《高分子材料助剂》钱立军，邱勇，王佩璋编著|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《高分子材料助剂》

【作　者】钱立军，邱勇，王佩璋编著

【丛书名】高分子材料与工程专业系列教材

【页 数】 196

【出版社】 北京：中国轻工业出版社 , 2020.08

【ISBN号】978-7-5184-3042-0

【分 类】高分子材料-助剂

【参考文献】 钱立军，邱勇，王佩璋编著. 高分子材料助剂. 北京：中国轻工业出版社, 2020.08.

图书封面：

图书目录：

《高分子材料助剂》内容提要：

高分子材料是材料领域之中的后起之秀，它的出现，推动了现代制造业的快速发展，也极大地丰富了人们的日用生活产品。高分子材料在单体聚合完成成为聚合物，在进入最终的工业应用领域之前，通常需要将聚合物原料和各种助剂进行混合加工，再进一步通过各种成型工艺加工成为最终的各类产品。因此，高分子材料助剂作为高分子材料走向实际应用的必要组成，在实际生产中扮演着极为重要的角色。本书着重讲述了高分子材料助剂的基础知识、高分子材料配方设计和母粒配方设计的内容，使读者能够系统的了解高分子材料助剂及其相关应用知识。本书为适应新的学生群体的阅读学习的特点，以凝练的语言、深入浅出的语言风格对高分子材料助剂的相关知识进行分析讲解，便于理解、掌握和应用。本书适合高分子材料与工程及其相关专业的教学使用，也可以作为从事高分子材料加工应用技术开发人员的参考书。

《高分子材料助剂》内容试读

第1章绪

论

1.1高分子材料功能化

高分子材料改性朝功能化方向发展，它是高分子材料领域在市场中最为成熟的技术，它有着发展快、应用广的特点。高分子材料的功能化是将工业生产的通用高分子材料通过引入不同的助剂进行复合或者对高分子材料进行接枝改性或者将不同的高分子材料制备成合金材料，或者上述几种方法协同使用，使功能化后的高分子材料除了具有原聚合物的一般力学性能、热性能和物理机械性能以外，还具有符合应用需要的良好的加工性、耐热、耐光、耐老化、透明、结晶、阻燃、抗菌、色彩等性能，也可能具有特殊的电磁性能、光电性能、医用性能等。

在本书中将主要介绍我们在目前社会生产生活中应用广泛的基础的高分子材料功能化手段，即通过配方设计，运用高分子助剂与聚合物熔融共混加工方式对高分子材料进行功能化改性。这是极为经济、高效的一类高分子材料功能化手段。

1.2高分子材料助剂产生与应用

高分子材料助剂对高分子树脂性能具有明显的功能化改性作用，它伴随着树脂的开发，孕育而生，并且倚靠树脂的发展，不断壮大。目前，高分子材料助剂的产量占树脂产量的40%~60%，已经成为高分子材料在实际应用中不可缺少的一部分。

高分子材料助剂是为了使聚合物原料顺利成型加工并获得所需性能而添加到原料树脂中的化学品或其他物质。高分子材料助剂在聚合物中的添加方式包括：在聚合物聚合过程中或在聚合物合成后处理过程中加入；在树脂成型加工前配料时加入；在塑料制品表面进行涂敷、浸渍等处理时加入。

高分子材料的助剂种类极为繁多，可以简单把众多的助剂分为：力学性能助剂、加工助剂、稳定和防护性助剂、功能性助剂等。其中部分助剂自身有一定特有的性能，无论加入到什么树脂中都可以发挥其特有的功能。如颜料助剂是表明功能助剂的一种，加入到任何树脂中都可以起到着色的作用；又如紫外线吸收剂是稳定和防护助剂的一种，它有吸收紫外线的能力，加到任何树脂中都可以起到吸收紫外线抗老化的作用；另外一种稳定与防护助剂是抗氧剂，它加入到任何聚合物都可以起到热稳定作用，因为氧都要参与热降解反应。还有部分助剂则是有针对性的助剂，它只是针对某类聚合物开发的助

剂，不具有通用性，例如，增塑剂是改变PVC分子之间作用力的助剂，加入到PVC中

可以使PVC材料塑性增加，但它不能改变结晶类聚合物的分子之间作用力。因此，在

运用高分子材料助剂的过程中，一是根据高分子材料应用加工的功能需求，选择合适种

1

高分子材料助剂

类助剂；二是综合性能需求进行配方设计，从而获得具有最佳综合性能的高分子功能化材料，满足生产生活的差异化需求。

1.3高分子助剂的主要品种

按助剂的功用来进行分类，主要包括力学性能助剂、加工助剂、稳定和防护性助剂、功能性助剂等及其他助剂。

(1)稳定化助剂高分子材料在生产过程中就已经开始了老化过程，因此使用稳定化助剂对于延长高分子材料使用寿命、保持高分子材料良好的物理机械性能是至关重要的。这类助剂主要使高分子材料对热、光、氧、火焰等作用产生稳定效果，阻止或延缓聚合物在贮存、加工及使用过程中的老化（图1-1），提高聚合物在成型加工中的热稳定性，主要包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂等。

图1-1塑料制品老化龟裂

(2)改善力学性能的助剂高分子材料在应用过程中根据实际情况需要进一步改进其力学性能（图1-2），添加这类助剂可使高分子材料的力学性能如抗冲击强度、拉伸强度、模量、耐蠕变性能、耐热性、尺寸稳定性等性能得到明显提高，主要包括：增塑剂、抗冲击改性剂、增强剂、成核剂、偶联剂、填充剂等。

图1-2玻纤增强尼龙扫描电镜图片

2

第1章绪论

(3)加工助剂高分子材料在进行功能化的过程中不可避免地需要使用加工设备，而具有良好的加工性能对于提高生产效率、提高产品质量、降低成本具有重要的意义。加工助剂能改善树脂配合料在成型加工中的流动性、熔体的强度、防止熔体与加工机械表面的粘附，利于从模具中脱出，从而使生产能顺利进行；一些加工助剂也可以实现高分子材料加工过程中的交联、发泡（图1-3）、防焦等功能，主要包括润滑剂、脱模剂加工改性剂、橡胶软化剂、发泡剂、交联剂和防焦剂。

图13发泡聚苯乙烯颗粒以及微观扫描电镜图

(4)功能性助剂功能性助剂主要用赋予高分子制品各种功能性，均具有明确的功能特性，用于满足相对独特的制品功能需求。它可以赋予高分子材料表面特殊的色光效果(图1-4)、防止细菌霉菌滋生，也可以实现高分子材料制品的阻燃、抗静电、防雾等效果，主要包括：阻燃剂、抗静电剂、防雾滴剂、着色剂、荧光增白剂、抗菌剂、防霉剂等。

图14带有警示色的塑料安全头盔

(5)其他助剂高分子材料应用和功能化发展十分迅速，各种功能化助剂层出不穷，例如光降解剂和生物降解剂等，只要能够赋予高分子材料良好的应用效果，同时又具有良好的使用和环境安全性，都是值得进一步发展的。

1.4高分子材料的功能化配方设计

高分子材料在进行助剂使用的选择过程中，尤其是要注意助剂使用的场所、对人的

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高分子材料助剂

安全性和环境安全性特质。虽然目前常用的高分子助剂的生物安全性已经十分清楚，但是一些化学助剂，由于在加工和使用过程中常常会发生复杂的化学过程，有的化学助剂其长期的降解转化过程也并不是十分清楚，因此，在使用高分子材料化学类助剂过程中，慎重考虑应用场所、品种和与人接触的状况等条件仍然是十分必要的。

在进行助剂的使用并进行配方设计时，紧紧抓住理解聚合物的关键特性、助剂的特性和作用原理、二者的相互作用效果，掌握配方设计的基本原理，灵活地在实际生产和科研工作中应用。值得注意的是，在使用高分子助剂进行功能化的过程中，在综合考虑制品性能、成本的前提下，尽可能减少助剂的使用是值得鼓励的。因为大量的助剂添加会对材料的加工性能和物理机械性能产生不确定的影响，特别是一些化学助剂，有可能会在加工应用过程中与高分子材料产生复杂的化学作用，因此，减少助剂的使用或者在最低限度使用助剂，对于高分子材料制品的稳定生产和应用是有正面意义的。

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第2章力学性能助剂

高分子材料的力学性能主要是由分子链的组成、分子链的聚集状态、分子链之间的作用力所决定的。在一般的情况下，分子链组成是由高分子合成过程决定的，在加工中，更多地采用添加助剂改变分子链的聚集状态以及改变分子链之间的作用力来改变高分子材料的力学性能。因此，本章主要介绍改变分子链间作用力和聚集状态的助剂，这些助剂包括增塑剂、增韧剂、增强剂、填充剂、偶联剂、成核剂和相容剂。

2.1增塑剂

2.1.1增塑剂简介

增塑剂是指添加到高分子材料中，能够起到降低材料的玻璃化转变温度、提高材料的柔韧性、塑性或可加工性的作用，而又不影响聚合物本质特性的一类物质。

增塑剂种类和产量在所有塑料助剂中排在首位，约占塑料助剂总产量的60%。由于增塑剂的增塑作用，不仅赋予高聚物许多优良的性能，扩充高聚物应用的范围，又便于制品的成型加工。增塑剂主要是通过改变聚合物分子之间的作用力来发挥增塑作用。

2.1.2发展历史及主要生产商

早期，人类使用的增塑剂都是天然化合物，如Hyatt在1868年将樟脑用于硝基纤维素使其具有可塑性。直到1912年，磷酸酯、邻苯二甲酸酯类化合物对纤维素树脂的增塑功能被发现，拉开了合成酯类增塑剂开发研究的序幕。

1935年，PVC(聚氯乙烯)生产工业化后，增塑剂的发展与PVC制品的广泛应用

密切相关。如今，增塑剂在PVC树脂中的应用占全部增塑剂用量的80%以上。这是因

为PVC属于强极性聚合物，分子间作用力大，并且在高温条件下易脱去HC1,从而发

生降解。加人增塑剂能提高PVC分子链的柔顺性，从而制备一系列软质PVC制品；此

外还能在一定程度上降低PVC聚合物的加工温度，从而抑制材料的降解。

除用于PVC以外，增塑剂在氯乙烯的共聚树脂、聚偏二氯乙烯、纤维素树脂、聚

醋酸乙烯酯、(ABS)、聚乙烯醇等材料中也有应用。

目前工业上的增塑剂品种已有百余种，主要包括邻苯类、对苯类、偏苯类、环氧类、柠檬酸酯类等，其中应用最普遍的为邻苯二甲酸酯类化合物，以邻苯二甲酸二(2乙基己酯)(DOP)用量最大，约占总量的80%。2018年我国DOP产量高达137万t。

但近年来增塑剂的安全问题和环境问题引发了人们的关注，传统的增塑剂由于其存在致癌嫌疑和毒性，在国际上已经在一些领域禁用，如欧盟已禁止邻苯二甲酸酯类增塑剂在儿童口咬玩具中使用。绿色环保无毒增塑剂替代邻苯二甲酸酯类增塑剂已成为行业

···试读结束···