2.3 塑料助剂
2.3.1 增塑剂
增塑剂可提高塑料的弹性、可塑性、流动性,改善塑料的低温脆性,使塑料变得柔软及抗震。增塑剂加入聚合物后,其分子可进入到大分子链之间,削弱了聚合物大分子之间的作用力,从而导致聚合物的黏流温度和玻璃化温度下降,黏度也随之降低,故流动性提高。增塑剂加入聚合物后,还能提高塑料的伸长率、抗冲击性能和耐寒性能,但其硬度、强度和弹性模量有所下降。最典型的例子是聚氯乙烯,加入一定量的增塑剂后,得到软质聚氯乙烯。
2.3.2 稳定剂
为了防止或抑制不正常的降解和交联,需要在聚合物中加入一些能够稳定其化学性质的物质,这些物质称为稳定剂。按照发挥作用的不同,可分为热稳定剂、抗氧化剂和光稳定剂。生产中,稳定剂的添加量通常大于2%,也有少数情况下高达5%。
(1)热稳定剂
热稳定剂的主要作用是抑制注射成型过程中可能出现的热降解反应,以保证制品能顺利成型并获得良好的质量。除此之外,热稳定剂也可防止或延缓塑料制品在储存、使用过程中因光、热、氧化作用而引起的降解,这对提高制品使用寿命有一定的作用。
(2)抗氧化剂
抗氧化剂的主要作用是预防或抑制聚合物发生氧化降解反应。聚合物在高温下极易氧化降解,如果同时还有光辐射或重金属化合物作用,还会产生氧化脱氢和双键断裂反应,从而产生塑料变色、龟裂和强度下降等缺陷。
(3)光稳定剂
光稳定剂的主要作用是避免塑料在阳光、灯光和高能射线辐照下出现降解和性能变坏等现象,提高塑料抗老化的能力。
2.3.3 填充剂
填充剂又称填料,通常对聚合物呈惰性。在聚合物中添加填充剂的主要目的是改善塑料的成型性能、减小塑料中的聚合物用量和提高塑料的某些性能。如塑料的硬度、刚度、强度、电绝缘度、导电性、耐热性、成型收缩率和塑件尺寸稳定性等都可通过添加相应的填充剂得到改善。常用的填充剂有粉状、纤维状和片状三种。粉状填料主要有木粉、滑石粉、云母粉、石英粉、石墨粉、金属粉等。纤维状填料主要有玻璃纤维、碳纤维、金属丝、棉花、亚麻等。片状填料主要有纸张、石棉布、棉布等。
2.3.4 润滑剂
润滑剂可以改善塑料在注射成型过程中的流动性能,并减少或避免塑料熔体对设备及模具的黏附和摩擦。润滑剂用量要适量,一般低于1%,多了会降低塑料的机械强度,并使塑件表面起霜,影响塑件外观质量。润滑剂可分为内润滑剂与外润滑剂两种。
(1)内润滑剂
内润滑剂溶于塑料内部,降低聚合物分子间的摩擦,增加塑料成型时的流动性。
(2)外润滑剂
外润滑剂与聚合物的相溶性很低,成型时从塑料内部析出到表面,形成薄薄的润滑膜,减少塑料和模具之间的摩擦力,防止粘模。
2.3.5 发泡剂
发泡剂可使塑料形成蜂窝状泡孔结构,它主要用来增大塑料制品的体积以及减轻重量,同时也可提高防震性能。发泡机理可分为物理发泡与化学发泡两种类型。物理发泡是通过液体发泡剂蒸发膨胀形成泡孔,化学发泡是通过发泡剂受热分解产生气体形成泡孔。
2.3.6 着色剂
着色剂可使塑件色彩丰富,外观宜人,并满足一定的使用性能。如要使塑料具有特别的光学性能,可加入金属絮片、珠光色料、磷光色料或荧光色料。着色剂可分为无机颜料、有机颜料、有机染料三类。着色剂用量通常为0.01%~0.02%,一味提高用量并不能加重色泽和鲜艳程度。选用时,除考虑着色效果外,应重点考虑塑件的用途。如对盛放食品的塑料器皿,需选用无毒、无臭的着色剂。
2.3.7 抗静电剂
抗静电剂是防止塑件在加工和使用过程中因摩擦产生静电的积聚。静电除了影响塑件的性能,还会造成安全隐患。如矿井下使用的聚乙烯、聚氯乙烯等塑料管道,如果产生静电会引起瓦斯爆炸。
2.3.8 其他助剂
①阻燃剂 阻燃剂是添加在聚合物中可以阻止或延缓塑料燃烧的化学物质。
②驱避剂 驱避剂是添加在聚合物中防止老鼠、昆虫、细菌和霉菌危害的化学物质。
③偶联剂 偶联剂是添加在聚合物中能提高聚合物和增塑剂、填充剂等界面间结合力的化学物质。
④开口剂 开口剂是添加在聚合物中防止塑料薄膜层之间粘连的化学物质。