高分子助剂复习答案 2.docx

高分子助剂复习答案 2.docx

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高分子助剂复习答案2

一、增塑剂

1、什么是增塑剂?

主增塑剂与辅增塑剂有什么本质区别?

内增塑剂与外增塑剂的本质区别。

答：

定义：

对热和化学试剂稳定的有机化合物。

并能在一定范围内与聚合物相容，沸点较高，不易挥发的液体或低熔点的固体，使聚合物的可塑性、柔韧性增加的物质。

主增塑剂：

它与被增塑物相容性良好，质量相容比几乎可达1:

1，可单独使用。

它不仅能够插入到极性树脂的非结晶区域，而且可以插入到有规律的结晶区域，又称溶剂型增塑剂。

如邻苯二甲酸酯类、磷酸酯等

辅增塑剂：

它与被增塑物相容性良好，质量相容比几乎可达1:

3，一般不可单独使用。

需要适当的主增塑剂配合使用，其分子只能插入聚合物非结晶区域，也称为非溶剂型增塑剂。

如脂肪族二元酸酯类、多元醇酯类、脂肪酸单脂类、环氧脂类

内增塑剂：

是在聚合的过程中加入第二单体进行共聚，对聚合进行改性。

外增塑剂：

一般为低分子量的聚合物或化合物，将其添加到需要增塑的聚合物中，可增加聚合物的塑性

两者的区别：

内增塑剂是在聚合物聚合过程中添加的，相当于高分子链的一部分，不随

时间的变长而迁移出来，外增塑剂是在聚合物成型加工的过程中添加的，随

着时间的增长可能会迁移出来

2、增塑剂的三种主要增塑机理，各有什么优缺点。

答：

润滑理论：

增塑剂在高分子材料中的作用就像油在两个移动的物体间起到的润滑剂作用一样，能促进在加工时高分子的大分子链之间的相互移动。

小分子的增塑剂在加入之后，小分子包围大分子链，小分子容易运动，带动了大分子相对运动，减少大分子内部的抗形变，克服了大分子之间直接的相互滑动磨擦和范德华力所产生的粘附力。

这一理论能解释增塑剂的加入使聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型加工，以及聚合物性质不会明显改变的原因。

凝胶理论：

聚合物的增塑过程是使组成聚合的大分子力图分开，而大分子之间的吸引力又尽量使其聚集在一起的过程。

这种“时集时开”形成一种动态平衡。

在一定温度和浓度下，聚合物大分子间的“时开时集”造成分子间存在若干物理“连接点”，增塑剂的作用就是有选择地在这些“连接点”处使聚合物溶剂化，拆散或隔断物理“连接点”，并把使大分子链聚集在一起的作用力中心遮蔽起来，导致大分子间的分开。

这一理论更适用于增塑剂用量较大的极性聚合物增塑。

自由体积理论：

增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。

而所有聚合物在玻璃化转变温度时的自由体积是一定的，因此聚合物的粘度和玻璃化转变温度下降，塑性加大。

显然，增塑效果与加入增塑剂的体积成正比。

但它不能解释许多聚合物在增塑剂量低时所发生的反增塑现象等

3、DOP及其基本特性

答：

邻苯二甲酸二辛酯（DOP）：

与绝大多数工业上使用的合成树脂和橡胶均有良好的相容性。

具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性较好，耐水抽出，电气性能高，耐热性和耐候性良好。

4、从结构的角度上分，增塑剂可分为哪几类，各有什么特点？

答：

（1）邻苯二甲酸酯类

这类增塑剂是目前应用最广泛的一类主增塑剂，它具有色浅、低毒、多品种、电性能、挥发生小、耐低温等特点，具有较全面的性能，其生产量约占增塑剂总量的80%左右。

（2）脂肪族二元酸酯类

在这类增塑剂中常用长链二元酸与短链二元醇，或短链二元酸与长链一元醇进行酯化，使总碳原子数在18-26之间，以保证增塑剂与树脂间有良好的相容性和低温挥发性。

主要是己二酸酯、壬二酸酯等，如己二酸二（2-乙基）己酯（DOA）。

（3）磷酸酯

磷酸酯是发展较早的一类增塑剂，它们与高分子基体的相容性一般都较好，可作为主增塑剂使用。

另外，它除了增塑以外，还具为阻燃的作用，是一种具有多功能的主增塑剂。

（TPP磷酸三苯酯）

（4）环氧化物

含有三元环氧基的化合物，主要用于PVC的增塑，它不仅对PVC有增塑作用，

而且可使PVC链上的活泼氯原子得到稳定，可以迅速吸收因热和光降解出来的

HCl。

从而起来阻滞PVC的连续分解，起到稳定剂的作用。

所以环氧化物是对PVC

有增塑剂和稳定作用的双重增塑剂，它耐候性好，与聚合物的相容性差，常只作辅

增塑剂。

（5）多元醇酯

多元醇酯主要是指由二元醇、三元醇等与饱和脂肪一元羧酸或苯甲酸生成的酯类，

其分子结构也有很大的差异，有直链结构也有支链结构；而且分子量的差异也较大，不同的多元醇酯增塑剂其增塑的性能与用途也不一样。

根据其增塑性能可分为四大类：

A、二元醇脂肪酸酯。

主要优点是具为优良的低温性能，但相容性较差、耐油性差。

B、季戊四醇和双季戊四醇酯。

具有优良的耐热性能、耐老化性能和耐抽出性能，其绝缘性能也很好。

C、多元醇苯甲酸酯。

它们是优秀的耐污染性增塑剂，通常与PVC的相容性好，因此其迁移性小可作为PVC的主增塑剂。

D、丙三醇三乙酸酯。

它是一类无毒的增塑剂，大量用于食品包装材料当中。

甘油三乙酸酯具有良好的溶剂化能力，可以任何比例与乙酸纤维素等相容。

因此它也常用于纤维素的增容。

（6）聚酯

聚酯型增塑剂是聚合型增塑剂的一个主要类型。

由二元酸与二元醇缩聚得到，分子量一般在800-8000之间。

式中R1，R2分别代表原料中二元酸和二元醇的烃基。

这一结构是端基不封闭的聚酯，但为了获得分子量稳定的聚酯，大都采用了一元醇或是一元酸来封闭羟基。

特点：

分子量较大，耐抽出，迁移性也较小。

而且它们一般都是无毒或极低毒的化合物，用途也很广泛，主要用于汽车内制品，电线电缆，电冰箱等室外长期使用的制品。

（7）石油酯

又称烷基磺酸苯酯，它是PVC的专用增塑剂，电性能和机械性能好，挥发性低，耐用候性好，耐寒性较差，相容性一般。

可用做主增塑剂，并部分替代邻苯二甲酸酯，主要用于PVC薄膜、人造革、电缆料、鞋底等。

（8）含氯化合物

这是一类增量剂，主要是氯化石蜡（氯化聚乙烯，CPE）、五氯硬脂酸甲酯等。

它们与PVC的相容性较差，一般的热稳定性也不好，但它们有很好的电绝缘性，耐燃性好，成本低廉。

因此常用于电线电缆的配方中。

（9）柠檬酸酯

柠檬酸酯类增塑剂主要包括柠檬酸酯和乙酰化柠檬酸酯，是无毒增塑剂，可用于食品包装、医疗器械、儿童玩具以及个人卫生用品等方面。

5、在几大类增塑剂中，哪几类具有良好的耐寒性？

哪几类具有良好的耐热性？

哪些是多

功能的增塑剂？

哪些是低毒性的增塑剂？

答：

耐寒性：

邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、氯化石蜡、二元醇脂肪酸酯

耐热性：

聚酯、季戊四醇和双季戊四醇酯

多功能：

磷酸酯、环氧化物

低毒性：

聚酯、柠檬酸酯、邻苯二甲酸脂

6、环状结构、支链结构和芳环结构分别对增塑剂的相容性、增塑效率、耐寒性、耐老化性能和耐久性有什么影响？

答：

相容性主要是极性相近原则；支链烷基的增加，环状结构的增加，芳环结构增多，都会使增塑效率下降；环状结构增加、支链增加耐寒性降低；支链减少，环状结构增多，耐老化性能好；分子量高，耐久性好

二、稳定剂

1、抗氧剂的概念及其作用机理

答：

抗氧剂是指在加工或生产过程中，为减少或抑制高分子材料的氧化老化所添加的小分子化合物。

机理：

（1）链的引发：

（2）链的传递与增长：

高分子烷基自由基能迅速与空气中的氧结合，产生高分子过氧自由基，此过氧自由基能夺取聚合物高分子中的氢而产生新的分子烷基自由基

（3）链的终止：

自由基之间相互而形成惰性产物，即为链的终止阶段。

2、主抗氧剂和辅抗氧剂的区别及主抗氧剂的基本条件

答：

链终止型抗氧剂，即能终止氧化过程中自由基链的传递与增长，也称之为主抗氧剂。

预防型抗氧剂，即可以阻止或延缓高分子材料氧化降解过程中自由基的产生，称之为辅抗氧剂。

主抗氧剂要满足的基本条件

（1）抗氧剂必须具有比高分子碳链上所有的氢更为活泼的氢；

（2）所生成的新抗氧剂游离基不能引发新的游离基链式反应，即抗氧剂自由基要有足够的稳定性；

（3）抗氧剂本身应比较难以被氧化。

3、胺类抗氧剂和酚类抗氧剂各有何优缺点

答：

胺类抗氧剂：

应用效果很好、对氧，臭氧的防护作用很好、对热、光铜害的防护也很突出、具有较强的变色性和污染性

酚类抗氧剂：

抗污染性和不变色性最好、抗氧效果不如胺类抗氧剂

4、两种主抗氧剂和两种辅抗氧剂的搭配使用

答：

胺/酚协同作用、仲芳胺/炭黑对抗作用、受阻酚/硫醚抗氧剂的配合体系、抗氧剂/光稳定剂配合体系（亚磷酸酯/HALS）

5、主抗氧剂的三个基本条件

答：

（1）抗氧剂必须具有比高分子碳链上所有的氢更为活泼的氢；

（2）所生成的新抗氧剂游离基不能引发新的游离基链式反应，即抗氧剂自由基要有足够的稳定性；

（3）抗氧剂本身应比较难以被氧化。

6、铅盐稳定剂指的是哪些？

有什么特点？

答：

主要是盐基性铅盐，即带有未成盐的一氧化铅（俗称为盐基）的无机酸铅和有机酸铅

特点：

①卓越的热稳定性；②保持良好的电绝缘性；③价格低廉；④一些品种耐光性优良，一些品种有良好的润滑性；⑤良好的加工性，并具有白色颜料作用。

环境污染严重

7、影响高分子材料热降解的因素有哪些，如何影响？

答：

（1）聚合物的结构（支链、双键的、分子量分布）；

（2）氧的影响（氧能加速PVC的脱氯化氢速度加快PVC的热降解）；（3）氯化氢的影响（氯化氢能加快PVC的热降）。

8、目前常用的液体复合稳定剂有哪些？

如何调节钙锌复合体系的性能？

答：

钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、钾锌复合稳定剂

当复合稳定剂的配方中钙/锌=2:

1时，在络合剂存在下有良好的长期稳定性，能起到较为理想的协同效应，同时也能克服“锌烧”现象。

9、从作用机理的角度来看，光稳定剂可分为哪几类，它们有什么区别？

答：

（1）光屏蔽剂：

是一类能够吸收或反射紫外线的物质。

是在聚合物和光源之间设立了一道屏障，使光在达到聚合物的表面时就被吸收或反射，从而有效地抑制了制品的老化。

这类主要有炭黑、二氧化钛、氧化锌等。

其中炭黑是吸附剂，而二氧化钛和氧化锌是反射剂，所以呈现出白色。

（2）紫外线吸收剂：

它可以强烈地有选择地吸收高能量的紫外线，并能以能量转换的形式将吸收的能量以热能或无害的低能辐射释放出来或耗掉，从而阻止聚合物中的发色基团因吸收紫外线能量随之发生激发。

具有这种作用的物质即称之为紫外线吸收剂。

应用最多的是二苯甲酮类、水杨酸酯类和苯并三唑类。

（3）猝灭剂：

这类光稳定剂本身对紫外线的吸收能力很低，在稳定过程中不发生明显的化学变化，但它能转移聚合物分子链因吸收紫外线后所产生的激发态能量，从而阻止了聚合物因吸收紫外线而产生的游离基。

（4）自由基捕获剂：

它是近20年来新开发的一类具有空间位阻效应的一类光稳定剂。

简称为受阻胺类光稳定剂（HALS）。

10、什么是HALS，有什么优缺点？

答：

受阻胺类（HALS）：

性能优异、结构独特的功能化品种层出不穷。

受阻胺类都具有2,2,6,6-四甲基础哌啶的基本结构。

优点：

复合化、多功能化、可以引入反应型基团以实现其他用途；

缺点：

分子量小、耐抽出性弱。

三、阻燃剂

1、燃烧的五个阶段.什么是阻燃剂?

答：

燃烧五阶段：

（1）加热阶段

（2）降解阶段（3）分解阶段（4）点燃阶段（5）燃烧阶段

能够增加高分子材料耐燃性的助剂叫阻燃剂。

2、什么是氧指数?

氧指数大小与难燃性的关系

答：

氧指数定义为塑料试样在N2-O2混合气体中保持连续燃烧所需的最低氧气体积分数。

当OI<21时，为易燃性塑料；当OI在22~25之间时，为自熄性塑料；当OI在26~27之间时，为难燃塑料；28以上为极难燃。

3、美国UL标准（UL-94）与阻燃性有何关系？

等级如何划分？

答：

UL94中的垂直燃烧试验根据样品燃烧时间，熔滴是否引燃脱脂棉等试验结果，把聚合物材料定为V-2,V-1,V-0的级别，等级越高越易燃。

V-0级离火后10s熄灭，并不引燃其下方30cm处的药棉。

V-1级离火后10~30s熄灭，并不引燃其下方30cm处的药棉。

V-2级离火后30s熄灭，并引燃其下方30