高分子材料成型(三)

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第二章 添加剂

添加剂的目的:三个要求
1. 性能要求
2. 加工要求
3. 经济要求

不同目的的分类
1. 加工性能:增塑剂,润滑剂,稳定剂
2. 力学性能:
3. 老化性能
4. 降低成本
5. 其他性能

第一节 稳定剂

使用稳定剂的目的:老化
1. 结构变化 / 微观
2. 性能变化 / 宏观

分类(作用机理):
1. 热
2. 氧
3. 光

  1. 热稳定剂:PVC
    • 不稳定机理:C-C 键能的大小变化
      • 取代基(cl)的分布和极性
      • 双键的邻位
      • 影响因素:温度,氧气,光,分子量大小,HCL
    • 稳定机理
      • 双键数目:颜色判断
      • 抑制催化剂的作用
    • 常用热稳定剂
      • 选择依据
        • 性能要求
        • 尺寸要求
        • 加工方法
  2. 抗氧剂
    橡胶:含有双键的不饱和橡胶,双键旁边的单键
    塑料:以共价键结合的塑料,共价键的断裂

    • 老化机理
    • 键能大小
    • 氧化:自由基催化
      反应式:
      • 链引发
        RHR+H
      • 链增长
        R+O2ROO
        ROO+RHROOH+R
      • 链转移
        ROOHRO+HO
        2ROOHRO+ROO+H2O
        RO+RHROH+R
        HO+RHH2O+R
      • 链终止
        2ROOO2+非活性产物
        R+ROOROOR
        2RRR
    • 机械力作用
    • 金属离子
      ROOH+Me+1RO+Me+2+OH
      ROOH+Me+2ROO+Me+1+H+

      • 2ROOHROO+Me+1+H2O
    • 抗老化机理

      • 首先与自由基过氧化物反应,生成小活性自由基
      • 分解氢过氧化物
      • 金属离子
    • 常用抗氧剂
      • 选择要求
        • 活性
        • 稳定性
        • 挥发性
        • 色污
  3. 光稳定剂
    • 种类
    • 作用原理
  4. 生物抑制剂
  5. 提高高分子材料的使用寿命

第二节 增塑剂

提高使用中的柔软性,加工中的可塑性,与Tg有关
1. 使用温度与玻璃化温度关系
- 塑料
- 橡胶
2. 提高流动性,降低玻璃化温度,缩短升温时间和范围

  1. 增塑剂的作用
    • 配合剤与聚合物混合更容易
    • 提高流动性
    • 具有柔软的使用性能
    • 耐寒性提高
      Tb的定义:
  2. 增塑剂的作用机理
    • 极性/非极性
    • 溶解度参数
      SP=EV
      • 非极性: 溶剂化作用
      • 增塑效果:ΔTg=kV
      • 极性:
      • 增塑效果:ΔTg=βn
  3. 增塑剂的性质
    • 相容性
    • 稳定性
      • 内部:迁移
      • 外部:挥发
      • 游移 萃取 渗出
    • 加工性质
      • 凝胶化速度
      • 热稳定性
      • 粘性和润滑
    • 使用性能
  4. 增塑剂的选择
    • 溶解度参数
    • 分子量
    • 分子的基团
    • 成本(主、辅、增量剂)
    • #### 第三节 润滑剂
  5. 润滑剂的作用 熔体和设备表面
    润滑剂与增塑剂的区别
    • 仅在加工中作用
  6. 润滑剂的分类
    • 内润滑:熔体
    • 外润滑:设备
  7. 润滑剂的选用

第五节 填充剂

  1. 填充剂的作用
    • 増量剤
    • 补强剂:橡胶 炭黑
  2. 补强机理:与聚合物形成次价力,或形成聚集体
  3. 补强结果:
    • 改变构象平衡和松弛时间
    • 降低溶解度
    • 提高Tg和硬度
    • 降低线膨胀系数和收缩率
    • 过量使塑料强度降低

作业:
1. 高分子结晶的新进展新模型高小铃

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