塑料添加剂
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为了使生产的塑料符合要求的一些特性、符合经济的需求，一定都会加入或多或少‘添加剂’。塑料添加剂有很多种，有润滑剂、氧化防止剂、热稳定剂、强化剂等等。部分原料必须加入添加剂才能做的出塑料成品。
早在聚合物工业（The Polymer Industry）发展的早期，人们就已经知道把一些添加剂加到聚合物结构（Polymer Matrix）中，以得到某些产品，最初把这种过程叫掺和（Compounding。）
帮助加工的添加剂
[编辑]加工安定剂
[编辑]当聚合物在加工或以后使用时曝露在光、热及氧化状态下，它将会变质，包括物理性变坏、较脆、退色，或者透明度降低。为了抑制或减缓这些变质的劣化作用而在加工时添加进去的化学品，所以统称为安定剂（Stabilizers）。虽然并不能永久阻止光、热及氧化对聚合物的影响，不过他却能将变质的程度加以阻止或减缓，而使产品可以合乎商业上的要求。[1]
润滑剂、加工及流动助剂
[编辑]改善塑料的流动性，提高射胶速度、模具型腔的充填性，降低产品粘结模具，提高产品表面光滑。 [2]
- 内润滑性：减少螺杆作用在塑料熔体的工，产生热消耗的现象。
- 外润滑性：增加流速、帮助产品表面平滑以及帮助脱模。
静凝剂
[编辑]塑料填充剂
[编辑]塑料广泛使用的副材料。可以减轻成形收缩、减低成本等，有时也把这些填充料特称为基材。[3]
材料通常为：
- 增加塑料的强度：玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、硼纤维。
- 增加其耐摩耗性：二硫化铜。
- 电气性质：云母。
- 耐热性：石绵。
- 增加硬度：硅石、硅酸盐、碳酸钙、金属氧化物、碳黑、玻璃珠、木粉。
偶联剂
[编辑]增韧剂
[编辑]增韧剂（toughener），是一种化学品，加入塑料之后能有效提高制品的抗冲强度、韧性、拉伸强度及耐曲折性，降低产品的制造成本的一种助剂。[4]
表面性质的添加剂
[编辑]表面粗糙度
[编辑]抗静电剂（防止带电）
[编辑]为防止塑料带电，可减少发生电荷，或使发生的电荷迅速消失，实际上很难完全防止电荷的发生，所以通常加速电荷的消失，防止带电。有以下方法：
- 使用除电器或增加室内空气湿度
除电器通常用电晕放电式，进行直流电或交流的电晕放电，以相反的离子中和塑料表面电荷。
- 表面处理法，改善塑料的表面传导性
物体表面若有电传导性，表面发生的静电不累积，可以防止带电。目前大都以浸渍、喷雾、涂布方式，使静电防止剂附着在表面，防止带电，但因容易洗净摩、擦等而剥离，失去其机能。
- 添加静电防止剂。
把静电防止剂添加在塑料原料内，静电防止剂也会因塑料内部的静电防止剂渗出而回复。
电荷的衰退速率是依下列对数法则：
光学性质的添加剂
[编辑]光泽度
[编辑]物体表面光泽度是光波平滑的表面反射的结果，表面平滑的大颗粒由于有内反射作用，使得表面像是珠宝。
光泽度（Gloss）可定义成在某特定反射角（Wr）时的反射光强度的比值。
![{\displaystyle G={\frac {[Ir]Wr}{Ii}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3bbfe655268869d56d94db6bc5af53fa2041dd89)
实用上，Wr 皆采用45度。
| 光谱色 | 波长（毫米） | 光谱色 | 波长（毫米） |
|---|---|---|---|
| 红 | 750－610 | 绿 | 550－510 |
| 橙 | 610－590 | 蓝绿（靛） | 510－480 |
| 黄 | 590－575 | 蓝 | 480－450 |
| 黄绿 | 575－555 | 紫 | 450－400 |
着色剂
[编辑]
着色剂又称色料，它赋予塑料制品各种色泽。着色剂分为染料和颜料两种。 基本上有四种方式：[5]
颜色可以是不透明的，如果聚合物是透明的，会呈现半透明的颜色。重要的是，色粉（母）供应商知道如何调整比例，如有发生不可回复的严重错误，可能导致客户索赔。
成核剂
[编辑]有助于塑料材料的白色光透过性的添加剂数量仍然有限，它们的作用在于助长晶核的数量并降低晶核的平均大小，这种称之为成核剂（Nucleating Agents）。
稳定剂
[编辑]稳定剂，是能够防止或者抑制两种以上化学药品进行反应的化学药品，与催化剂的功能相反。常见的稳定剂包括：抗氧化剂（可以防止不必要的氧化作用）及塑料紫外线稳定剂（可防止特别是塑材因紫外线照射产生影响）。
抗氧化剂
[编辑]聚合体中键能（Bond energy）较弱部位，在热、光或氧的作用下，容易发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。引起连锁反应使分子链断裂或形成链交联，塑料的强度因此降低或变脆，失去其应用价值，抗氧化剂的作用是防止或延缓塑料因氧化而分解。[6]
热稳定剂
[编辑]抗老化添加剂
[编辑]又称为防老剂，老化（Ageing），可定义成物质受大气中的辐射、温度、氧气、水等单一或混合影响而劣化的过程。[7]
虽然外来的机械应力等也会造成物质的退化或毁坏，但习惯上是用老化这个名词来表示物质中的化学性质已经改变。
ROOH→RO+OH
| 波长（毫米） | 辐射能量（kJ/einstein） | 键型 | 键强度（KJ/摩尔） |
|---|---|---|---|
| 290 | 418 | C－H | 355－418 |
| 300 | 397 | C－H | 314－335 |
| C－H | 314－335 | ||
| 350 | 340 | C－Cl | 293－360 |
| 400 | 297 | C－N | 250－272 |
注：
- 1. 1 einstein = 6 X 1023 光子；1KJ = 1000 焦耳
- 2. 其他置换会影响到键的强度，像在酰胺中的 C－N 键能使交单纯的 C－N 键降低约 200 KJ/mole 。
抗紫外线剂、紫外线吸收剂（UV Protecting Agents）
[编辑]大气中的辐射包括紫外线（UV）、可见光、和红外线（IR），其中紫外线对塑料的损害最大。[8][9]
要保护塑料不受紫外线伤害，得添加能降低有害辐射能量的添加剂，所添加的抗紫外线添加剂必须能吸收紫外线而不至于分解或者继续劣化。
变价金属离子抑制剂
[编辑]光遮罩剂
[编辑]硬化剂
[编辑]硬化剂的目的是在促进或控制塑料硬化。[10]
- 氯丁二烯树脂用
- 酚醛树脂用
- 环氧树脂用
抗冲击剂
[编辑]抗冲击剂（英语：antiimpact agent）是能改进脆性高分子材料冲击性能的助剂的统称。又称为冲性改性剂（impact modifier）、抗冲改性剂、增韧剂。
举例： 不同脆性高分子材料需用不同的抗冲击剂。
- 聚氯乙烯常用ABS、MBS[需要消歧义]、氯化聚乙稀、EVA、丁腈橡胶、丙烯酸系树脂等。
- 聚丙烯多用EVA、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙丙橡胶等。
- 聚苯乙烯常用丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等。
- 近年又发现苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等刚性聚合物能很好的提高抗冲击强度。
其他
[编辑]发泡剂
[编辑]利用添加适量的发泡剂，将塑料加工成内部多孔性结构，致所得成品密度低于原本。应用相当广泛常见于保丽龙板（聚苯乙烯）、发泡塑料的制造有两种基本方法：物理发泡法和化学发泡法。这些方法都有一个共通点；它们把要发泡的成分导入液状或特定黏度的塑料。发泡体的形状都得加入发泡剂（意指任何固、液、气体或相互混合的物质，可以产生胞状室结构者）。[11]
物理发泡剂
[编辑]化学发泡剂
[编辑]防焰剂
[编辑]所有聚合体在燃烧时皆会破坏其化性并产生挥发物。聚合体由于氧化和吸收辐射能皆会产生热解（Pyrolysis），温度升高产生挥发物，聚合体本身无法防火，因此唯一的可能是降低其着火的可能性。具备降低着火可能即火焰生长的添加剂称之为防焰剂（Fire Retardant）或称防火阻燃剂、滞燃剂。[12]
塑化剂
[编辑]塑化剂（英语：Plasticizer），或称增塑剂、可塑剂，是一种增加材料的柔软性或是材料液化的添加剂。[13]
环境可分解塑料添加剂
[编辑]环境可分解塑料添加剂，或称完全可分解塑料添加剂，(Totally Degradable Plastics Additives, TDPA)，。
健康危害
[编辑]一般法律的要求相当严格，同时这也是制造者在道德和良心上必须重视的问题。
仿石材添加剂
[编辑]相关条目
[编辑]参考来源
[编辑]引用
[编辑]- ^ 《塑料添加剂》，梁定彭 译，复汉出版社，1979年4月1日，43页～75页
- ^ 《塑料添加剂》，梁定彭 译，复汉出版社，1979年4月1日，135页～158页
- ^ 《塑料添加剂》，梁定彭 译，复汉出版社，1979年4月1日，165页～188页
- ^ 《塑料工程学》，谢俊雄编著，文京图书有限公司，19763月5日，159页～164页
- ^ 《塑料添加剂》，梁定彭 译，复汉出版社，1979年4月1日，199页～265页
- ^ 《塑料添加剂》，王琰 编著，高立图书，1979年4月1日，1页～2页，ISBN 957-584-117-4
- ^ 《塑料添加剂》，梁定彭 译，复汉出版社，1979年4月1日，180页
- ^ 《塑料添加剂》，梁定彭 译，复汉出版社，1979年4月1日，183页
- ^ 《塑料添加剂》，王琰 编著，高立图书，1979年4月1日，23页～24页，ISBN 957-584-117-4
- ^ 《塑料工程学》，谢俊雄编著，文京图书有限公司，19763月5日，176页～177页
- ^ 《注射成形塑料制品的生产》，刘大林，大孚书局，1984年9月，25页
- ^ 《塑料添加剂》，梁定彭 译，复汉出版社，1979年4月1日，113页～131页
- ^ 《塑料添加剂》，梁定彭 译，复汉出版社，1979年4月1日，79页～108页
书目
[编辑]- 《塑料物性入门：成型加工技术参考》，陈世春 译，复汉出版社
- 《塑料射押出加工技术培训班-(三)塑料添加剂》，林伟华等编著，财团法人塑料工业技术发展中心
- 《塑料e学苑-加工技术知识库 (IKE) 第 2003-01 期》，财团法人塑料工业技术发展中心，2003年8月6日
- 《塑料添加剂手册》，化学工业出版社，2005年3月日
外部链接
[编辑]- （繁体中文） 财团法人塑料工业技术发展中心