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塑料加工助劑的28個經(jīng)典問題，看完后恍然大悟！
1.什么是高分子材料加工助劑？其作用是什么？
答：助劑是某些材料和產(chǎn)品在生產(chǎn)或加工過程中所需要添加的各種輔助化學(xué)品用以改善生產(chǎn)工藝和提高產(chǎn)品性能,樹脂和生膠加工成塑料和橡膠制品這一過程中所需要的各種輔助化學(xué)品。
作用:①改善聚合物的工藝性能,優(yōu)化加工條件,提交加工效率；②改進(jìn)制品的性能,提高他們的使用價值和壽命。
2.什么是助劑與聚合物的相容性？噴聚,發(fā)汗的意義是什么？
答：噴聚——固體助劑的析出；發(fā)汗——液體助劑的析出。
助劑與聚合物的相容性指助劑與聚合物能長期均勻也混合在一起,不生產(chǎn)相分離而析出的性能；
3.增塑劑有什么作用？
答：削弱聚合物分子間的次價鍵即范德華力,從而增加聚合物分子鏈的移動性,降低聚合物分子鏈的結(jié)晶性。
4.為什么聚苯乙烯比聚丙烯的耐氧化性好？
答：不穩(wěn)定的H被龐大的苯基所取代,PS不易老化的原因是苯環(huán)對Ｈ有屏蔽作用；ＰＰ中含有叔氫易老化。
5.PVC受熱不穩(wěn)定的原因是什么？
答：①分子鏈結(jié)構(gòu)含有引發(fā)劑殘基含有烯丙基氯起到活化基團(tuán)的作用.端基雙鍵,使熱穩(wěn)定性下降；②氧的影響,加速了PVC的熱降解時脫HCL；③反應(yīng)產(chǎn)生的HCl對PVC的降解有催化作用；④增塑劑的用量的影響。
6.綜合目前研究結(jié)果，熱穩(wěn)定劑主要作用有哪些？
答：①吸收中和HCL,抑制其自動催化作用；②置換PVC分子中不穩(wěn)定的烯丙基氯原子,抑制HCl的脫出；③與多烯結(jié)構(gòu)發(fā)生加成反應(yīng),破壞大共軛體系的形成,減少著色；④捕捉自由基,阻止氧化反應(yīng)；⑤中和或鈍化對降解起催化作用的金屬離子或其他有害物質(zhì)；⑥對紫外線照射起保護(hù)作用、屏蔽和減弱作用。
7.為什么紫外線對聚合物破壞性最大？
答：紫外線波長短,能量大,打斷大部分聚合物化學(xué)鍵。
圖：抗紫外線劑
8.膨脹型阻燃劑屬于哪一類協(xié)同體系,其基本原理作用是什么？
答：膨脹型阻燃劑屬于磷氮協(xié)同體系。
機(jī)理:含該阻燃劑的聚合物受熱時,表面能生成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層,詞層隔熱、隔氧、抑煙、防滴落,故具有良好的阻燃性能。
9.什么是氧指數(shù),氧指數(shù)大小與阻燃性有什么關(guān)系？
答：OI=O2/(O2+N2)×100%式中,O2：氧氣流量；N2：氮氣流量。氧指數(shù)指一定規(guī)格試樣像蠟燭狀能持續(xù)平穩(wěn)燃燒時,在氮氧混合氣流中所必須的最低氧的體積百分含量。OI<21屬易燃,OI為22～25具自熄性,26～27為難燃,28以上為極難燃。
10.銻鹵阻燃體系如何發(fā)生協(xié)同作用？
答：銻常用的是Sb2O3,鹵化物常用的是有機(jī)鹵化物。Sb2O3/機(jī)有鹵化物一起使用,主要認(rèn)為是因為它與鹵化物放出的鹵化氫作用。且產(chǎn)物熱分解成SbCl3,它是沸點不太高的揮發(fā)性氣體,這種氣體相對密度大,能長時間停留在燃燒區(qū)內(nèi)稀釋可燃性氣體,隔絕空氣,起到阻烯作用；其次,它能捕獲燃燒性游離基,起以抑制火焰的作用。另外,SbCl3在火焰的上空凝結(jié)成液滴式固體微粒,其壁效應(yīng)散射大量的熱量,使燃燒速度減速緩或停止。一般來說,氯與金屬原子以3:1較為合適。
11.根據(jù)目前研究,阻燃劑的作用機(jī)理有哪些？
答：①阻燃劑在燃燒溫度下的分解產(chǎn)物形成不揮發(fā)不氧化的玻璃狀薄膜,可隔絕空氣反射能量或具有低的導(dǎo)熱系數(shù)。
②阻燃劑受熱分解生成不燃燒氣體從而稀釋可燃性氣體,沖淡燃燒區(qū)氧的濃度；③阻燃劑溶化分解吸熱消耗熱量；
④阻燃劑促使塑料表面形成一層多孔的隔熱穩(wěn)炭層,阻止熱傳導(dǎo)及繼續(xù)燃燒。
12.為什么塑料在加工或使用過程中極易帶靜電？
答：由于其主體聚合物的分子鏈差不多均是共價鍵組成,既不能電離又不能傳遞電子。在其加工和制品的使用過程中,當(dāng)同其它物體或自身想接觸和摩擦?xí)r會因為電子的得失而帶電,并且難通過自身傳導(dǎo)而消失。
13.抗靜電劑分子結(jié)構(gòu)有何特點？
答：R—Y—X R:親油基,Y:連接基,X:親水基。在它們的分子中,非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應(yīng)具有適當(dāng)平衡,與高分子材料具有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的親油基,而羥基,羧基,磺酸基和醚鍵則是典型的親水基。
圖：抗靜電母粒
14.簡述抗靜電劑作用機(jī)理。
答：一是抗靜電劑在材料表面形成導(dǎo)電性的連續(xù)膜,即能賦予制品表面具有一定吸濕性與離子性的薄膜,從而降低表面電阻率,使已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷迅速泄漏,以達(dá)到抗靜電的目的；二是賦予材料表面有一定的潤滑性,降低摩擦系數(shù),從而抑制和減少靜電荷的產(chǎn)生。
①外部抗靜電劑一般以水、醇或其他有機(jī)溶劑作為溶劑或分散劑使用,當(dāng)用抗靜電劑浸漬聚合物材料時,抗靜電劑的親油部分牢固地吸附在材料表面,親水部分向外并從空氣中吸收水分,從而在材料表面形成導(dǎo)電層,起到消除靜電的作用；
②內(nèi)抗靜電劑是在塑料加工時混入聚合物基體內(nèi),然后遷移至聚合物表面,起到抗靜電作用；
③高分子混煉型永久抗靜電劑是將親水性聚合物均勻共混到聚合物中,構(gòu)成一條條導(dǎo)電通道,傳導(dǎo)和釋放靜電荷。
15.橡膠硫化后,其結(jié)構(gòu)和性能通常發(fā)生何種變化？
答：①硫化膠由線型變?yōu)槿痪W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；②加熱不再流動；③不再溶于它的良溶劑中；④模量和硬度提高；⑤力學(xué)性能提高；⑥耐老化性能和化學(xué)穩(wěn)定性提高；⑦介質(zhì)性能可能下降。
16.硫磺硫化與硫磺給予體硫化有何不同？
答：①硫磺硫化：多硫鍵,耐熱、耐老化差,屈撓性好,永久變形大；②硫磺給予體：單硫鍵多,耐熱、耐老化好。
17.硫化促進(jìn)劑起什么作用？
答：提高橡膠制品的生產(chǎn)效率降低成本改善性能。能促進(jìn)硫化作用的物質(zhì)。可縮短硫化時間,降低硫化溫度,減少硫化劑用量和提高橡膠的物理機(jī)械性能等。
18.焦燒現(xiàn)象：是指橡膠膠料在加工過程中產(chǎn)生的早期硫化的現(xiàn)象。
19.簡述硫化活性劑的作用及主要品種
答:活性劑的作用——使促進(jìn)劑活性增強(qiáng),使促進(jìn)劑用量減少,使硫化時間縮短。
活性劑：能增加有機(jī)促進(jìn)劑的活性,使之充分發(fā)揮效能,從而減少促進(jìn)劑用量或縮短硫化時間的物質(zhì)。活性劑一般分為無機(jī)活性劑和有機(jī)活性劑兩類。無機(jī)活性劑主要有金屬氧化物、氫氧化物和堿式碳酸鹽等；有機(jī)活性劑主要有脂肪酸類、胺類、皂類、多元醇和氨基醇等。活性劑僅以少量加入到橡膠膠料中就能提高其硫化度。
1)無機(jī)活性劑:主要是金屬氧化物；
2)有機(jī)活性劑:主要是脂肪酸類。
注意：①ZnO可作為金屬氧化物硫化劑,交聯(lián)鹵化橡膠；②ZnO可提高硫化橡膠的耐熱性能。
20.何為促進(jìn)劑的后效應(yīng),何類促進(jìn)劑具有良好的后效應(yīng)？
答:在硫化溫度以下,不會引起早期硫化達(dá)到硫化溫度時則硫化活性大,這種性質(zhì)稱為促進(jìn)劑的后效應(yīng)。次磺酰胺類具有良好的后效應(yīng)。
21.潤滑劑的定義及內(nèi)外潤滑劑的區(qū)別？
答：潤滑劑——能改善塑料各層粒子之間及熔體與加工設(shè)備金屬表面的摩擦力和粘附性,增大樹脂的流動性,達(dá)到可調(diào)控樹脂塑化時間,保持連續(xù)生產(chǎn)的助劑,即稱之為潤滑劑。
外潤滑劑能在加工時增加塑料表面的潤滑性,減少塑料與金屬表面的黏附力,使其受到機(jī)械的剪切力降至最少,從而達(dá)到在不損害塑料性能的情況下最容易加工成型的目的。內(nèi)潤滑劑則可以減少聚合物的內(nèi)摩擦,增加塑料的熔融速率和熔體變形性,降低熔體黏度及改善塑化性能。
內(nèi)外潤滑劑的區(qū)別：內(nèi)潤滑劑要求與聚合物有較好的相容性,減少分子鏈間的摩擦,提高流動性能；而外潤滑劑要求與聚合物有一定的相容性,降低聚合物與加工機(jī)械表面的摩擦。
22.填料的補(bǔ)強(qiáng)作用的大小取決因素？
答:補(bǔ)強(qiáng)作用的大小取決于塑料本身的本體結(jié)構(gòu),填充粒子用量,比表面及大小,表面活性,粒子大小及分布,相結(jié)構(gòu)以及粒子在高聚物中聚散和分散。其中最重要的是:填料同聚合物高分子鏈所形成界面層的相互作用,這種作用既包括粒子表面對高分子鏈的物理或化學(xué)作用力,又包括界面層內(nèi)高分子鏈的結(jié)晶和取向等。
23.增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度受哪些因素影響？
答:①增強(qiáng)劑的強(qiáng)度通過選擇以達(dá)到要求；②基本聚合物的強(qiáng)度,可通過聚合物的選擇和改性加以滿足；③增塑劑和基本聚合物的表面膠結(jié)情況；④增強(qiáng)材料的組織材料。
24.什么是偶聯(lián)劑,其分子結(jié)構(gòu)特點,舉例說明起作用機(jī)理。
答:偶聯(lián)劑是指能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類物質(zhì)。
其分子結(jié)構(gòu)中存在兩種官能團(tuán)：一種可與高分子基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或至少有好的相容性;另一種可與無機(jī)填料形成化學(xué)鍵。如:硅烷偶聯(lián)劑,通式可寫為RSiX3,其中R是與聚合物分子有親和力和反應(yīng)能力的活性官能團(tuán),如乙烯基氯丙基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰基、胺基和巰基等。X為能夠水解的烷氧基,如甲氧基、乙氧基等。
25.什么是發(fā)泡劑？
答:發(fā)泡劑是一類能使處于一定黏度范圍內(nèi)的液態(tài)或塑性狀態(tài)的橡膠,塑料形成微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。
物理發(fā)泡劑:依靠在發(fā)泡過程中本身物理狀態(tài)變化來達(dá)到發(fā)泡目地的一類化合物；
化學(xué)發(fā)泡劑:在一定溫度下會熱分解而產(chǎn)生一種或多種氣體,使聚合物發(fā)泡。
26.無機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑分解時各有何特點？
答：有機(jī)發(fā)泡劑優(yōu)缺點：①在聚合物中分散性好；②分解溫度范圍較窄,易與控制；③所產(chǎn)生的N2氣不燃燒、不爆炸、不易液化,擴(kuò)散速度小,不容易從發(fā)泡體中逸出,因而法袍率高；④粒子小,發(fā)泡體的泡孔小；⑤品種較多；⑥發(fā)泡后殘渣較多,有時高達(dá)70%-85%,這些殘渣有時會引起異臭,污染聚合材料或產(chǎn)生表面噴霜現(xiàn)象；⑦分解時一般為放熱反應(yīng),如果所使用的發(fā)泡劑分解熱太高的話,就可能在發(fā)泡過程中造成發(fā)泡體系內(nèi)外較大的溫度梯度,有時造成內(nèi)部溫度過高而損壞聚合物的物化性能。⑧有機(jī)發(fā)泡劑多為易燃物,在貯存和使用時都應(yīng)注意防火。
27.什么是色母粒？
答：是一種把超常量的顏料或染料均勻載附于樹脂之中而制得的聚集體；基本組成:顏料或染料,載體,分散劑,添加劑；作用:①有利于保持顏料的化學(xué)穩(wěn)定性和顏色的穩(wěn)定性；②使顏料在塑料中有更好的分散性；③保護(hù)操作人員的健康；④工序簡單,轉(zhuǎn)色容易；⑤環(huán)境干凈,不沾污器皿；⑥節(jié)省時間和原材料。
圖：著色劑
28.著色力是指什么？
答：就是著色劑以其本身的色彩來影響整個混合物顏色的能力；著色劑用在塑料制品中時,遮蓋力的含義是指它阻止光線穿透制品的能力。
