塑料助剂 史上最全的塑料助剂介绍

塑料就像一个盘子。没有添加剂怎么可能是美味？

当你去商店买一束漂亮的塑料花时，售货员告诉你鲜艳的颜色可以长期保持；当你在特定环境下购买塑料产品，她告诉你是不怕火的塑料做的；当你希望你的塑料产品短时间内不被灰尘覆盖时，她会向你保证它们是由抗静电塑料制成的。请相信她的话。她给你介绍的产品是添加塑料稳定剂、防老剂、阻燃剂、抗静电剂等塑料添加剂的结果。

这些塑料添加剂让普通塑料制品变得神奇。这也使得经济附加值更高的塑料添加剂行业充满诱惑，展现出光明的前景。接下来，边肖将为您详细介绍塑料常用添加剂的分类。给你看看什么才是真正的“小身体，大能量”。

首先，什么是塑料添加剂

塑料添加剂有广义和狭义之分。广义上讲，塑料添加剂都是在塑料制品的加工成型过程中加入到树脂基体中，可以用来降低产品的成本，改善或赋予产品一定的性能，或者改善塑料制品的加工性能。包括有机，无机，小分子，大分子。狭义的塑料添加剂，又称塑料添加剂，是指能够改善塑料加工性能或改善或赋予产品一定性能的化学原料。如润滑剂、抗氧化剂、阻燃剂等。这里主要介绍广义的塑料添加剂。

二、常用塑料添加剂的分类

目前，塑料常用的添加剂大致可以分为以上三类。狭义的添加剂实际上是指上图中的加工添加剂和功能添加剂，不包括填料。接下来，边肖会给你详细介绍每一种添加剂。

1个塑料包装

根据添加的目的，填料可分为三类:

(1)降低成本:分为有机填料和无机填料。常用的无机填料有CaCO3、滑石粉、硅灰石、硫酸钡、高岭土、无水硫酸钠、玻璃珠等。常用的有机填料主要是木粉、竹粉、贝壳粉、贝壳粉以及棉、麻、米等农副产品的粉末。

这种填料是应用最广、消耗量最大的塑料添加剂之一。除了降低成本，还可以改善产品的一些性能。例如，无机填料通常可以提高塑料产品的刚性、耐热性(无机填料)、尺寸稳定性、成型收缩率降低和抗蠕变性。有机填料可以增强，降低成型收缩，提高尺寸稳定性，但耐热性差。

(2)增强填料:常用的增强填料有两种:纤维和晶须。主要包括:无机(如玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、晶须、应时纤维和陶瓷纤维等。);有机(如聚酰胺纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。).

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这种填料是塑料最重要的增强材料，其用量可占整个增强材料的90%以上。目前，玻璃纤维和碳纤维是最常用的塑料增强和改性材料，尤其是在汽车轻量化方面。晶须多用于增强，常见的有CaCO3晶须和CaSO4晶须。

(3)增韧填料:塑料的韧性往往用其冲击强度来表示。冲击强度是指样品被冲击破碎时单位面积消耗的功。它用于评价材料抵抗外部冲击的能力或判断材料的脆性或韧性。冲击强度越高，其韧性越好。相反，它的脆性越大。增韧填料主要包括橡胶和热塑性弹性体。

高抗冲橡胶主要有:EPR、EPDM、NBR、SBR、天然橡胶、聚丁二烯橡胶、氯丁橡胶、聚异丁烯、顺丁橡胶。热塑性弹性体包括乙烯-辛烯共聚物、SBS和SEBS。

在增韧的同时，这种填料会降低产品的强度和刚度。因此，现在流行的方法是将其与刚性无机纳米粉体一起添加到树脂基体中，进行共混增韧改性。

2加工添加剂

塑料加工添加剂可分为三类:

(1)润滑剂:润滑剂的作用是减少材料与材料和加工设备表面的摩擦，从而降低熔体的流动阻力和粘度，改善熔体的流动性，避免熔体与设备的粘连，提高产品的表面光洁度。

润滑剂按功能可分为内部润滑剂和外部润滑剂。本质就是我们通常所说的增塑剂和脱模剂。在不同的树脂中有不同的叫法。比如PVC树脂加工中通常使用增塑剂，其本质也是其内部润滑作用。内部和外部润滑剂的区别主要取决于它们与树脂的相容性。内部润滑剂与树脂有很大的亲和力，作用是减少大分子之间的作用力；外部润滑剂与树脂的亲和力很小，其作用是减少树脂与加工机械之间的摩擦。

常用的润滑剂有饱和烃类(固体石蜡、液体石蜡、微晶石蜡、低分子量聚乙烯等)。)，金属皂(硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁等。)，脂肪族酰胺(EBS，油酰胺等。)，脂肪酸(硬脂酸、羟基硬脂酸)，脂肪酸酯(PETS、单硬脂酸甘油酯、聚硬脂酸甘油酯等。)和脂肪醇(硬脂醇、季铵盐)

硬脂酸钙

(2)热稳定剂:在塑料的加工成型过程中，由于受热、摩擦或剪切会产生热量，或者塑料制品在使用过程中因受热而性能变差。为了防止塑料在加热时降解和老化，有必要添加一种在加热时不会引起分解和变化的物质。这种物质被称为热稳定剂。主要用于加工PVC树脂。

纯PVC树脂对热极其敏感，当加热温度达到90℃以上时，会发生轻微的热分解；当温度达到120℃时，发生明显的热分解，PVC树脂的颜色逐渐加深。PVC的热降解机理非常复杂，但PVC热分解反应的本质是脱氯化氢反应引起的一系列反应，最终导致大分子断裂。

常用热稳定剂:铅盐热稳定剂(三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅、碱式碳酸铅等。);金属皂热稳定剂(硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁等。);有机锡热稳定剂(含硫有机锡、有机锡羧酸盐等。);稀土热稳定剂。

(3)发泡剂:所谓发泡剂是使目标物质孔隙化的物质，分为化学发泡剂、物理发泡剂和表面活性剂三类。化学起泡剂是通过加热分解后能够释放出CO2和N2等气体并在聚合物组合物中形成孔隙的化合物。物理发泡剂是指泡沫的孔隙是由某种物质物理形态的变化，即压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的；发泡剂具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力。在液膜表面排列双电子层，包围空气体，形成气泡，再由单个气泡形成泡沫。

3功能添加剂

(1)抗老化添加剂:是指在储存、运输和使用过程中，在外界因素(光、热、氧等非机械因素)的作用下，抑制大分子链降解，降低或丧失塑料制品机械性能的过程。能抑制聚合物分子链断裂，延长塑料制品使用性能的物质统称为抗氧化剂。包括光/热稳定剂、抗氧化剂、抗紫外线稳定剂和抗水解剂。

①光稳定剂/抗氧剂:塑料通常在光、氧、热的作用下迅速老化，导致强度、刚度、韧性下降；变色；出现划痕，表面光泽度降低。影响塑料制品的性能。需要添加光稳定剂和抗氧化剂来抑制分子链的断裂，延长产品的使用性能。

酚类抗氧化剂的作用机理

常用的抗氧化剂有1010、168、1076，复合抗氧化剂有B215、B225。有770，622，944，783光稳定剂。常用的抗紫外线稳定剂有uv-531、uv-326和uv-327。

②抗水解剂:在潮湿温暖的环境中，水分子会破坏聚合物的大分子链，导致部分聚合物降解甚至失去任何性能，这就是所谓的“水解”。聚羟基烃对水相对稳定，当浸入水溶液中达到平衡时，含水量很少。而尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚酯(PET、PBT)等缩聚生产的聚合物。，含有大量高极性基团，如酰胺基、酯基、脲基、缩二脲基和氨基甲酸酯基。在低含水量和室温条件下，被吸收的水与极性基团形成氢键，削弱了聚合物中分子间的氢键，从而降低了聚合物的物理机械性能。这种效果是可逆的，去除水分后性能就可以恢复了。然而，当温度高和相对湿度高时，水与聚合物分子链的极性基团反应并导致降解。

为了有效防止某些聚合物的水解，通常在材料中加入水解稳定剂，也称为抗水解剂。水解稳定剂的加入可以有效捕获聚合物水解产生的羧基，产生稳定无害的产物(如尿素衍生物)，从而阻止聚合物的进一步水解。水解稳定剂有很多种，包括单(多)碳二亚胺、噁唑啉化合物、环氧化合物和其他能阻止水解的物质。

(2)健康安全添加剂:塑料制品最大的缺陷是易燃性，燃烧过程中会产生熔滴，引起二次火灾。另外，塑料制品的导电性差，表面会积聚一层电荷，产生静电引力，使制品表面吸收大量灰尘和细菌。所以塑料制品一般需要添加阻燃剂、抗静电剂、抗菌剂。确保塑料制品在使用中的卫生和安全。

①阻燃剂:阻燃剂是一种能防止塑料着火或抑制火焰蔓延的添加剂。高效安全的阻燃剂一般可以起到阻燃、抑烟、散热、防滴落四种作用。根据其使用方法，可分为添加型和反应型。

大多数塑料制品是易燃的，这给其产品的应用带来了许多隐患。准确的说，阻燃剂更适合作为阻燃剂，因为“阻燃剂”有阻燃和抑烟两种含义，比阻燃剂更广泛。长期以来，人们已经习惯于使用阻燃剂的概念，所以文献中的阻燃剂实际上是阻燃剂和抑烟添加剂的总称。

阻燃剂按使用方法可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂通常添加到基础树脂中，仅与树脂物理混合；反应型阻燃剂一般是分子中含有阻燃元素和反应性基团的单体，如卤代酸酐、卤代双酚和含磷多元醇等。由于它们的反应性，它们可以化学键合到树脂的分子链上，成为塑料树脂的一部分。大多数活性阻燃剂也是合成添加剂阻燃剂的单体。

根据化学成分的不同，阻燃剂也可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌和红磷，而有机阻燃剂主要是卤代烃、有机溴化物、有机氯化物、磷酸盐、卤化磷酸盐、氮基阻燃剂和氮磷膨胀型阻燃剂。

抑烟剂的作用是减少阻燃材料的烟雾排放和有毒有害气体的释放，主要是钼化合物、锡化合物和铁化合物。虽然氧化锑和硼酸锌也具有抑烟性能，但它们经常被用作阻燃增效剂，因此被归类为阻燃体系。

常用的阻燃剂分为四类:卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂和膨胀型阻燃剂。

②抗菌剂:抗菌剂是指能保持某些微生物(细菌、真菌、酵母菌、藻类、病毒等)生长或繁殖的化学物质。)在一定时间内低于必要水平。

抗菌剂的抗菌作用一般分为杀菌作用和抑菌作用。抗菌剂的浓度和作用时间对抗菌效果有很大影响。银、铜、汞、强氧化剂等金属离子主要起杀菌作用，有机抗菌剂主要起抑菌作用。对于同样的抗菌剂，低浓度往往表现出抑菌作用，高浓度则表现出杀菌作用。

③抗静电剂:任何物体本身都带有静电，可以是负电荷，也可以是正电荷。静电荷的积累会影响甚至危害生活或工业生产。引导/消除累积的有害电荷以免对生产/生活造成不便或伤害的化学品称为抗静电剂。

抗静电剂一般具有表面活性剂的特性，结构上既有极性基团，也有非极性基团。常用的极性基团(即亲水性基团)包括羧酸、磺酸、硫酸和磷酸的阴离子，胺盐和季铵盐的阳离子，以及-OH和-O-等基团，而常用的非极性基团(即亲脂性或疏水性基团)包括烷基和烷芳基。由此形成了纤维工业常用的五种基本类型的ASA，即胺衍生物、季铵盐、硫酸酯、磷酸酯和聚乙二醇衍生物。

4外观和服务性能

塑料制品在我们的日常生活中随处可见。它们有不同的形状和颜色。各种塑料制品也给我们的生活带来了不同的颜色。都是因为塑料着色剂。

着色剂使塑料改变其吸收和反射光波的固有特性。它可以是有机的或无机的，天然的或合成的。颜料是一种不溶于普通溶剂的着色剂，因此有必要通过机械方法将颜料均匀分散在塑料中，以获得理想的着色性能。无机颜料具有优异的热稳定性和光稳定性，价格低廉，但其着色力相对较差，相对密度较大。有机颜料着色力高、色泽鲜艳、色谱完整、相对密度小，但在耐热性、耐候性和遮盖力方面不及无机颜料。

5其他表演辅助

除了上述添加剂，塑料加工过程中还有很多添加剂，如增容剂、偶联剂、成核剂、防雾剂等。这些添加剂对塑料产品的性能起着重要的作用。

(1)增容剂:增容剂又称增容剂，是指通过分子间的结合力，促进两种不相容聚合物结合，获得稳定共混物的助剂。塑料合金和木塑产品应用广泛。

以ABS为例，直接共混两种材料获得“ABS”肯定不是你想要的，因为它的性能一塌糊涂。为什么会有这样的区别？这就涉及到聚合物合金的关键技术——增容技术。就ABS而言，我们可能知道它的生产方式是先聚合PB胶粉，然后作为种子，加入丙烯腈和苯乙烯单体，接枝到PB胶粉上。这样，聚合物PB-g-as实际上就在PB胶粉的表面。这种聚合物将两种不相容的聚合物结合在一起，提高了原系统的性能。增容剂通常是接枝聚合物。

(2)偶联剂:是一种具有两性结构的物质，其分子中的一些基团可以与无机表面的化学基团反应形成化学键；另一组具有亲有机的性质，可以与有机分子发生化学反应或产生强烈的分子间相互作用，从而牢固地结合两种不同性质的材料。

一般用于改善无机填料在聚合物基体中的分散状态，提高填充聚合物材料的力学性能和使用性能。常用的硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合偶联剂。目前超分散剂其实也是一个概念。

③成核剂:成核剂是一种功能助剂，适用于聚乙烯、聚丙烯等结晶不完全的塑料。通过改变树脂的结晶行为，加速结晶速率，增加结晶密度，促进晶粒尺寸细化，从而缩短成型周期，提高产品的透明性、表面光泽度、拉伸强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能。

山梨醇成核剂

④防雾剂:透明的塑料薄膜、片材或板材，在潮湿的环境中，当湿度达到露点以下时，会在其表面凝结一层细小的水滴，使表面模糊雾化，阻碍光波的传播。例如，用薄膜包装产品时，内容物会因起雾而看不见，产生的雾滴容易导致内容物腐烂和损坏。因此，为了延长产品的使用寿命，需要添加一定量的防雾剂。

防雾剂是一些带有亲水基团的表面活性剂，可以在塑料表面取向，疏水基团向内，亲水基团向外，使水容易润湿塑料表面，凝结的细小水滴迅速扩散，形成极薄的水层或大水滴沿膜向下流动。这样，可以避免小水滴的光散射引起的雾化，并且可以防止凝结的水滴落在被包装物体上并损坏被包装物体。

5增塑剂

增塑剂是一种增加聚合物树脂塑性，赋予产品柔软性的添加剂，也是迄今产量和消费量最大的塑料添加剂。增塑剂在工业上应用广泛，在塑料加工中应用广泛，因为它们能增加塑料的柔韧性。还广泛应用于塑料、橡胶、树脂、纤维素、电缆、医疗器械等产品。增塑剂涉及的化合物一般包括邻苯二甲酸酯、脂肪族二羧酸酯、偏苯三酸酯、聚酯、环氧酯、苯基烷基磺酸盐、磷酸盐和氯化石蜡，其中邻苯二甲酸酯最为重要。

6加工助剂

在传统意义上，加工改性剂几乎是指硬质PVC加工中使用的改性添加剂，其目的是提高塑化性能，改善树脂熔体的粘弹性，促进树脂的熔体流动。丙烯酸酯共聚物(ACR)是主要的添加剂，在硬质聚氯乙烯产品的加工中发挥着突出的作用。现代意义上加工改性剂的概念已经扩展到聚烯烃(如线性低密度聚乙烯LLDPE)、工程热塑性树脂等领域。预计未来几年茂金属树脂投入使用后，将出现更新、更广泛的加工改性剂。

7抗冲改性剂

广义上讲，所有能提高硬质聚合物产品抗冲击性能的添加剂统称为抗冲改性剂。传统的抗冲改性剂基本上都是基于弹性增韧理论，相关化合物几乎无一例外都属于各种共聚物和其他具有弹性增韧作用的聚合物。以硬质PVC产品为例，当今应用市场广泛使用的品种主要有氯化聚乙烯(CPE)、丙烯酸酯共聚物(ACR)、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。用于聚丙烯增韧改性的三元乙丙橡胶也属于橡胶增韧的范围。20世纪80年代后，无机刚性粒子增韧聚合物的理论应运而生，随着纳米技术的飞速发展，塑料增韧改性和冲击改性剂被赋予了新的含义。在这方面，国内外已有大量的专著和文献报道。

8防霉剂

抗菌剂，也称为微生物抑制剂，是抑制微生物(如霉菌)生长并防止聚合物树脂被微生物侵蚀和降解的稳定添加剂。绝大多数高分子材料对霉菌不敏感，但由于添加了增塑剂、润滑剂、脂肪酸皂等在加工过程中会滋生霉菌的物质，所以具有霉菌敏感性。塑料用防霉剂含有多种化学物质，常见品种有有机金属化合物(如有机汞、有机锡、有机铜、有机砷等。)，含氮有机化合物，含硫有机化合物，含卤素有机化合物，酚类衍生物等。

9着色剂

着色剂是一种不能溶解在普通溶剂中的化学物质，因此为了获得理想的着色性能，有必要通过机械方法将颜料均匀分散在塑料中。无机颜料具有优异的热稳定性和光稳定性，价格低廉，但其着色力相对较差，相对密度较大。有机颜料着色力高、颜色鲜艳、色谱完整、相对密度小，但在耐热性、耐候性和遮盖力方面不如无机颜料。着色剂主要包括色母粒和荧光增白剂。

1)母料

色母粒是一种通过在树脂中均匀地加入一定量的颜料或染料而制成的集合体。其基本组成包括:颜料或染料、载体、分散剂和添加剂；具有以下优点:保持颜料的化学稳定性和颜色稳定性，提高颜料的分散性，操作简单，易于颜色转换，环境清洁，节省时间和原料。

2)荧光增白剂

荧光增白剂是一种荧光染料，或称白色染料，也是一种复杂的有机化合物。它的特点是能激发入射光产生荧光，使被染色物质具有类似萤石的闪光效果，肉眼看到的物质非常白。按荧光增白剂的母体分类，大致可分为9大类，如碳环、三嗪氨基苯乙烯、二苯乙烯-三唑、苯并噁唑、呋喃、苯并呋喃和苯并咪唑、1，3-二苯基-吡唑啉、香豆素、萘酰亚胺和杂类。

一个一流的菜系，在烹饪的过程中，厨师会加入各种调料，最终能做出色、香、味俱佳的一流菜系，满足消费者的胃口。

塑料制品也是如此。我们需要添加各种添加剂来提高塑料产品的性能，通过着色剂来制备各种产品，以满足消费者的使用要求。

所以，不加添加剂的树脂就像一道没煮过的菜，即使很贵，也很难吸引消费者的兴趣。塑料改性工程师和大师一样，选择合适的添加剂，即使没有珍贵的材料，也能做出优秀的产品。

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