1、助剂化学课件一助剂化学绪论助剂化学助剂化学 1 1 绪论绪论1.1 1.1 助剂的概念助剂的概念 助剂助剂又称又称添加剂、配合剂、专用化学品添加剂、配合剂、专用化学品 是一类广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、是一类广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维、涂料、油墨、造纸、皮革、纺织、印染、食品、涂料、油墨、造纸、皮革、纺织、印染、食品、化妆品、水泥、石油制品等工业产品的生产和化妆品、水泥、石油制品等工业产品的生产和加工过程，旨在改善其加工行为或赋予制品某加工过程，旨在改善其加工行为或赋予制品某些特定功能的辅助化学品。些特定功能的辅助化学品。n广义广义：泛指材料和产品在生产加工过程中为：泛指材料和产品在生
2、产加工过程中为改进改进 生产工艺而加入的辅助物质（化学品生产工艺而加入的辅助物质（化学品)n 产品性能产品性能 狭义狭义：是指那些为改善某些材料的加工性是指那些为改善某些材料的加工性能和最终产品的性能能和最终产品的性能,而分散在材料中对材料而分散在材料中对材料的结构无明显影响的少量化学物质。的结构无明显影响的少量化学物质。广义上分为广义上分为 合成用助剂合成用助剂 合成反应中加入的助剂合成反应中加入的助剂n 包括：包括：催化剂、引发剂、溶剂、催化剂、引发剂、溶剂、n 分散剂、乳化剂、阻聚剂分散剂、乳化剂、阻聚剂n 调节剂、终止剂等调节剂、终止剂等 加工用助剂加工用助剂 在加工过程中所添加的助剂
3、在加工过程中所添加的助剂n 包括：增塑剂、稳定剂、阻燃剂包括：增塑剂、稳定剂、阻燃剂n 发泡剂、固化剂、硫化剂发泡剂、固化剂、硫化剂n 促进剂、油剂等促进剂、油剂等n本课所讨论的助剂基本上框定在本课所讨论的助剂基本上框定在加工助剂加工助剂方面方面。助剂在合成材料工业中的地位助剂在合成材料工业中的地位 n 助剂是精细化工领域的一大类产品，它的应用遍及助剂是精细化工领域的一大类产品，它的应用遍及国民经济的各个领域。是国民经济的各个领域。是“工业味精工业味精”。n助剂在聚合物配方中微不足道，但对产品性能的改善助剂在聚合物配方中微不足道，但对产品性能的改善和提高具有举足轻重的作用。和提高具有举足轻重的
4、作用。n没有助剂的配合，就没有塑料、橡胶工业的发展。没有助剂的配合，就没有塑料、橡胶工业的发展。n今琳琅满目的塑料、橡胶制品无一不体现着助剂的功今琳琅满目的塑料、橡胶制品无一不体现着助剂的功能与作用。能与作用。nPP PP 在在150 0.5150 0.5小时严重老化，加入稳定剂小时严重老化，加入稳定剂 寿命提寿命提高到高到2000h2000h PVC PVC在在160160加工成形，分解温度为加工成形，分解温度为120120130 130 添添加热稳定剂加热稳定剂1.2 1.2 助剂的分类助剂的分类1 1 按应用对象分按应用对象分2 2 按使用范围分类按使用范围分类3 3 按作用功能分类按作
5、用功能分类 1 1 按应用对象分按应用对象分 n（1 1）高分子材料用助剂（塑料、橡胶、纤维）高分子材料用助剂（塑料、橡胶、纤维）n n塑料纤维用塑料纤维用 增塑剂；热稳定剂；光稳定剂；抗氧剂；交联剂增塑剂；热稳定剂；光稳定剂；抗氧剂；交联剂n 助交联剂；发泡剂；阻燃剂；润滑剂；助交联剂；发泡剂；阻燃剂；润滑剂；n 抗静电剂；防雾剂；固化剂等抗静电剂；防雾剂；固化剂等n n橡胶用橡胶用 硫化剂；硫化促进剂；防老剂；抗臭氧剂；硫化剂；硫化促进剂；防老剂；抗臭氧剂；n 塑解剂；防焦剂；填充剂塑解剂；防焦剂；填充剂n（2 2）纺织染整助剂纺织染整助剂 织物纤维前处理剂织物纤维前处理剂 净洗剂；渗透剂
6、；漂白助剂等净洗剂；渗透剂；漂白助剂等 印染和染料加工用助剂印染和染料加工用助剂 消泡剂消泡剂 均染剂；交链剂；增稠剂均染剂；交链剂；增稠剂 防染剂等防染剂等 织物后处理助剂织物后处理助剂 抗静电整理剂；助燃整理剂，抗静电整理剂；助燃整理剂，柔软整理剂；固色剂等柔软整理剂；固色剂等 n（3 3）石油工业用助剂石油工业用助剂 原油开采和处理添加剂原油开采和处理添加剂 钻浆添加剂；强化采油添加剂；原油处理添加剂等钻浆添加剂；强化采油添加剂；原油处理添加剂等 石油产品添加剂石油产品添加剂 抗氧剂；分散剂；降凝剂；抗氧剂；分散剂；降凝剂；防锈添加剂；粘度添加剂等防锈添加剂；粘度添加剂等 n（4 4）食
7、品工业用添加剂食品工业用添加剂 防腐剂防腐剂 抗氧化剂抗氧化剂 乳化剂乳化剂 增稠剂增稠剂 调味剂调味剂 食品色素食品色素 食品营养强化剂食品营养强化剂 涂料助剂；水泥添加剂；医药助剂；燃料助剂；涂料助剂；水泥添加剂；医药助剂；燃料助剂；农药助剂；饲料添加剂农药助剂；饲料添加剂2 2 按使用范围分类按使用范围分类 合成用助剂合成用助剂 加工用助剂加工用助剂3 3 按作用功能分类按作用功能分类稳定化助剂稳定化助剂改善机械性能助剂改善机械性能助剂改善加工性能助剂改善加工性能助剂柔软化和轻质化助剂柔软化和轻质化助剂改善表面性能和外观的助剂改善表面性能和外观的助剂难燃性助剂难燃性助剂提高强度硬度助剂提
8、高强度硬度助剂改变味觉助剂改变味觉助剂改进流动和流变性助剂改进流动和流变性助剂常用助剂的类型及改性功能常用助剂的类型及改性功能助助剂剂的的类类型型改改性性功功能能抗氧剂、稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、防霉剂、驱避剂等稳定化润滑剂、增塑剂、热稳定剂、脱脱模剂等改善加工性能增强剂、填充剂、偶联剂、抗冲击改性剂、交联剂等改善机械性能增塑剂、发泡剂等柔软化、轻量化增塑剂、防雾化剂、着色剂等改善表面性能和外观阻燃剂等难燃化 1.3 1.3 三大高分子材料的组成三大高分子材料的组成 n塑料塑料 是在玻璃态下使用的、是在玻璃态下使用的、具有可塑性的高分子材料具有可塑性的高分子材料。n橡胶橡胶 是以高分子化合物
9、为基础的、是以高分子化合物为基础的、具有良好高弹性的材料具有良好高弹性的材料。n合成纤维合成纤维 比本身直径大比本身直径大100倍的均匀倍的均匀条状或丝状的条状或丝状的n 高分子材料高分子材料n n通用高分子通用高分子用量最大，面也广用量最大，面也广。n 四烯：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯四烯：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯 四胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶四胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、乙丙橡胶 四纶：涤纶、锦纶、腈纶、维纶四纶：涤纶、锦纶、腈纶、维纶n 1.3.11.3.1塑料的分类塑料的分类 1）按塑料热性质分类：）按塑料热性质分类：受热时软化或熔融、冷却后硬化
10、，可反复受热时软化或熔融、冷却后硬化，可反复成形。成形。聚乙烯聚乙烯 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚丙烯聚丙烯 聚酰胺聚酰胺 聚苯醚聚苯醚 聚四氟乙烯等聚四氟乙烯等加热、加压固化为不溶、不熔的坚硬制品加热、加压固化为不溶、不熔的坚硬制品 不可再生。不可再生。酚醛树脂酚醛树脂 环氧树脂环氧树脂 氨基树脂氨基树脂 有机硅树脂有机硅树脂 2）按塑料的功能和用途分类：）按塑料的功能和用途分类：n 助剂的作用：改善成型工艺性能；助剂的作用：改善成型工艺性能；改善制品的使用性能或降低成本。改善制品的使用性能或降低成本。实用聚合物的组成实用聚合物的组成塑料通常由树脂（主要成份）添加剂：填料、增塑剂、稳定剂 、润滑剂、
11、色料等 1）树脂）树脂:。大多数塑料就是以所用树脂。大多数塑料就是以所用树脂命名。命名。2）填充剂（填料）填充剂（填料）:。常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、屑、玻璃纤维、碳纤维等。玻璃纤维、碳纤维等。3）增塑剂）增塑剂:。常用熔点低的低分子化合物来增加大分子链常用熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离从而达到增加大分子链的柔顺性的目的。间距离从而达到增加大分子链的柔顺性的目的。常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等4）稳定剂）稳定剂:。常用。常用热稳定剂热稳定剂有硬酯酸盐、有硬酯酸盐
12、、环氧化合物和铅的化合物等。环氧化合物和铅的化合物等。光稳定剂光稳定剂有有 炭黑、氧化锌等遮光剂。炭黑、氧化锌等遮光剂。5）增色剂）增色剂:。常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。有时也采用能产生荧光或磷光的颜料有时也采用能产生荧光或磷光的颜料6）润滑剂）润滑剂:。常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。7）固化剂）固化剂:。常用的常用的固化固化剂剂如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等8）其他）其他:还有发泡剂、催化剂、阻燃剂等。还有发泡剂、催化剂、阻燃剂等。1.3.31.3.3橡胶的分类橡胶的分类 n天然橡胶天
13、然橡胶 异戊二烯顺式聚合物异戊二烯顺式聚合物n n合成橡胶合成橡胶 n 丁苯橡胶丁苯橡胶n 顺丁橡胶顺丁橡胶n 乙丙橡胶乙丙橡胶n 丁腈橡胶丁腈橡胶n 氯丁橡胶氯丁橡胶n 氟橡胶氟橡胶n 硅橡胶硅橡胶H2CCH2CCH2CCH2CCH2CCH2CCCH2CH3HCH3HHCH3CH2H2CCH2CCCH2H2CCCH2CCH2CCCH2H3CHH3CHHH3CCH21.3.4 1.3.4 橡胶的组分橡胶的组分 橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。料制成的。生胶生胶 配合剂配合剂 生胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原料来源有天生
14、胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原料来源有天然橡胶和合成橡胶。然橡胶和合成橡胶。用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化剂、硫用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、着色剂化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、着色剂等。等。硫化剂硫化剂:用来使生胶的结构由线型转变为交联体型结构，用来使生胶的结构由线型转变为交联体型结构，从而具有一定强度、韧性、高弹性。从而具有一定强度、韧性、高弹性。常用硫化剂有硫磺和含硫化合物，有机过氧化物，常用硫化剂有硫磺和含硫化合物，有机过氧化物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。胺类化合物、树脂类化合物、金
15、属氧化物等。硫化促进剂硫化促进剂:缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻唑能。常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。活化剂：活化剂：用来提高促进剂的作用。用来提高促进剂的作用。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。填充剂：填充剂：用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降低成本。用于提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、低成本。用于提高性能的填充剂称为补强剂，如
16、炭黑、二氧化硅、氧化锌、氧化镁等；另外还有用于降低成二氧化硅、氧化锌、氧化镁等；另外还有用于降低成本的填充剂本的填充剂 如滑石粉、硫酸钡等。如滑石粉、硫酸钡等。增塑剂：增塑剂：用来增加橡胶的塑性和柔韧性。用来增加橡胶的塑性和柔韧性。常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系列增塑剂。常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系列增塑剂。防老剂：防老剂：用来防止或延缓橡胶老化。用来防止或延缓橡胶老化。主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。1.3.5 合成纤维合成纤维纤维天然纤维化学纤维植物纤维：如棉花、麻等。动物纤维：丝、毛等。人造纤维：如粘胶纤维、硝化纤维等合成纤维：如尼龙、涤
17、纶、丙纶等 。课程以最重要，最具代表性的应用面广的助剂类型介绍。课程以最重要，最具代表性的应用面广的助剂类型介绍。内容内容 要求要求增塑剂增塑剂 基本概念基本概念 1 1 全面了解各类助剂概况全面了解各类助剂概况抗氧剂抗氧剂 分类分类 应用；掌握其作用原理应用；掌握其作用原理热稳定剂热稳定剂 作用机理作用机理 2 2 掌握典型品种的合成工艺掌握典型品种的合成工艺光稳定剂光稳定剂 典型品种的合成工艺典型品种的合成工艺 明确各品种的构效关系。明确各品种的构效关系。阻燃剂阻燃剂 发展概况和趋势发展概况和趋势 交联剂交联剂润滑添加剂润滑添加剂抗静电剂和柔软剂抗静电剂和柔软剂流动性能改进剂流动性能改进剂
18、1.4 1.4 助剂的特点助剂的特点 1 1 小批量，多品种小批量，多品种表面活性剂表面活性剂1600016000个品种，常用有个品种，常用有12001200种种食品抗氧化剂可分为水溶性和油溶性两大类食品抗氧化剂可分为水溶性和油溶性两大类:（1 1）水溶性：维生素）水溶性：维生素C C系列产品系列产品（2 2）油溶性：二叔丁基对甲苯酚（）油溶性：二叔丁基对甲苯酚（BHTBHT）叔丁基对羟基茴香醚（叔丁基对羟基茴香醚（BHABHA）没食子酸内酯（没食子酸内酯（PGPG）维生素维生素E E等。等。2 2 添加量不一添加量不一抗氧剂和光稳定剂用量不超过树脂用量的抗氧剂和光稳定剂用量不超过树脂用量的1
19、 1增塑剂和填充剂的用量可达增塑剂和填充剂的用量可达10%-5010%-50以上以上食品添加剂为食品添加剂为10106 63 3 类型不一类型不一液体；粉末；小分子结构；液体；粉末；小分子结构；大分子结构；有机的；无机的大分子结构；有机的；无机的4 4 多种助剂复配使用多种助剂复配使用1.5 1.5 何选用助剂何选用助剂(P6)(P6)1.6 1.6 助剂工业的国内外状况及发展趋势（助剂工业的国内外状况及发展趋势（P7P7）发展动态发展动态1 1 助剂门类继续扩大，新功能助剂不断涌现助剂门类继续扩大，新功能助剂不断涌现2 2 助剂的改性理论和应用技术研究更加深入助剂的改性理论和应用技术研究更加深入3 3 复合化技术日趋成熟复合化技术日趋成熟4 4 全球卫生审查制度更加严格，无毒、无害化全球卫生审查制度更加严格，无毒、无害化 是助剂品种开发的永恒主题。是助剂品种开发的永恒主题。
