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添加剂对聚烯烃产品热塑性能的影响
添加剂对聚烯烃产品热塑性能的影响
[摘 要]聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯及其他烯烃类聚合物的总称。
聚烯烃树脂是一类发展最快、品种最多、产量最大的热塑性树脂，是现代石化工业最重要的产品。
对于各种用途的聚烯烃树脂性能，不仅取决于所用树脂的性能，同时也取决于所使用的添加剂本身的性能。
本文针对添加剂对聚烯烃产品的热塑性能影响进行了分析和总结。
[关键词]添加剂 聚烯烃 热塑性能
1 前言
聚烯烃(PO，polyolefins)是聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯及其他烯烃类聚合物的总称。
聚烯烃树脂是一类发展最快、品种最多、产量最大的热塑性树脂，是现代石化工业最重要的产品。
热塑性弹性体(TPE)，是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性，在常温显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料。
热塑性聚烯烃弹性体(TPO)是一种重要热塑性弹性体，由橡胶和聚烯烃两部分构成的弹性体材料。
当前用得较多的是乙丙橡胶与聚丙烯两组分。
TPO主要应用于汽车行业，包括外部部件(保险杠)和内饰件;其次应用是建筑材料、电线电缆、密封材料。
另外在运动器材、医疗器械、电子和电器等领域也有广泛的应用。
2 影响聚烯烃产品性能的添加剂介绍
2.1 聚烯烃添加剂的功能
我们使用的聚烯烃树脂中，基本上都使用了添加剂来改变其性能。
对于各种用途的聚烯烃树脂性能，不仅取决于所用树脂的性能，同时也取决于所使用的添加剂本身的性能。
添加剂是指分散在塑料分子结构中，不会严重的影响塑料的分子结构，而能改善其性质或降低成本的化学物质。
添加剂的加入，能促使塑料改进基材的加工性、物理性、化学性等功能和增加基材的物理、化学特性。
聚烯烃常用添加剂包括：增塑剂、填料、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、耐冲击改质剂。
2.2 如何按需要选择添加剂
生产聚烯烃产品时，根据需要增强的产品性能来选择搭配的添加剂总类，所有添加剂必须长期、稳定、均匀地存在于树脂中，才能发挥其应有的功能。
添加剂与所选树脂的配伍性越好，功能就越强。
要想提高聚烯烃产品的耐久性，就需要从添加剂损失的三个途径来控制，减少添加剂的抽出、迁移和挥发。
若要提高产品的协同性，应尽量选用有协同作用的添加剂物质，避免相互对抗，这样才能更好地发挥添加剂在树脂中的良好性能。
要想保持树脂加工过程中添加剂不分解、不挥发、不升华，使其具有良好的热稳定性，还要减少添加剂对加工设备和模具的腐蚀。
树脂对添加剂的制约性是考虑到树脂加工后，其外观、气味、污染、耐久、耐候性以及热性能、电性能、毒性及经济性等诸因素， 从而使树脂制品更加完美。
2.3 聚烯烃添加剂的配方
市场上的聚乙烯通用性强，通常采用的配方遵循以下规则。
配方中加入起中和作用的添加剂能提高产品的抗机械腐蚀作用;配方中加入抗氧化性和提高热稳定性的添加剂，可提升产品的耐热性;配方中加入吸收紫外线的添加剂，可以提高产品的抗紫外线性能，防止产品老化;在配方中加入抗静电作用的添加剂可以有效提高加工产品的防尘性。
3 常用聚烯烃添加剂对产品热塑性的影响
聚烯烃品种较多， 而且每一个品种又有许多牌号， 用途也不尽相同。
不同用途的聚烯烃， 所用的添加剂也有所不同。
一般来说， 聚烯烃常用如下几种添加剂来改变其产品的热塑性能。
抗氧剂：聚烯烃在加工、贮存和使用过程中，不可避免地要和氧接触，在一定条件下会发生氧化反应而老化。
抗氧剂就是起抑制或延缓聚烯烃氧化作用的。
抗氧剂又分为主抗氧剂和辅助抗氧剂两类。
最佳效果主要取决于这两类抗氧剂的最佳用量比。
当前，国内外普遍选用受阻酚类和磷酸盐类物质为抗氧剂。
中和剂：在有些情况下，残留在聚烯烃中的卤化物腐蚀加工设备。
中和剂即是防止卤化物腐蚀设备的物质。
当前国内外都选用硬脂酸钙为中和剂。
光稳定剂：聚烯烃在光作用下就会被逐渐老化，尤以紫外光老化为最甚。
因此我们国内以及国外使用的光稳定剂，以吸收紫外线的物质为最主要的一类，我们称之为水杨酸酯类的物质。
“326”是国内外用的最广泛的光稳定剂。
热稳定剂：聚烯烃中因含有双链、支链等结构上的缺陷， 容易自身起加成反应，又易被氧化。
热稳定剂就是消除或者减缓聚烯烃这种缺陷的。
目前国内外常用的热稳定剂为金属皂类、有机锡化合物等。
交联剂：促使聚烯烃大分子彼此交联成网状结构的添加剂称之为交联剂。
目前国内外大多数都首选二叔丁基过氧化物为交联剂。
抗静电剂：由于聚烯烃有聚集静电荷的特性，为了消除静电荷的危害，要加入抗静电剂来消除。
目前常用的抗静电剂，国内外多采用单硬脂酸甘油和羟乙基胺类物质。
就聚烯烃添加剂而言， 目前国内外所使用的添加剂类别基本相同。
例如在中和剂方面， 基本上都选用硬脂酸钙做为中和剂。
在主或辅抗氧剂方面都选用胺类、酚类、硫代双酚、硫代酯、亚磷酸酯等， 其功能也不外乎游离基链式反应抑制剂、过氧化物分解剂、抗臭氧剂和铜抑制剂等几类。
在热稳定剂方面， 都选用金属皂类、有机锡类物质等。
着眼点是长期耐热性能好，无毒或少毒兼有润滑作用。
在光稳定剂方面，都选用光屏蔽剂、紫外线吸收剂、淬灭剂和自由基扑获剂。
其中都以紫外线吸收剂为首选物。
其他方面的添加剂，也都视加工产品的用途不同，而选择不同的添加剂。
4 聚烯烃添加剂的发展
当前， 国内外对聚烯烃添加剂选择上，大致遵循相同的原则，即按聚烯烃产品性质及其加工制品用途的要求，有针对性的选择添加剂。
其发展趋势，既有向多用途型、复合型发展趋势，又有向专用型发展的趋势。
对于多用途添加剂，在聚烯烃生产工艺中，目前绝大多数都使用钛系铝镁卤素络合物为催化剂。
由于催化剂活性高，生产中绝大多工艺都不采用脱灰工序，这样会造成聚烯烃产品中残留微量氯化物，对设备会造成一定的腐蚀，所以添加剂趋向于选用金属皂类物质如硬脂酸钙为中和剂。
硬脂酸钙既是中和剂，又是热稳定剂，也是润滑剂。
近年来，国内外非常喜欢多用途型添加剂。
硬脂酸钙被认为是多用途型的典型添加剂。
瑞士汽巴加基公司的“B561”添加剂，即是主抗氧剂“ 1010 ”和辅助抗氧剂“168”以1：4混合而成的复合型添加剂。
这种添加剂比单独使用“1010”或单独使用“168”效果好的多。
同样理由以芥酰胺和二氧化硅混合的“250”添加剂， 也比单独使用芥酰胺或单独使用二氧化硅的防结块效果要好得多。
近年来，国外发展复合型添加剂的速度也很快。
随着聚烯烃生产技术的不断发展提高，我国自主研发生产的专用添加剂性能水平也很高，各项指标均达到国际水平。
5 结语
随着国内外聚烯烃工业的迅猛发展，添加剂工业的生产也有了很大发展。
我国已引进不少聚烯烃生产技术，对聚烯烃添加剂生产技术的研究也在进一步提高。
未来我国将以提高添加剂生产装置水平，降低生产成本，减少污染为方向，生产出更先进的聚烯烃添加剂，更好的提高聚烯烃产品的特殊性能。
参考文献
[1] 姚小利. 聚烯烃工业生产装置添加剂进展[J]. 现代塑料加工应用.2003.3
[2] 赵九泰. 聚烯烃添加剂现状及发展趋势[J]. 辽宁化工.1998.2
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