聚氯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烴。其中最常見的是 聚氯乙烯(PVC)和 聚氨酯(PU)兩大類
助劑需要根據工藝流程的不同具體選擇
以聚氯乙烯(PVC)樹脂為例可能的助劑有十大類
1、增塑劑
增塑劑的加入,可以降低PVC分子鏈間的作用力,使PVC塑料的玻璃化溫度、流動溫度與所含微晶的熔點均降低,增塑劑可提高樹脂的可塑性,使制品柔軟、耐低溫性能好。
增塑劑的種類有鄰苯二甲酸酯類、直鏈酯類、環氧類、磷酸酯類等,就其綜合性能看,DOP是壹個較好的品種,可用於各種PVC制品配方中,直鏈酯類如DOS屬耐寒增塑劑,長用於農膜中,它與PVC相容性不好,壹般以不超過8份為宜,環氧類增塑劑除耐寒性好以外,還具有耐熱、耐光性,尤其與金屬皂類穩定劑並用時有協同效應,環氧增塑劑壹般用量為3~5份。電線、電纜制品需具有阻燃性,且應選用電性能相對優良的增塑劑。PVC本身具有阻燃性,但經增塑後的軟制品大多易燃,為使軟PVC制品具有阻燃性,應加入阻燃增塑劑如磷酸酯及氯化石蠟,這兩類增塑劑的電性能也較其他增塑劑優良,但隨增塑劑用量增加,電性能總體呈下降趨勢。對用於無毒用途的PVC制品,應采用無毒增塑劑如環氧大豆油等。至於增塑劑總量,應根據對制品的柔軟程度要求及用途、工藝及使用環境不同而不同。壹般壓延工藝生產PVC薄膜,增塑劑總用量在50份左右。吹塑薄膜略低些,壹般在45~50份。
2.熱穩定劑
熱穩定劑必須能夠捕捉PVC樹脂放出的具有自催化作用的HCL,或是能夠與PVC樹脂產生的不穩定聚烯結構起加成反映,以阻止或減輕PVC樹脂的分解。壹般在配方中選用的熱穩定劑的特點、功能與制品的要求來考慮。例如:
鉛鹽穩定劑主要用在硬制品中。鉛鹽類穩定劑具有熱穩定劑好、電性能優異,價廉等特點。但是其毒性較大,易汙染制品,只能生產不透明制品。近年來復合穩定劑大量出現,單組分的穩定劑已有被取代的危險。復合穩定劑的特點是專用性強,汙染小,加工企業配料簡便等優點。但由於無統壹的標準,所以各家的復合穩定劑差異很大。
鋇鎘類穩定劑是性能較好的壹類熱穩定劑。在PVC農膜中使用較廣。通常是鋇鎘鋅和有機亞磷酸酯及抗氧劑並用。
鈣鋅類穩定劑可作為無毒穩定劑,用在食品包裝與醫療器械、藥品包裝,但其穩定性相對教低,鈣類穩定劑用量大時透明度差,易噴霜。鈣鋅類穩定劑壹般多用多元醇和抗氧劑來提高其性能,最近已經國內已經有用於硬質管材的鈣鋅復合穩定劑出現。深圳市森德利塑料助劑有限公司成功開發出CZX系列無毒鈣鋅穩定劑,能夠滿足硬質管材及管件的生產,並在聯塑等管材生產廠家批量使用。
有機錫類熱穩定劑性能較好,是用於PVC硬制品與透明制品的較好品種,尤其辛基錫幾乎成為無毒包裝制品不可缺少的穩定劑,但其價格較貴。
環氧類穩定劑通常作為輔助穩定劑。這類穩定劑與鋇鎘鈣鋅類穩定劑並用時能提高光與熱的穩定性,其缺點是易滲出。作輔助穩定劑的還有多元醇,有機亞磷酸酯類能。
近年來還出現了稀土類穩定劑和水滑石系穩定劑,稀土類穩定劑主要特點是加工性能優良,而水滑石則是無毒穩定劑。
3.抗氧劑
PVC制品在加工使用過程中,因受熱、紫外線的作用發生氧化,其氧化降解與產生遊離基有關。主抗氧劑是鏈斷裂終止劑或稱遊離基消除劑。其主要作用是與遊離基結合,形成穩定的化合物,使連鎖反應終止,PVC用主抗氧劑壹般是雙酚A。還有輔助抗氧劑或過氧化氫分解劑,PVC輔助抗氧劑為亞磷酸三苯酯與亞磷酸苯二異辛酯。主輔抗氧劑並用可發揮協同作用。
4.紫外線吸收劑
在戶外使用的PVC制品,因受到它敏感波長範圍的紫外線照射,PVC分子成激發態,或其化學鍵被破壞,引起遊離基鏈式反應,促使PVC降解與老化。為了提高抗紫外線的能力,常加入紫外線吸收劑。PVC常用的紫外線吸收劑有三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD、OBS。三嗪-5效果最好,但因呈黃色使薄膜略帶黃色,加入少量酞菁藍可以改善。在PVC農膜中常用UV-9,壹般用量0.2~0.5份。屬水楊酸類的TBS、BAD與OBS作用溫和,與抗氧劑配合使用,會得到很好的耐老化效果。對於非透明制品,壹般通過添加遮光的金紅石型鈦白粉來改善耐候性,這時如果再添加紫外線吸收劑,則需要很大用量,不十分合算。
5.螯合劑
在PVC塑料穩定體系中,常加入的亞磷酸酯類不僅是輔助抗氧劑,而且也起螯合劑的作用。它能與促使PVC脫HCL的有害金屬離子生成金屬絡和物。常用的亞磷酸酯類有亞磷酸三苯酯、亞磷酸苯二異辛酯與亞磷酸二苯辛酯。在PVC農膜中,壹般用量為0.5~1份,單獨用時初期易著色,熱穩定性也不好,壹般與金屬皂類並用
6.潤滑劑
潤滑劑的作用在於減少聚合物和設備之間的摩擦力,以及聚合物分子鏈之間的內摩擦。前者稱為外潤滑作用,後者稱為內潤滑作用。具有外潤滑作用的如矽油、石蠟等,具有內潤滑作用的如單甘酯,硬脂醇及酯類等。至於金屬皂類,則二者兼有。另外需要說明的是,內外潤滑的說法只是我們的壹種習慣稱謂,並沒有明顯的界限,有些潤滑劑在不同的條件起不同的作用,如硬脂酸,在低溫或少量的時候,能起內潤滑作用,但當溫度升高或用量增加時,它的外潤滑作用就逐漸占優勢了,還有壹個特例是硬脂酸鈣,它單獨使用時作外潤滑劑,但當它和硬鉛及石蠟等並用時就成了促進塑化的內潤滑劑了。
7.無機物填充料
在PVC中加入某些無機填料作為增量劑,以降低成本,同時提高某些物理機械性能(如硬度、熱變形溫度、尺寸穩定性與降低收縮率),增加電絕緣性和耐燃性。
在硬質擠壓成型過程中,PVC制品壹般的填料為碳酸鈣和硫酸鋇。對註塑制品,要求有較好的流動性和韌性,壹般宜用鈦白粉和碳酸鈣。硬質制品的填料量在10份以內對制品的性能影響不大,近年來大家為了降低成本,使勁添加填料,這對制品的性能是不利的。
在軟制品方面,加入適量的填料,會使薄膜具有手感很好的彈性,光面幹燥而不顯光亮,並有耐熱壓性高和永久形變小等優點。在軟制品配方常用到滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、鈦白粉與陶土等填料。其中滑石粉對透明性影響較小。生產薄膜是,填料用量可達3份,多了影響性能。同時要註意填料細度,否則易形成僵塊,使塑料斷裂。在普通附層級電纜中主要添加碳酸鈣;絕緣級電纜附層中加入煆燒陶土,可以提高塑料耐熱性和電絕緣性。此外,三氧化二銻也可作為填料加入軟制品中,以提高制品耐燃性。
8.著色劑
用於PVC塑料的著色劑主要是有機顏料和無機顏料。PVC塑料對顏料的要求較高,如耐加工時高溫,不受HCL影響,加工中無遷移,耐光等。常用的有:
(壹)紅色主要是可溶性偶氮顏料、鎘紅無機顏料、氧化鐵紅顏料、酞菁紅等;
(二)黃色主要有鉻黃、鎘黃和熒光黃等;(三)藍色主要有酞菁藍
(四)綠色主要為酞菁綠;
(五)白色主要用鈦白粉;
(六)紫色主要是塑料紫RL;
(七)黑色主要是碳黑。
另外,熒光增白劑用於增白,金粉、銀粉用於彩色印花,珠光粉使塑料具有珍珠般散光。
9.發泡劑
PVC用的發泡劑主要是ADC發泡劑和偶氮二異丁腈及無機發泡劑。另外,鉛鹽和鎘鹽也有助發泡作用,可使AC發泡劑的分解溫度降到150~180℃左右。發泡劑的用量根據發泡倍率而定。
10、阻燃劑
用於建材、電氣、汽車、飛機的塑料,均要求有阻燃性。壹般含鹵素、銻、硼、磷、氮等化合物均有阻燃作用,可作阻燃劑。
PU的助劑還包括
滲透劑、乳化劑、柔軟劑、流平劑、泡孔調節劑、消泡劑、抗菌劑、表面處理劑、塗飾劑、 PU 改性劑、水性聚氨酯膠粘劑等
具體如何選用,依據生產工藝而定