摘要:塑料添加剂是塑料制品中不可或缺的一项重要原材料,它主要有抗静电添加剂、热/光稳定剂、抗氧剂、剂以及抗冲击改进剂、增塑剂等等。其他的特种添加剂主要有:发泡剂、成核/透明剂、抗烟雾剂、抗菌剂等。以下是针对塑料添加剂在塑料加工中的作用来进行探讨。
关键词:塑料添加剂 塑料加工 作用
塑料添加剂又叫塑料助剂,它在加工的过程中不仅能提高制品的使用价值和延长制品的使用寿命,还能在加工的过程中改善聚合物的工艺性能以及加工条件和提高加工效率。我国的塑料加工是以助剂、树脂、塑料加工机械和模具为一个整体的塑料加工核心,我国进入“十一五”以来,塑料工业正式走上塑料强国的发展之路。
一、塑料添加剂的生产现状
2002年我国的塑料制品的产量达到了1550万吨,特别是硬质聚录乙烯制品的应用和推广更是快速,因此塑料添加剂行业也在不断的迅猛发展[1]。目前,我国的塑料添加剂的总生产力达到了120万t/a,是2002年的28倍左右。
在“十一五”期间,塑料产业要努力提高产业的技术水平,还要不断推进产业结构的优化升级,塑料制品的总产量的年增长率为12%,2011年到2015年的塑料制品年增长率应该为9%,其中产量应该分别为4000万吨、5500万吨。我们从2007年的数据来看,我国的塑料工业的规模企业的主营业务收入、总产值、利润总额、利税总额的增长率都超过了25%,产量为2982.15万吨,比同年增长了19.56%;其中总产值同比增长了27%,主营业务收入同比增长了24.59%,利润总额增幅达到了31.56%。目前,塑料制品业的出口额和总产值已经列为我国轻工业的第四位和第六位,它已逐渐成为我国国民经济的支柱产业。
此外,目前我国的塑料制品业也已经有了较为明显的地域特色。如:山东一带主要以塑料编织品和农膜为主;浙江一带主要以塑料人造革合成革、塑料薄膜为主;辽宁一带主要以塑料型材为主,目前的产量居我国首位。
(1)目前我国的塑料添加剂产品的质量普遍都不高,如抗静电剂在硬质ABS、PVC制品中存在着抗静电持久性差的问题;剂现有的产品存在的质量问题要尽快解决,以此来抢占更多的市场。
(2)品种单一,缺少高校品种。档次低,而且发展不平衡。如:阻燃效果好的高含氯石蜡的产量很少,而一些低档品的产量和产能出现过剩的现象。对于一些耐热的高聚物型溴系阻燃物的品种就更加难以满足需求量了,我国每年都需要以来进口来解决[2]。如抗冲击改性剂的需求量也比加工改性剂的需求量高出3~4倍,这种情况造成我国的塑料制品发展不平衡。
二、塑料添加剂的种类
添加剂的加入,能够对塑料进行改进一些基材的物理性、化学性、加工性等,以及增强基材的化学特性和物理特性。而添加剂又分为很多种类,分别为:
(1)抗静电剂:它的主要特点是使塑料产生导电功能,以此来避免因为摩擦而导致的静电。我们常用的抗静电剂主要有:脂肪酸酯类与磺化腊、乙氧化胺类、四级铵盐等等。
(2)剂:通常我们把剂分为外部和内部剂,外部剂的主要是提高产品表面的光滑度并降低树脂对加工加些的粘黏。
(3)难燃剂:这种添加剂主要是针对当塑料暴露在易于失火或者是暴晒的情况下,自己能抑制火焰和高温的蔓延,并且防止烟雾的形成,当脱离这些危险的时候才会停止。在塑料制品中使用难燃剂的原理有三种:①含水氧化物,如氧化铝中添加难燃剂,如遇到燃烧时可以自己放出水气,对燃烧过程中的一些热气进行吸收。能够有效使燃烧物周围的温度降低,以此来达到抑制火焰的蔓延,并且防止雾气的形成;②反应型难燃剂:这种难燃剂可以和氧反应形成一种惰性气体,使这种气体在燃烧物的周围笼罩着,以此来降低燃烧物的氧气含量,达到使燃烧物终止的目的。凡是在燃烧物燃烧时能产生NH3、CO2、CO的以及卤素化合物的,如:PU泡棉、PVC、环氧树酯、聚酯等都可以选用这种方法;③非反应性难燃剂:这种难燃剂是含有磷、卤素、硼的化合物,当燃烧发生的时候他能对惰性物进行分解,使其盖在塑料燃烧物的上面,对火焰来说形成了一种障碍物,彻底隔绝外界的氧气,达到阻止燃烧的目的。
(4)耐冲击改质剂:这种添加剂往往是以一种具有特殊性的树脂混炼的方式来进行添加的,它可以改善塑料制品的耐冲击性。这种添加剂往往会影响到塑料制品的流动性、耐热性、加工型。因此,在选择的时候一定要严加小心和慎重。
(5)抗氧化剂:这种塑料中的双键和不饱和受到热、原子以及光的侵蚀导致的断裂自由基,因此而产生的一系列的连锁反应,导致链交联和链断裂,使塑料制品的强度变脆或者是降低。抗氧化剂的主要功能在于使塑料因为氧化而分解的速度延缓,并且可以延长产品的使用寿命。塑料在工业上所用的抗氧剂按照功能上的不同可以分为:①过氧化物分解剂:如:二硫磺酸盐、刘醇急硫醚、有机亚磷酸化合物、硫丙酸酯等等;②氧化连锁反应抑制剂:如:水杨酸苯指、如烷基酚、烷基酚硫醚、丁基化基甲苯、烷对锟、芳香胺、苯基–B-耐胺等等;③重金属不活性话剂:如:联氨化物、酰胺化物以及芳香族胺系化合物等。
三、添加剂在复合材料中的作用
添加剂是符合材料产品在加工和生产的过程中添加的辅助化学品,我们把它称之为“助剂”。添加剂在符合材料中的作用主要有以下几点:
(1)改善加工性能:复合材料在加工过程中和制备工程中经常会添加一些稀释剂,以此来改善复合材料的加工性能,提高脱模性和流动性。稀释剂的加入会使树脂的粘度降低,并且改善材料的侵润性,便于把树脂中的能量很好的传递出来,延长胶液的使用期限。剂可以提高聚合物分子和聚合物之间的性,以此来改善复合材料的加工型。
(2)稳定化作用:树脂复合材料在存储、制备、使用和加工的过程中容易产生变质和性能降低。但是,为了延缓和降低复合材料的老化,在复合材料加工和制备的过程中要添加一些稳定剂。稳定剂是由光、热以及氧引起的复合材料在制备和存储加工的过程中产生老化的过程。
(3)改善外观质量:在符合材料和塑料制品进行制备和加工的时候,为了能够使复合材料制品的外观和质量都达到要求,我们常常加入能赋予符合材料外观光洁和带有各种色彩的添加剂,这种添加剂有剂和色剂。
(4)阻燃作用随着汽车、航空、建筑以及电器方面应用的扩大,对它的阻燃性能要求也逐渐增高。树脂基复合材料多数是由碳氢化合物构成的有机聚合物,具有易燃性。因此,在复合资料加工中需要添加对复合材料能够达到一定阻燃要求的添加剂,这种添加剂统称为阻燃剂。
(5)改善力学性能:为了使它对硬度、拉伸强度、刚性、抗冲击强度等,在它进行制备和加工的时候添加一些可以对力学性能有改善的添加剂。如:以环氧树脂为基体的复合材料在经过交联固化之后,它的强度变高、硬度变大,但是韧性变得较差。因此,为了改善它的抗冲击性能添加提高韧力的添加剂。
(6)改进外表性能:这是为了使复合材料在使用和加工的过程中产生静电的危害而在复合材料制备的时候加入的具有表面活性的添加剂,使其改善外表的性能。
四、总结
对于添加剂行业来说,2012年是一个充满挑战的一年,诸多的不确定性因素导致企业的经营倍受压力[4]。包括添加剂产品的价格也在大幅度的上涨,想要保持添加剂制造商的利润就哎哟整合资源和发展核心业务,在产品的制造上加大投资,并且不断总结经验为今后的发展打下坚实的基础。
参考文献:
[1]姚燕.徐玉松.朱因存.对塑料添加剂及塑胶成品中的Pb的湿式消解方法的研究[J]塑料工业2010,35(01):115-117.
[2]薛祖源.国外塑料助剂行业动态和发展趋势[J]江苏化工2011(02):209-212.
[3]王炜,于惠萍,于治义,苗迎春,李德文,吕英彬.聚丙烯透明剂的合成研究及应用[J]化工科技2011,8(2):56-59.
[4]易长海,颜承农,雷秀斌.PP透明剂JS-1的合成与应用[J]精细化工2010,20(3):20-23.
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