塑料和橡膠產(chǎn)品的典型生產(chǎn)工藝主要包括基本步驟,如配混,精煉和成型(包括橡膠硫化)。在這個(gè)過(guò)程中,聚合物,添加劑,加工設(shè)備(包括模具)是三個(gè)主要的材料條件,這是不可或缺的。該添加劑不僅提高了加工過(guò)程中聚合物的加工性能,影響加工條件,提高了加工效率,而且提高了產(chǎn)品的性能,提高了產(chǎn)品的使用價(jià)值和使用壽命。
添加劑的種類和種類多于聚合物。通過(guò)各種助劑的適當(dāng)組合,可賦予聚合物多種性質(zhì)。使用助劑來(lái)實(shí)現(xiàn)聚合物改性是一種相對(duì)簡(jiǎn)單和有效的方法。添加劑和聚合物的組合是聚合物加工和應(yīng)用技術(shù)的重要方面。
幾乎所有聚合物都需要助劑,但不同的聚合物具有不同的助劑。通常,橡膠和熱塑性塑料使用更多種類和數(shù)量的助劑;而熱固性塑料除了固化(硬化)所需的添加劑外,還需要比其他助劑更少的助劑。
大多數(shù)添加劑都是少量使用的。通常,助劑的用量?jī)H為聚合物重量的千分之幾至百分之幾。還有幾種類型的添加劑,它們大量使用,其量為10份至幾十份。例如,增塑劑,增強(qiáng)劑,填料,軟化劑,阻燃劑,抗沖劑,增粘劑等。雖然添加劑的量少,但效果顯著,甚至一些性能缺陷少或難以加工且實(shí)用價(jià)值低的聚合物也可以變成有價(jià)值的材料。
總而言之,助劑和聚合物之間存在相互依賴的關(guān)系。聚合物的研究和生產(chǎn)早于添加劑,但聚合物只有適當(dāng)?shù)奶砑觿┖图庸ぜ夹g(shù)才有廣泛的用途。
熱穩(wěn)定性直接決定阻燃劑在加工溫度下的性能。若熱穩(wěn)定性差,如某些含氮阻燃劑在高溫加工時(shí)易分解,不僅降低阻燃效果,分解產(chǎn)物還可能影響基體材料性能,限制加工溫度范圍,使加工工藝窗口變窄。
團(tuán)聚現(xiàn)象:許多阻燃劑以粉末形式添加,其顆粒間存在較強(qiáng)的范德華力和靜電引力,容易相互吸引團(tuán)聚。例如,納米級(jí)的氫氧化鎂、氫氧化鋁阻燃劑,因其粒徑小、比表面積大,團(tuán)聚傾向更為顯著。這會(huì)導(dǎo)致在基體材料中無(wú)法均勻分散,形成局部濃度過(guò)高或過(guò)低的情況,影響材料整體的阻燃性能。
形成隔離保護(hù)層:硅酮系阻燃劑在高溫燃燒時(shí)粘度比高分子材料小,會(huì)產(chǎn)生相分離,在高分子材料受熱燃燒時(shí)的表面形成硅酮富集層。燃燒時(shí)生成硅酮特有的 - Si-O - 和 - Si-C - 鍵的無(wú)機(jī)隔氧絕熱保護(hù)層和阻燃碳化層,可阻止燃燒分解產(chǎn)物外溢,抑制高分子材料分解。