品在加工過程中的水泡問題而開發的一種新型功能母料。該母料在塑料成型加工前，通過少量添加和簡單的混合，而不用經過干燥過程，就可以成型加工，具有使用方便，降低能耗的優點。
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