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添加剂助力聚合物拓展更多应用领域

时间:2013-12-23 15:03:00 来源:网友

当今世界上作为材料使用的大量高分子化合物是以煤、石油、天然气等为起始原料制得的低分子有机化合物,再经聚合反应而制成的。而这种制成的高分子化合物就是聚合物。 

尽管聚合物本身的尺寸较大,但塑料聚合物具有的化学反应性质和那些小分子的性质类似。这意味着大部分塑料聚合物材料,会被各种不同的因素改变其分子结构,包括在热的条件下,应力开裂,或化学添加剂的扩散。还有一些变化,如无意降低分子量,可导致塑料降解和产品故障。 

大多数化合物加入塑料添加剂,会产生特别的结果,如可以提高成形性或仅仅改变色素沉着。聚合物是由重复分子单元构成,包含在材料中的每种物质都是总体化学组成的一部分。这些物质必须仔细控制好。不同种类的添加剂会有不同的缺点和优势,加入到聚合物中,使聚合物具备不同的性质,从而使聚合物具有更大的实用价值,满足日益增加的市场需求。 

塑化剂提高聚合物成型性和稳定性 

不同的聚合物具有各自的特性,某些聚合物,如橡胶,具有弹性,其他如木质素或硝酸纤维素,是相对刚性的,不能暴露于非溶剂的材料软化。出于这个原因,增塑化合物可以被添加到聚合物以降低其硬度,并提高其成形性。增塑剂收集不同聚合物链之间的分子群体,但不改变聚合物的量。这样可以较少的限制聚合物链的运动。 

增塑剂通常具有的溶解度水平接近该聚合物本身水平,只要聚合物之间可以相容使用,多个增塑添加剂,可以在一个单一的混合物内。当增塑剂邻苯二甲酸,被引入到聚氯乙烯(PVC)的聚合物,可以降低其熔体粘度,并提高其光稳定性。它提供的耐氧化性酸,也使得聚合物更容易受到真菌污染和腐蚀。 

颜料可以改变聚合物材料的颜色 

为了适应市场需求,现如今的聚合物可以通过添加颜料来使其具有不同的颜色。然而,一些颜料会增加聚合物的易感性的化学反应,所以在选择颜料时要慎重。颜料,如炭黑不会反应后生成腐蚀剂。粘土和其它亲水性添加剂具有吸水性,这可能会损害某些聚合物。同样,碳酸盐颜料,如石灰石,可以使材料易于被无机酸腐蚀。这些效果可以通过其他途径得到缓解。另外粘接剂,如有机硅烷,有助于弥补颜料和聚合物分子之间的不足。 

紫外线稳定剂和抗氧剂使聚合物更稳定 

很多不饱和聚合物可以从各种来源,如氧的吸收,从而导致有机过氧化物的释放发生降解。为了减少机械和化学性质恶化的风险,酚类或胺类抗氧化剂可以加入到这些聚合物中,而某些颜料和稳定剂有利于屏蔽紫外线。具有这些效果的普通添加剂有: 

•受阻酚:一个由苯酚再加上羟基的苯环。当被相邻的碳原子与较重的元素的键合的氢取代,会转化成受阻酚化合物,从而防止诸如橡胶聚合物的氧化降解。 

•抗氧化剂:仲胺,包括芳烃,如苯,在其组合物可以作为保护聚合物免受氧化变质的抗氧化剂。然而,他们也与酸反应,使他们容易受到酸的腐蚀。 

•稳定剂:某些有机聚合物具有光氧化作用,这是由氧在紫外线下的曝光引起的劣化。可以添加像碳黑和UV稳定剂像羟基二苯甲酮颜料,来抑制光氧化的速率。 

成形性添加剂提供聚合物抗冲击性 

具有难以成形性的聚合物可用做润滑剂或加工助剂,可以帮助材料粘到金属表面上,降低制造它所需要的能源量。某些添加剂,如丙烯酸类聚合物,可以提高冲击性。PVC材料,可以用在模塑或挤出设备,经常被视为与润滑剂,同时也可作为加工助剂和添加剂。但是这些添加剂会通过溶剂污染其它化学品。

越来越多的聚合物材料涌入市场,各种聚合物产品应运而生,现如今的聚合物产品有聚合物制造的薄膜、聚合物电芯、聚合物电池等。在特性方面有的聚合物透明,有的气密性好,有的具有导电性、半导体性、磁性等,这些优良特性在各有关工业技术领域得到广泛应用。未来聚合物的市场需求量必将增加,这也就要求聚合物本身的性质朝多样化发展,而各种添加剂也将在此发展过程中起到十分重要的作用,让聚合物性质多样化,应用领域广泛化。


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