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高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势

第一篇：高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势1、前言随着高分子材料合成与加工的技术进步,塑料在各行业得到广泛、深入的应用。各行业所采用的塑料制品大不相同,对制品的材质、性能等方面的要求各有其特殊性。塑料助剂、树脂原料和塑料加工机械一起组成了塑料加工的三大基本要素。此外,加工工艺水平、配方技术以及相关配套服务设施也成为完美展现塑料制品性能的不可或缺的因素。据统计,2001年全球塑料助剂的消费量达到了7900kt,销售额146亿美元,其中,功能助剂占据了80%左右。一些新型功能助剂发展时间不长,消费量较低,却带来了助剂产业新的突破点和增长点,丰富完善了整个助剂体系,其高技术含量和巨大的增幅显示了强大的生命力。同时,传统的助剂也正努力寻找新的替代品。单一结构对应单一性能,仍是助剂分子结构研究和设计的理论基础,但复合化、高分子量化、环保化等新思路逐渐占据了新型研发的主线。一剂多功能化和单剂单功能高效能化成为现代助剂研发的趋势。在注重功能体现的同时,人们将更多的目光投在了前期的加工适用性、配方设计和后期的回收、无害化处理等问题上,这使得助剂研究的结构更为合理,发展更为平衡。此外,科研院所、高校的基础理论性研究如何与现代企业结合,更快更好地投入到工业化生产,加大应用研究的投入力度也是助剂专家和企业家需要考虑和面对的问题。我国助剂工业起步较晚,发展迟缓,难以适应目前的发展趋势,必须借助行业发展,探索一条具有中国特色的助剂工业之路。在消化、吸收、仿制国外先进品种和技术的基础上,针对不同行业要求和特点,开发出高效、多功能、复合化、低(无)毒、低(无)污染、专用化的助剂品种,提高规模化生产和管理能力,改变目前助剂行业规模小、品种少、性能老化且雷同、针对性(专用性)差、性能价格比明显低于国外同类产品、创新能力低下、污染严重、无序竞争的局面,创造一个投入产出比明显高于其他化工产品的新产业。2、传统助剂的改进2.1复合化复合化的目的是找到一种助剂使之具有多功能性,同时满足多种功能的需求。新型的复合化技术是以经典理论和应用技术研究为基础,将显示协同效应或不同功能的助剂组分配合在一起,构成一种复合品种或母料,这无论对助剂开发或应用都具有事半功倍的效果,也是复合化技术备受瞩目的重要原因。助剂的复合化包括混合型助剂和浓缩母料。前者系各种助剂的混合物,后者则是将助剂和分散剂等以较高浓度附着在载体树脂上,加工时稀释一定倍数。复合技术的共同特点是助剂的应用简单方便。因此,复合化技术已渗透到了塑料助剂的各个领域。与早期简单的复合助剂相比,当代助剂的复合化技术已有质的飞跃,协效组分的作用显得十分关键和突出。其各种组分之间的协同机理的研究和协效组分的开发将是未来助剂复合化技术发展的关键。北京市化学工业研究院按特定工艺将高分子量受阻胺光稳定剂和具有高效热稳定性、金属离子螯合性的若干光、热稳定剂复合制成BW136复合而成。HP-136可以捕获高聚物降解直接产生的碳自由基,阻断降解链反应。GX2215可使聚烯烃等高分子材料在高温加工过程中保持优异的稳定性。2.2高分子量化高分子量化可提高助剂自身的热稳定性、耐水解能力、提高助剂与基材树脂的相容性,进而提高助剂在塑料制品中的耐迁移性、耐抽提性,且不致过度恶化基材的基本物理机械性能。高分子量化也是降低助剂自身毒性的有效手段。高分子量的抗氧剂1010比低分子量1076的耐水解能力、耐迁移性、耐抽提性有明显改善。聚合型抗静电剂可实现永久抗静电。齐聚溴代碳酸酯、齐聚磷酸酯等高分子量阻燃剂对除阻燃性之外的其他基本物理机械性能的恶化程度均明显降低。受阻胺光稳定剂(HALS)高分子量化不仅可提高热稳定性、与树脂的相容性、耐迁移性、耐抽出性,而且能降低毒性,延长塑料制品的使用寿命,扩大其使用范围。2.3环境友好化各种合成高分子材料制品的深入广泛应用,给人类赖以生存的环境带来诸多压力。近年来,全球卫生、安全、环保等方面的法规日益严格,要求塑料制品从选材、配方组分、加工工艺及其过程、使用,到废弃处理、分类回收、再生循环、环境可消纳性、燃烧产物及其毒性等环节或因素都必须考虑环境负荷。“绿色”建筑塑料已成为21世纪建材工业的发展方向,高效、多功能、无毒、无公害是塑料助剂发展的总趋势。大量使用重金属铅盐稳定剂的欧盟国家(如法国)已完成Ca/Zn热稳定体系的技术储备,并已向欧盟承诺,到2010年50%取代重金属,2015年将全部取代重金属。寻找铅、镉替代品的工作日益紧迫。目前,已出现了大量具有较高性价比的钡/锌、钙/锌类复合稳定剂、稀土类热稳定剂和价格较高的有机锡类稳定剂。采用溴代联苯醚类阻燃剂的阻燃高分子材料被怀疑燃烧时有可能释放苯并二英、苯并呋喃等致癌物质,也使无卤阻燃剂的