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助剂及其应用,主讲：程海涛 学时：32 课程性质：专业选修,第二章 增塑剂 1、结构与命名,邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯,2-乙基己醇,邻苯二甲酸丁苄酯,环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯,1 , 2 , 4-偏苯三甲酸酐,均苯四羧酸酐,偏苯三酸三辛酯,氯化甲氧基化油酸甲酯,环氧硬脂酸辛酯,环氧脂肪酸丁酯,（1） 邻苯二甲酸丁苄酯的合成,（2） 邻苯二甲酸酐的的合成,（3）邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯的合成,2、化学合成反应式,4、工艺流程图 （1）间歇法生产DOP示意图,（2）连续法生产DOP示意图,（3）常压酯化生产DOZ（壬二酸二辛酯）示意图,（3）三氯氧磷法生产硫酸酯工艺流程示意图,第三章 抗氧剂,1、结构与命名,2,6-二叔丁基-4-甲酚,N-苯基-1-萘胺,N,N-二苯基对苯二胺,N-苯基-N-（1,3-二甲基丁基）对苯二胺,6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉,苯乙烯苯酚,4,4-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚),-硫醇基苯并咪唑,N-水杨叉-N-水杨酰肼,2-羟基-1,3 -双(对苯胺基苯氧基)丙烷,2、化学合成反应式 （1）防老剂A 的合成,（2）Naugard 445的合成,（3）防老刘AP的合成,（4）防老剂BLE的合成,（5）抗氧剂264的合成,（6）防老剂4010NA的生产工艺,（7）N-水杨叉-N-水杨酰肼合成工艺,（8）N-（1,3-二甲基丁基）-N-苯基对苯二胺合成工艺,3、工艺流程 （1）拜耳公司连续化生产防老剂4010NA 的工艺流程,3、简答题 （1）抗氧剂应具备以下的性能： 具有活泼的氢原子，它应比高分子链上的活泼氢原子更活泼； 抗氧剂自由基应具有足够的稳定性； 抗氧剂本身应较难氧化，否则自身被氧化而起不到抗氧化作用 （2）抗氧剂的选用原则 根据抗氧剂本身的性质。包括变色及污染性、挥发性、溶解性、稳定剂、抗氧剂的物理状态。 应考虑材料的加工条件，贮存及使用环境。,多种抗氧剂配合使用，达到协同效应。 第四章 热稳定剂 1、结构与命名,2、合成反应 （1）丙酸甲酯锡三氯化物的合成,3、简答题 （1）热稳定剂具有以下的功能: 能置换高分子链中存在的活泼原子（如，PVC 中烯丙位的氯原子），以得到更为稳定的化学键和减小引发脱氯化氢反应的可能性； 能够迅速结合脱落下来的氯化氢，抑制其自动催化作用； 通过与高分子材料中所存在的不饱和键进行加成反应而生成饱和的高分子链，以提高该合成材料热稳定性； 能抑制聚烯结构的氧化与交联； 对聚合材料具有亲和力，而且是无毒或低毒的； 不与聚合材料中已存在的添加剂，如增塑剂、填充剂和颜料等发生作用。,4、合成工艺流程图 （1）三盐基硫酸铅生产工艺流程,第五章 光稳定剂,1、结构与命名,2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮,2, 4-二羟基二苯甲酮,4-氨基哌啶,2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮,2、合成反应 （1）2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的合成,（2）紫外线吸收剂UV-537的合成,（3）2, 4-二羟基二苯甲酮的合成,（4）紫外线吸收剂TBS的合成,（5）4-氨基哌啶的合成,3、简答题 （1）作为有工业价值的光稳定剂应具备下列几个条件： 能强烈吸收290 -400m波长范围的紫外线，或能有效地猝灭激发态分子的能量，或具有足够的捕获自由基的能力； 与聚合物及其助剂的相容性好，在加工和使用过程中不喷霜，不渗出； 具有光稳定性、热稳定性及化学稳定性，即在长期曝晒下不遭破坏，在加工和使用时不因受热而变化，热挥发损失小，不与材料中其他组分发生不利的反应； 耐抽出、耐水解、无毒或低毒，不污染制品、价格低廉。,（2）光稳定过程须从如下几个方面进行： （1）紫外线的屏蔽和吸收； （2）氢过氧化物的非自由基分解； （3）猝灭激发态分子； （4）钝化重金属离子； （5）捕获自由基。,第六章 抗静电剂 1、结构与命名,2、合成反应 （1）,（2）,（3）,3、简答题 （1）工业上采用抑制静电荷的产生和促进电荷的泄漏来解决材料的带电问题。有以下几种方法： 提高材料加工环境和使用场所的湿度，有利于抑制电荷的产生和促进电荷的泄漏； 对聚合物进行结构改性，引入极性化或离子化基团，提高导电性； 在材料加工过程中利用导电装置或在制品中加入导电性材料； 用氧化剂或采用电晕放电处理制品表面，提高高分子材料表面的导电性； 在高分子材料中添加导电性填料，如炭黑、金属氧化物粉末或金属粉末； 采用导电性高分子材料或导电性涂料进行表面预处理； 添加抗静电剂，提高高分子材料的极性或吸湿性。,（2）理想的内用抗静电剂须满足下列基本要求： 耐热性好，能经受树脂加工过程的高温； 与树脂兼容性好，不发生渗出现象； 不损害树脂的性能； 混炼容易； 能与其他助剂并用； 用于薄膜、薄板时不发生粘着现象； 不刺激皮肤、无毒； 价廉。,（3）理想的外用型抗静电剂的基本要求为： 可溶或可分散在溶剂中； 与树脂表面给合牢固、耐磨、耐洗涤； 有良好的抗静电效果，对环境的温度变化的适应性强； 不会引起制品颜色的变化； 手感好，无刺激，无毒； 价廉。,第七章 阻燃剂 1、结构与命名,十溴联苯醚 四溴双酚A,四溴双酚A,三（2, 3-二溴-1丙基）氰酸酯,2、合成反应,3、简答题 （1）理想的阻燃剂应该具备下列基本条件。 阻燃剂不损害高分子材料的物理机械性能，即经阻燃加工后，不降低热变形温度、机械强度和电气特性。用于合成纤维时还必须有防止熔滴的作用，对整理织物的外观影响极小。 具有耐候性及持久性，进行阻燃加工的塑料制品都是准备长期使用的物品，所以阻燃效果不能在制品使用中消失。对于合成纤维中阻燃剂产生的防燃效果应能耐洗涤及干洗。 无毒或低毒。阻燃剂在使用过程中产生的气体可燃性低、毒性小，对纺织品用阻燃剂应为不刺激皮肤，当织物在火焰中裂解时不产生有毒气体。 价格低廉。随着阻燃剂在制品中的添加量有增多的倾向，因而廉价就显得十分重要了。当然在特殊场合即使价昂也不得不采用。,（2）加工成型对阻燃剂的要求 阻燃剂加到聚合物中，不影响树脂的加工性能，加工条件不特殊； 阻燃剂在加工过程中，不挥发，不升华，不分解； 阻燃剂对成型设备和模具没有腐蚀作用，工厂原有设备仍可使用。 （3）聚合物制品对阻燃剂的要求 阻燃剂在树脂中分散性或相容性要好； 阻燃剂加入后，产品价格不会提高太多； 对聚合物制品的物理机械性影响不大，能被用户所接受； 经阻燃处理的聚合物制品不易着火，阻止火焰传播的能力强，燃烧速度慢； 产生烟的速度低且量少； 产生的气体可燃性低且毒性小； 阻燃性能具有耐候性和长效性。,3、简答题 （1）作为一个理想的物理发泡剂应具备以下的性能： 无毒、无味； 无腐蚀性； 不易燃易爆； 不损坏聚合物的性能； 气态时必须是化学惰性的； 常温下具有低的蒸气分压； 具有较快的蒸发速度； 分子量小，相对密度大； 价廉，来源充足。,填空题： 1、助剂在量和质上的基本特点是小批量、品种多、特定功能和复配使用。 2、按照应用对象分类助剂分为：高分子材料助剂、纺织染整助剂、石油工业用助剂、食品工业用添加剂。 3、热稳定剂的发展趋势：低毒、无毒趋势、有机锡稳定剂的新发展、金属盐类稳定剂、有机辅助稳定剂。 4、聚合物热降解的三种基本形式：在受热过程中从高分不链上脱落下来各种小分子、随机链断裂降解、解聚反应。 5、光稳定剂按照作用机理分类分为：光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕获剂。 6、聚合物的光稳定过程须从如下几个方面进行；（1）紫外线的屏蔽和吸收； （2) 氢过氧化物的非自由基分解；（3）猝灭激发态分子；（4）钝化重金属离子；（5）捕获自由基。,7、光稳定剂的选用决定于多种因素，主要有聚合物对紫外线的敏感波长、紫外线稳定剂的吸收波长范围、加入量、制品的厚度、颜色、与其他助剂的作用及经济效益等。 8、维持燃烧的三要素：可燃物、氧、热。 9、具备燃烧三要素的燃烧过程分为：加热阶段、降解阶段、分解阶段、点燃阶段、燃烧阶段。 10、阻燃机理包括：保护膜机理、不燃性气体机理、冷却机理、终止链锁反应机理。 11、过氧化物交联的缺点：在空气存在下交联困难、易受其它助剂的影响、交联剂中残存令人不快的臭味、与硫化相比，交联物的机械性能略低。 12、检查乳化液类型的方法：稀释法、导电性、染色性、滤纸润湿性、光折射法。 13、工业上制备乳化液的方法：转相乳化法、自然乳化法、机械乳化法。 14、防腐剂的使用方法：添加法、浸渍法、涂布法、喷雾法、薰蒸法。,