塑料就像一道菜，沒有助劑，怎成佳肴？
當你去商店買一束漂亮的塑料花時，售貨員小姐告訴你，鮮艷的色彩可長久保持；當你買一件放在特定環(huán)境下的塑料制品時，她又告訴你，這是用不怕火的塑料做成的；當你希望你的塑料用品別在不長時間就沾滿灰塵時，她會向你保證，這是用抗靜電塑料做的。請你相信她的話，她向你介紹的制品是添加了塑料穩(wěn)定劑、抗老化劑、阻燃劑、抗靜電劑等塑料添加劑的結(jié)果。
這些塑料添加劑，使原本平常的塑料制品變得神奇起來。這也使具有較高經(jīng)濟附加值的塑料添加劑產(chǎn)業(yè)充滿了誘惑力，展示出光明的前景。接下來，小編就給大家詳細的介紹目前塑料常用助劑的分類。向你們展示什么是真正的“小身板，大能量”。
一、什么是塑料助劑
塑料助劑可以從廣義和狹義兩個方面解釋。廣義的塑料助劑是指在塑料制品加工成型過程中，所有添加在樹脂基體中，可用于降低制品成本、改善或賦予制品某項使用性能，或者是改善塑料制品的加工性，都可稱為塑料助劑。包括有機、無機、小分子和大分子。狹義的塑料助劑又稱為塑料添加劑，特指可以改善塑料加工性能或者是改善或賦予制品某項性能的化工原料。如潤滑劑、抗氧劑和阻燃劑等。在這里主要給大家介紹廣義上的塑料助劑。
二、常用塑料助劑分類
目前，塑料常用助劑大致分為以上三大類。狹義上的助劑其實就是指上圖中的加工助劑和功能助劑，并不包括填料。接下來，小編就給大家詳細的介紹每一類助劑。
1塑料填料
填料，可根據(jù)添加時的用途可以分為三類：
（1）降低成本類：可分為有機填料和無機填料。常用的無機填料有CaCO3、滑石粉、硅灰石、BaSO4、高嶺土、元明粉、玻璃微珠等。常用的有機類填料主要為木粉、竹粉、果殼粉、貝殼粉及棉、麻和稻農(nóng)副產(chǎn)品的粉末等。
這類填料是塑料助劑中應(yīng)用最廣泛，消耗量最大的一類。除降低成本外，還可以改善制品的某些性能。如，無機類填充普遍可以改善塑料制品的剛性、耐熱性（無機填料）、尺寸穩(wěn)定性、降低成型收縮率及抗蠕變性等。有機類填充可補強、降低成型收縮率及提高尺寸穩(wěn)定性等，但是耐熱性較差。
（2）增強類填料：最常用的增強類填料有兩種：纖維類和晶須類。主要有：無機類（如玻璃纖維、碳纖維、石墨纖維、晶須、石英纖維及陶瓷纖維等）；有機類（如PA纖維、芳綸纖維、聚酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維等）。
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這類填料是塑料最主要的增強材料，用量可占整個增強材料的90%以上。目前塑料增強改性中最為常用的是玻纖和碳纖，特別是在汽車輕量化方面，研究應(yīng)用較多。晶須多用于補強作用，常見的有CaCO3晶須和CaSO4晶須。
（3）增韌類填料：塑料的韌性常用其沖擊強度值大小來表示。沖擊強度是指試樣受沖擊破壞斷裂時，單位面積上所消耗的功。它用于評價材料抵抗外界沖擊的能力或判斷材料的脆性或韌性程度。沖擊強度越高，其韌性越好；反之，其脆性越大。增韌填料主要有橡膠和熱塑性彈性體兩類。
高抗沖橡膠主要有：乙丙橡膠（EPR）、三元乙丙橡膠（EPDM）、丁腈膠（NBR）、丁苯膠、天然膠、順丁膠、氯丁膠、聚異丁烯及丁二烯膠等。熱塑性彈性體有：乙烯-辛烯共聚物（POE）、SBS和SEBS等。
這類填料在增韌的同時，會降低制品的強度和剛性。所以，現(xiàn)在較為流行的方法是和剛性的無機納米粉體共同添加到樹脂基體中，進行共混增韌改性。
2加工類助劑
塑料加工類助劑，根究用途可以分為三類：
（1）潤滑劑：潤滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的摩擦力，從而降低熔體的流動阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動性，避免熔體與設(shè)備的粘附，提高制品表面的光潔度等。
潤滑劑按作用可分為內(nèi)潤滑劑和外潤滑劑。實質(zhì)也就是我們通常說的增塑劑和脫模劑。只是在不同樹脂中叫法不一樣，如增塑劑通常是在PVC樹脂加工中應(yīng)用較多，實質(zhì)也是其內(nèi)潤滑的作用。內(nèi)、外潤滑劑的區(qū)分主要依其與樹脂的相容性大小。內(nèi)潤滑劑與樹脂親和力大，其作用是降低大分子間的作用力；外潤滑劑與樹脂的親和力小，其作用是降低樹脂與加工機械之間的摩擦。
常用的潤滑劑有飽和烴類（固體石蠟、液體石蠟、微晶石蠟和低分子量聚乙烯等）、金屬皂類（硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等）、脂肪族酰胺（EBS、油酸酰胺等）、脂肪酸類（硬脂酸、羥基硬脂酸）、脂肪酸酯類（PETS、單硬脂酸甘油酯、多硬脂酸甘油酯等）及脂肪醇類（硬脂醇、季戊四醇等）。
硬脂酸鈣
（2）熱穩(wěn)定劑：塑料在加工成型過程中，會因加熱、摩擦或剪切等產(chǎn)生熱量，或因塑料制品在使用過程中受熱而發(fā)生性能變壞。為了防止塑料受熱發(fā)生降解老化，需要添加一種使塑料在受熱時不會引起分解和變化的物質(zhì)，這種物質(zhì)就叫做熱穩(wěn)定劑。主要用于PVC樹脂的加工。
純PVC樹脂對熱極為敏感，當加熱溫度達到90℃以上時，就會發(fā)生輕微的熱分解；當溫度達到120℃后，即發(fā)生明顯的熱分解，使PVC樹脂顏色逐漸加深。PVC的熱降解機理十分復雜，但PVC的熱分解反應(yīng)的實質(zhì)是由于脫HCl反應(yīng)引起的一系列反應(yīng)，最后導致大分子斷裂。
常用熱穩(wěn)定劑品種：鉛鹽類熱穩(wěn)定劑（三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛、二鹽基硬脂酸鉛、堿式碳酸鉛等）；金屬皂類熱穩(wěn)定劑（硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等）；有機錫類熱穩(wěn)定劑（含硫有機錫類、有機錫羧酸鹽等）；稀土熱穩(wěn)定劑。
（3）發(fā)泡劑：所謂發(fā)泡劑就是使對象物質(zhì)成孔的物質(zhì)，它可分為化學發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑和表面活性劑三大類。化學發(fā)泡劑是那些經(jīng)加熱分解后能釋放出二CO2和N2等氣體，并在聚合物組成中形成細孔的化合物；物理發(fā)泡劑就是泡沫細孔是通過某一種物質(zhì)的物理形態(tài)的變化，即通過壓縮氣體的膨脹、液體的揮發(fā)或固體的溶解而形成的；發(fā)泡劑均具有較高的表面活性，能有效降低液體的表面張力，并在液膜表面雙電子層排列而包圍空氣，形成氣泡，再由單個氣泡組成泡沫。
3功能性助劑
（1）防老化類助劑：是指抑制塑料制品在貯存、運輸和使用過程中，因外界因素（光、熱、氧等，非機械因素）的作用下，大分子鏈降解，降低或喪失力學性能的過程。具有抑制高聚物分子鏈斷裂，延長塑料制品使用性能的物質(zhì)，統(tǒng)稱為防老劑。包括：光/熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、抗UV穩(wěn)定劑和抗水解劑。
①光穩(wěn)定劑/抗氧劑：塑料通常在光照，氧氣及熱的作用下會快速發(fā)生老化，從而導致：強度、剛度及韌性的下降；變色；出現(xiàn)劃痕，表面光澤下降。影響塑料制品的使用性能。需要加入光穩(wěn)定劑和抗氧劑抑制分子鏈的斷裂，延長制品的使用性能。
酚類抗氧劑作用機理
常用的抗氧劑有1010、168、1076，復合的有B215、B225等。光穩(wěn)定劑有770、622、944和783等。常用的抗UV穩(wěn)定劑有UV―531、UV―326和UV―327。
②抗水解劑：在潮濕、溫暖的環(huán)境下，水分子會破壞聚合物的大分子鏈，導致某些聚合物降解甚至失去任何性能的現(xiàn)象稱為“水解”。聚烴類對水分比較穩(wěn)定，浸在水溶液中到達平衡時含水量也很少。但是尼龍（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚氨酯（PU）、聚酯（PET、PBT）等通過縮聚反應(yīng)生成的聚合物，含有大量的酰胺基、酯基、脲基、縮二脲基、氨基甲酸酯基等高極性基團。它們在含水量不多和室溫的條件下，吸入的水分與極性基團形成氫鍵，削弱了聚合物中自身分子之間的氫鍵，因而使聚合物的物理機械性能下降。這種作用是可逆的，當水分去除后，性能可以得到恢復。然而在溫度較高和相對濕度較大時，水與聚合物分子鏈的極性基團發(fā)生反應(yīng)而引起降解。
為了有效地防止某些聚合物水解的產(chǎn)生，通常是向材料中加入水解穩(wěn)定劑，也稱為抗水解劑。水解穩(wěn)定劑的加入能有效地捕捉聚合物水解產(chǎn)生的羧基，生成穩(wěn)定無害的產(chǎn)物（如酰脲衍生物），從而阻止聚合物進一步水解。水解穩(wěn)定劑的品種較多，一般包括單（多）碳化二亞胺、噁唑啉類化合物、環(huán)氧化合物以及其他能終止水解的物質(zhì)。
（2）衛(wèi)生、安全性助劑：塑料制品最大的缺陷就是易燃，并且在燃燒的過程中會產(chǎn)生融滴，引發(fā)次生火災。此外，塑料制品的導電性差，表面會堆積一層電荷，產(chǎn)生靜電吸引，使制品表面吸附大量的灰塵和細菌。所以，塑料制品一般需要加入阻燃劑、抗靜電劑和抗菌劑。保證塑料制品在使用過程的衛(wèi)生、安全性。
①阻燃劑：阻燃劑是一類能夠阻止塑料引燃或抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦８咝О踩淖枞紕┮话憧梢酝瑫r起到阻燃、抑煙、散熱、防滴落四個作用。根據(jù)其使用方法可分為添加型和反應(yīng)型兩類。
塑料制品多數(shù)具有易燃性，這對其制品的應(yīng)用安全帶來了諸多隱患。準確地講，阻燃劑稱作難燃劑更為恰當，因為“難燃”包含著阻燃和抑煙兩層含義，較阻燃劑的概念更為廣泛。長期以來，人們已經(jīng)習慣使用阻燃劑這一概念，所以在文獻中所指的阻燃劑實際上是阻燃作用和抑煙功能助劑的總稱。
阻燃劑依其使用方式可以分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。添加型阻燃劑通常以添加的方式配合到基礎(chǔ)樹脂中，它們與樹脂之間僅僅是簡單的物理混合；反應(yīng)型阻燃劑一般為分子內(nèi)包含阻燃元素和反應(yīng)性基團的單體，如鹵代酸酐、鹵代雙酚和含磷多元醇等，由于具有反應(yīng)性，可以化學鍵合到樹脂的分子鏈上，成為塑料樹脂的一部分，多數(shù)反應(yīng)型阻燃劑結(jié)構(gòu)還是合成添加型阻燃劑的單體。
按照化學組成的不同，阻燃劑還可分為無機阻燃劑和有機阻燃劑。無機阻燃劑包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻、硼酸鋅和赤磷等，有機阻燃劑多為鹵代烴、有機溴化物、有機氯化物、磷酸酯、鹵代磷酸酯、氮系阻燃劑和氮磷膨脹型阻燃劑等。
抑煙劑的作用在于降低阻燃材料的發(fā)煙量和有毒有害氣體的釋放量，多為鉬類化合物、錫類化合物和鐵類化合物等。盡管氧化銻和硼酸鋅亦有抑煙性，但常常作為阻燃協(xié)效劑使用，因此歸為阻燃劑體系。
常用的阻燃劑分為四類：鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、無機阻燃劑和膨脹型阻燃劑。
②抗菌劑：抗菌劑指能夠在一定時間內(nèi)，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(zhì)。
抗菌劑的抗菌作用一般分為殺菌和抑菌作用?？咕鷦┑臐舛群妥饔脮r間對抗菌作用有很大的影響。銀、銅、汞等金屬離子、強氧化劑主要起殺菌作用，有機抗菌劑則主要表現(xiàn)為抑菌作用。同一抗菌劑，低濃度常表現(xiàn)抑菌，高濃度則為殺菌。
③抗靜電劑：任何物體本身都帶有靜電荷，這種電荷可以是負電荷也可以是正電荷，靜電荷的聚集會使生活或者工業(yè)生產(chǎn)受到影響甚至危害，將聚集的有害電荷導引/消除使其不對生產(chǎn)/生活造成不便或危害的化學品稱為抗靜電劑。
抗靜電劑一般都具有表面活性劑的特征，結(jié)構(gòu)上極性基團和非極性基團兼而有之。常用的極性基團（即親水基）有：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的陰離子，胺鹽、季銨鹽的陽離子，以及-OH、-O-等基團，常用的非極性基團（即親油基或疏水基）有：烷基、烷芳基等。從而形成了纖維工業(yè)常用的五種基本類型的ASA，即胺的衍生物，季銨鹽，硫酸酯、磷酸酯以及聚乙二醇的衍生物。
4外觀使用性能
塑料制品在日常生活中，無處不在。它們形狀各異，色彩繽紛。各色各樣的塑料制品也給我們的生活帶了不一樣的色彩。這全都歸功于塑料著色劑。
著色劑使塑料改變固有的吸收及反射光波的特性。它可以是有機或無機的，可以是天然的或合成的。顏料是不能溶于普通溶劑的著色劑，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(wěn)定性、光穩(wěn)定性優(yōu)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、耐候性和遮蓋力方面不如無機顏料。
5其他性能助劑
除了上述這些助劑之外，塑料在加工成型過程中的助劑還有很多，如相容劑、偶聯(lián)劑、成核劑和防霧劑等。這些助劑，在塑料制品的使用性能方面都有著及其重要的作用。
①相容劑：相容劑又稱增容劑，是指借助于分子間的鍵合力，促使不相容的兩種聚合物結(jié)合在一體，進而得到穩(wěn)定的共混物的助劑。塑料合金和木塑產(chǎn)品中使用較多。
以ABS為例，直接將兩種材料共混得到“ABS”一定不是你想要的，因為它的性能一塌糊涂。為什么會有這樣的差別呢？這就涉及到了高分子合金的關(guān)鍵技術(shù)——相容化技術(shù)。就ABS而言，大家可能知道他的生產(chǎn)方式是首先聚合得到的PB膠粉，然后以它為種子，另加丙烯腈和苯乙烯單體，接枝在PB膠粉上。這樣在PB膠粉的表面其實是PB-g-AS這種聚合物。而這種聚合物將兩種原本不相容的聚合物結(jié)合在一起，改善了原來體系的性能。相容劑一般是接枝聚合物。
②偶聯(lián)劑：是一類具有兩性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，它們分子中的一部分基團可與無機表面的化學基團反應(yīng)，形成化學鍵合；另一部分基團則有親有機物的性質(zhì)，可與有機分子發(fā)生化學反應(yīng)或產(chǎn)生較強的分子間作用，從而將兩種性質(zhì)截然不同的材料牢固地結(jié)合起來。
一般是用來改善無機填料在聚合物基體中的分散狀態(tài)，提高填充聚合物材料的力學性能和使用性能。常用的有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑以及復合偶聯(lián)劑。目前的超分散劑，其實也是這種概念。
③成核劑：核劑是適用于聚乙烯、聚丙烯等不完全結(jié)晶塑料，通過改變樹脂的結(jié)晶行為，加快結(jié)晶速率、增加結(jié)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功能助劑。
山梨醇成核劑
④防霧劑：透明的塑料薄膜、片材或板材，在潮濕環(huán)境中，當濕度達到露點以下時，會在其表面凝結(jié)一層細微水滴，使表面模糊霧化，阻礙了光波的透過，例如利用薄膜包裝產(chǎn)品時，也會因結(jié)霧而看不見內(nèi)裝物，而且產(chǎn)生的霧滴還容易造成內(nèi)裝物的腐爛損壞。因此，為了提高產(chǎn)品的適用壽命，需要加入一定量的防霧劑。
防霧劑是一些帶有親水基的表面活性劑，可在塑料表面取向，疏水基向內(nèi)，親水基向外，從而使水易于濕潤塑料表面，凝結(jié)的細水滴能迅速擴散形成極薄的水層或大水珠順薄膜流下來。這樣就可避免小水珠的光散射所造成的霧化，防止凝結(jié)的水滴灑落到被包裝物上面，損害被包裝物。
⑤增塑劑
增塑劑是一類增加聚合物樹脂的塑性，賦予制品柔軟性的助劑，也是迄今為止產(chǎn)耗量最大的塑料助劑類別。廣泛用于工業(yè)中，塑料加工廣泛用到增塑劑，因為可以增加塑料的柔韌性。而且被廣泛用到了塑料、橡膠、樹脂、纖維素、電纜、醫(yī)療器械等產(chǎn)品中。增塑劑所涉及的化合物類別大致包括鄰苯二甲酸酯、脂肪二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、環(huán)氧酯、烷基磺酸苯酯、磷酸酯和氯化石蠟等，尤以鄰苯二甲酸酯類最為重要。
⑥加工助劑
傳統(tǒng)意義上的加工改性劑幾乎特指硬質(zhì)PVC加工過程中所使用的旨在改善塑化性能、提高樹脂熔體黏彈性和促進樹脂熔融流動的改性助劑，此類助劑以丙烯酸酯類共聚物（ACR）為主，在硬質(zhì)PVC制品加工中具有突出的作用。現(xiàn)代意義上的加工改性劑概念已經(jīng)延展到聚烯烴（如線性低密度聚乙烯LLDPE）、工程熱塑性樹脂等領(lǐng)域，預計未來幾年茂金屬樹脂付諸使用后還會出現(xiàn)更新更廣的加工改性劑品種。
⑦抗沖改性劑
廣義地講，凡能提高硬質(zhì)聚合物制品抗沖擊性能的助劑統(tǒng)稱為抗沖擊改性劑。傳統(tǒng)意義上的抗沖擊改性劑基本建立在彈性增韌理論的基礎(chǔ)上，所涉及的化合物也幾乎無一例外地屬于各種具有彈性增韌作用的共聚物和其他的聚合物。以硬質(zhì)PVC制品為例，而今應(yīng)用市場廣泛使用的品種主要包括氯化聚乙烯(CPE）、丙烯酸酯共聚物（ACR）、甲基丙烯酸酯—丁二烯—苯乙烯共聚物（MBS）、乙烯—乙烯基醋酸酯共聚物（EVA）和丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS）等。聚丙烯增韌改性中使用的三元乙丙橡膠（EPDM）亦屬橡膠增韌的范圍。20世紀80年代以后，一種無機剛性粒子增韌聚合物的理論應(yīng)運而生，加上納米技術(shù)的飛速發(fā)展，賦予了塑料增韌改性和抗沖擊改性劑新的含義。對此，國內(nèi)外已有大量的專著和文獻見諸報道。
⑧防霉劑
防霉劑又稱微生物抑制劑，是一類抑制霉菌等微生物生長，防止聚合物樹脂被微生物侵蝕而降解的穩(wěn)定化助劑。絕大多數(shù)聚合物材料對霉菌并不敏感，但由于其制品在加工中添加了增塑劑、潤滑劑、脂肪酸皂類等可以滋生霉菌類的物質(zhì)而具有霉菌感受性。塑料用防霉劑所包含的化學物質(zhì)很多，比較常見的品種包括有機金屬化合物（如有機汞、有機錫、有機銅、有機砷等）、含氮有機化合物、含硫有機化合物、含鹵有機化合物和酚類衍生物等。
⑨著色劑
著色劑是不能溶于普通溶劑化學物質(zhì)，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(wěn)定性、光穩(wěn)定性優(yōu)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(zhì)不如無機顏料。著色劑主要包括色母粒和熒光增白劑。
1）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(yōu)勢：利于保持顏料的化學穩(wěn)定性和顏色穩(wěn)定性，提高顏料的分散性，操作簡單，轉(zhuǎn)色容易，環(huán)境干凈，節(jié)省時間和原材料。
2） 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(fā)入射光線產(chǎn)生熒光，使所染物質(zhì)獲得類似螢石的閃閃發(fā)光的效應(yīng)，使肉眼看到的物質(zhì)很白。按照熒光增白劑的母體分類，大致可將它們分為碳環(huán)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。
一道上等的菜系，在烹飪的過程中廚師會加入各色各樣的調(diào)味料，最終才可以制作出一道色香味俱全的上等佳肴，滿足消費者的食欲。
塑料制品亦是如此，我們需要添加各種助劑去改善塑料制品的使用性能，并通過著色劑去制備各色各樣的產(chǎn)品，來滿足消費者的使用要求。
所以，沒有添加助劑的樹脂就和一道沒有經(jīng)過烹飪的菜一樣，縱使再名貴，也難吸引消費者的樂趣。塑料改性工程師就像掌勺的師傅一樣，選對助劑，就算沒有名貴的材料，也可以做出優(yōu)秀的產(chǎn)品。(文章來源于網(wǎng)絡(luò)）
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