塑料添加剂

添加剂的添加方式取决于:合成树脂的物理形态和熔融特征;添加剂的物理形态和浓度;添加剂在配混料中的分散度和溶解度;配混料的最终物理状态。添加时多采用高速混合、密炼和挤出等工艺。添加剂添加后的效果，除取决于其作用机理外，还取决于正确的添加顺序。

塑料添加剂按其特定功能可分为七大类:①改善加工性能的添加剂，如热稳定剂、润滑剂等。②改善机械加工性能的添加剂，如增塑剂、增韧剂等。③改善表面性能的添加剂，如抗静电剂、偶联剂等。④改善光学性能的添加剂，如着色剂等。⑤改善老化性能的添加剂，如抗氧剂、光稳定剂等。⑥降低塑料成本的添加剂，如增量剂、填充剂等。⑦赋于其他特定效果的添加剂，如发泡剂、阻燃剂、防霉剂、防啃咬剂等。

添加剂是指分散在塑料分子结构中，不会严重的影响塑料的分子结构，而能改善其性质或降低成本的化学物质。

添加剂的加入，能促使塑料改进基材的加工性、物理性、化学性等功能和增加基材的物理、化学特性。

根据添加剂改进塑料的功能差异，添加剂有许多不同称谓。

具体来说，从增加基材的加工特性方面分析，

①流动性:滑剂;②热安定;③热安定剂、抗氧化剂;④分散性:加工助剂、分散剂;⑤兼容性:兼容剂、偶合剂;⑥熔融强度:架桥剂、增黏剂。从增加基材的物理、化学特性方面分析，添加剂包括:①刚性、强度:填充剂、晶核剂;②冲击性:冲击改质剂;③耐热性:填充剂、晶核剂;④耐燃性:耐燃剂;⑤耐候性:安定剂UV安定剂;⑥导电性:抗静电剂导电涂料填料;⑦颜色:色料;⑧软硬度:可塑剂加工油;⑨密度:发泡剂;⑩透明性:晶核剂，卫生性:抗菌剂;耐用性:防老剂、紫外线吸收剂、防啃咬剂。

对塑料添加剂的主要要求是:①高效:在塑料加工和应用中能有效地发挥其应有的功能。添加剂的选用应依据配混料的综合性能要求。②相容性:能与合成树脂较好地相容。③持久性:在塑料加工和应用过程中不挥发、不渗出、不迁移、不溶出。④化学稳定性:在塑料加工和应用过程中不分解，不与合成树脂及其他组分发生化学反应。⑤无毒:对人体无任何毒性作用。⑥价格低廉。

绝大部分合成树脂具有可塑性，但可塑性的大小却不相同，为了使树脂易于塑化和赋予制品柔软性，一般在树脂中加入一些低分子物质，这些低分子物称为增塑剂。增塑剂(plasticizer)是液体或低熔点物质，与树脂应有较好的混溶性。常用的增塑剂由邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。

是为了美化和装饰塑料而在物料中加入的含色料的添加剂称为着色剂(filling material)。

是加于塑料的配合料中以降低成本，有时也可增进塑料的物理性能，如硬度、刚度及冲击强度的相对惰性的物质称为填料。最常用的填料由粘土、硅酸盐、滑石、碳酸盐等。

能阻止塑料因受热所发生降解作用的添加剂。由于聚氯乙烯的热敏性突出，所以热稳定剂多用于聚氯乙烯类塑料的配混中。根据化学结构，可分为铅盐、混合金属盐、有机锡和特定用途热稳定剂四大类。

① 铅盐:最早应用的一类热稳定剂。具有较优良的长期热稳定性、耐候性和电绝缘性，但影响制品透明性，有毒，有初期着色性，易硫化污染，与聚氯乙烯的相容性和分散性差。铅盐无润滑性，故要与金属皂类润滑剂并用。常用品种有三碱式硫酸铅、二碱式亚磷酸铅。多用于不透明聚氯乙烯板、管及电线和电缆护套制造中。

② 复配型金属盐:最通用的一类热稳定剂。常以液体、糊剂或粉末的预配形式出售。常用品种有钡-镉、钡-钙-锌、钡-锌、钙-锌和钙-镁-亚锡-锌的高级脂肪酸盐类。这类热稳定剂常与有机辅助剂(如亚磷酸酯类、环氧化合物、多元醇以及酚类抗氧剂等)并用，组成适应不同加工工艺和制品应用要求的复配型热稳定剂。

③ 有机锡:这类热稳定剂主要用于要求透明的各种软聚氯乙烯制品。常用品种有马来酸酯类、硫醇盐和羧酸酯类。其中，马来酸二正辛基锡、S，S'-双(硫代甘醇酸异辛酯)二正辛基锡，可作为无毒稳定剂，用于食品及医药包装材料。

④ 特殊用途热稳定剂:指某些有特定效果的纯有机化合物，如碱性乳液聚合聚氯乙烯中使用的α-苯基吲哚、氨基巴豆酸酯类，石棉填充聚氯乙烯地板材料中使用的季戊四醇或双氰胺。

正确选择和配合热稳定剂可达到最佳的协同效应。为了适应无毒和高耐候性的特定要求，热稳定剂研究的重点是开发混合金属盐和有机锡化合物的新品种，少用重金属而又可提高稳定效果的品种，以及具有协同效应的低毒或无毒的复合型品种。

在塑料加工中，能降低塑料粒子之间的摩擦、塑料大分子之间的摩擦、塑料对加工设备金属表面的粘附性，以及改善塑料熔体流动性，提高加工效率的添加剂。尤其在聚氯乙烯加工中，润滑剂是必不可少的添加剂。其作用可分为两类:熔化前在塑料粒子之间以及熔化后在塑料熔体与加工设备金属表面之间所起的作用，称为外润滑作用;熔化后在塑料大分子之间所起的作用，称为内润滑作用。有些润滑剂的作用介于两者之间。几乎所有润滑剂的作用方式，都随塑料的其他组分的改变而改变。润滑剂的化学结构是决定其作用方式的首要因素。通常,润滑剂的碳链越短,极性越强，其内润滑作用越大;碳链越长，则外润滑作用越大。常用塑料润滑剂的类别和代表性品种见表。一种润滑剂一般难于满足全面的要求，生产中常将几种润滑剂并用，所以复配型润滑剂发展很快。

又称静电消除剂。混入塑料中或涂覆于塑料制品表面，能降低表面电阻，适度赋予导电性，从而消除或防止静电荷积累所产生的危害的添加剂。抗静电剂大多属离子型和非离子型表面活性剂。其作用机理主要有4种:亲水基团增加塑料制品表面吸湿性，形成单分子导电膜层;增加制品表面的离子浓度，提高其导电性;增大摩擦体之间的介电性;增加制品表面平滑性,减低其摩擦系数。

按使用方法，可分为涂覆型和内加型两类。涂覆型抗静电剂可用各种涂覆方法涂施于制品表面,见效快,适应面广，但易因摩擦和洗涤而损失，因此只有短期抗静电效果。内加型抗静电剂可直接混入塑料中，均匀分散后，有持久性抗静电效果，故普遍采用。

又称抗氧化剂。能抑制或延缓塑料在制造、加工、应用和贮存中，因受热、光、机械应力、电场、辐射及添加剂中所含重金属离子等因素所引起的塑料及制品外观和内在性能的劣化作用。其种类繁多。按化学结构可分为酚类、胺类、含磷化合物、含硫化合物和有机金属盐等5大类。根据不同的作用机理,酚类和胺类又称为主抗氧剂，含磷和硫的化合物又称为辅抗氧剂。主抗氧剂的作用是捕获氧化降解中产生的活泼自由基，从而中断链式降解反应，达到抗氧化目的。辅助抗氧剂的作用是将氧化降解的中间产物分解为非自由基产物。通常，主、辅抗氧剂并用，通过相互的协同效应达到最佳的抗氧化效果。抗氧剂研究的主要方向是提高抗氧效率、持久性和相容性。

出现了大分子量(500~1000)抗氧剂,分子内除含有抗氧基团外，还有庞大的辅助基团，借助增大分子量来提高抗氧持久性。此外,还有反应型抗氧剂,能在塑料制造和加工过程与合成树脂组分发生化学反应，有永久性抗氧剂之称。

能抑制或减弱塑料因吸收紫外光而导致的光降解或光老化作用，延长塑料制品使用及贮存寿命的添加剂。其机理在于屏蔽光辐射源，吸收并消散能引发塑料降解的紫外光辐射，或消散塑料分子上的激发态能量。光稳定剂可在塑料配混中混入。常用的光稳定剂有:水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和有机络合物类。

能在特定条件下产生大量气体，使塑料形成连续或不连续微孔型结构的添加剂。具有这种微孔结构的塑料，称为泡沫塑料或微孔塑料。根据产生气体的方式，发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。

①物理发泡剂:一般是无味、无毒的惰性气体，或稳定性良好、沸点低的不燃性液体。常用惰性气体有氮、二氧化碳和空气，常用低沸点液体有四氯乙烷、氯甲烷和戊烷等。此外，可溶出性固体化合物(如食盐)也是常用的物理发泡剂。物理发泡剂适用于聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等的发泡。

②化学发泡剂:在室温下稳定，而在塑料加工温度下能分解释出大量气体的化合物。在泡沫塑料制造中应用很普遍。工业上常用的化学发泡剂大多是释放氮为主要气相成分的有机化合物，和能分解并分别释放氨或二氧化碳的碳酸氢铵和碳酸氢钠。化学发泡剂多适用于各种热塑性塑料的发泡。为了降低化学发泡剂的分解温度，改善其分散性和提高发泡量，也常使用一种能活化化学发泡剂的发泡促进剂，或称助发泡剂，如水杨酸、尿素等。

能阻止塑料引燃或抑制火焰蔓延的添加剂。多为含卤素、磷、锑、硼、铝等元素的无机或有 机化合物。按其使用方式，可分为反应型和添加型两大类。反应型阻燃剂作为单体参与合成树脂的聚合反应，对塑料性能影响较小。添加型阻燃剂则在塑料配混过程中，以一般方法混入合成树脂，使用方便，适应性强，但常会影响塑料性能。常用品种有三氧化二锑(锑白)、三水合氧化铝、硼酸锌、偏硼酸锌、四溴丁烷、六溴联苯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯等。大多数阻燃剂常按多种机理发挥其功能，因此，常同时使用几种阻燃剂以求达到最佳的协同效应。

由于塑料在建筑、汽车、飞机等工业领域中应用日益广泛，对阻燃要求日趋严格，所以阻燃剂的增效性配方研究成为实用研究的重要课题。此外，塑料燃烧生成的烟雾和毒性气体所引起的生理效应日益受到重视，所以，开发不挥发性阻燃剂，以增大表面结焦层及其稳定性，减少燃烧时毒性气体的逸散，也是当代阻燃剂研究的重点课题之一。

耐冲击改质剂(Impact modifier)通常是具有特殊性的树脂以(Compounding)方式添加，而改善塑料的耐冲击性。耐冲击改质剂常常影响到塑料的耐热性、流动性或加工性，选择时必须慎重。下面为一些

抗氧剂的加入可防止聚合物在加工过程中降解，并防止制成品在使用中氧化。抗静电添加剂用于许多包装品级以减少瓶子或包装物对灰尘和污物的粘附。特定的用途需要特殊的添加剂配方，例如与电线、电缆用途相关的铜抑制剂。优良的耐气候性和抗紫外线(或日光)可通过添加抗UV添加剂。没有添加抗紫外线或炭黑的 PE，建议不要持续在户外使用。高等级的炭黑颜料提供了优良的抗UV性并可经常在户外应用，如电线、电缆、槽池村层或管子。