聚合物助剂的作用与选用原则

所谓助剂是指聚合物（生胶和树脂）在成型加工成橡胶或塑料过程中所需要的各种辅助化学品。助剂在聚合物加工过程中起着十分重要的作用，它不仅可以改善聚合物的工艺性能，提高加工效率，降低成本和能耗，而且可以改进制品的性能，提高聚合物的使用寿命。事实上，适当、合理的助剂已成为许多新产品和新技术成功的关键所在。例如，生胶中加入硫化剂，经硫化加工后，可使线型结构生胶转变成具有网状结构的硫化胶。此时橡胶的弹性、力学性能和耐老化性能大幅度提高。同样，PVC被加热高于100℃时，即发生脱氯化氢的降解反应，在PVC的加工温度下（160～220℃），其降解速度加快，并伴随变色和大分子交联反应，因此PVC在加工过程中若不加入热稳定剂，就得不到性能优良实用的PVC制品。

聚合物助剂既有无机物，又有有机物；既有单一的化合物，又有混合物；既有单体，又有聚合物。按其功能又可分为硫化剂、稳定剂、增塑剂、填充剂、发泡剂、润滑剂、抗静电剂、防霉剂、偶联剂、着色剂等。

助剂选择和应用过程中应重点考虑助剂与聚合物的相容性、助剂的耐久性、助剂的稳定性、助剂之间的相互作用等问题。下面分别介绍。

一、助剂与聚合物的相容性

助剂应与聚合物具有一定的相容性，这是选择助剂时首先要考虑的问题。如果助剂与聚合物相容性不好，助剂就容易析出，其结果不但是助剂失去作用，而且影响制品的外观和手感。例如增塑剂若与PVC的相容性不好，则增塑剂向表面迁移、挥发，经过一段时间后，PVC逐渐变硬，从而影响制品的使用。助剂与聚合物的相容性主要取决于两者的极性，极性较强的酯类增塑剂在极性较强的PVC中的相容性就比极性较弱者好。不同功能的助剂同聚合物的相容性有不同的要求，而并非助剂与聚合物的相容性越好越有利于助剂发挥作用。例如，作为润滑剂使用的一类助剂与聚合物的相容性就不能太好，否则就起不到润滑剂作用，而起到增塑剂作用，使聚合物软化。

二、助剂的长久有效性

助剂能长期、稳定地在聚合物中发挥作用，也是选择助剂时必须考虑的重要因素之一。助剂的损失通常是通过挥发、抽出和迁移3个途径。助剂的挥发性与助剂的相对分子质量有直接的关系，而抽出性与助剂在使用介质中的溶解度有关，迁移性则是由于助剂在聚合物中的溶解度较小造成的。(www.xing528.com)

三、助剂在加工条件下的稳定性

有相当多的助剂是为了防止制品在长期使用条件下性能迅速丧失而添加的，例如抗氧剂、补强剂、抗静电剂、阻燃剂等，因此对这类助剂的一个基本要求就是在加工条件下（通常在高温、高压等条件下）其结构不发生变化，否则就起不到预期的效果。此外，还应注意助剂在加工过程中不腐蚀设备和模具。

四、制品用途对助剂的限制

助剂的选用常常受到制品最终用途的制约，这是因为助剂的颜色、气味、污染性、耐久性、电气性能、耐热性、耐候性、毒性等一系列性能都与相应制品性能有关。例如，尽管炭黑对橡胶具有较好的补强作用，浅色橡胶制品却不能用炭黑作补强剂；同样，胺类防老化剂有污染作用，也不宜在浅色橡胶制品中使用。

五、助剂的协同效应和对抗作用

根据加工和最终使用条件的需要，聚合物中往往要加入多种助剂，这些助剂在加工条件下和使用时彼此之间将有所影响。如果助剂配合恰当，不同助剂之间常会发生增效作用，产生1+1＞2的效果，即所谓“协同效应”，PVC加工中加入多种热稳定剂，就是为了获得这种效果，例如1份三盐和1份二盐并用作为PVC的热稳定剂使用时，其稳定效果大于2份三盐或2份二盐单独使用时的效果。如果助剂配合不恰当，则会产生相抗作用，削弱各种助剂的原有效能，例如过氧化物类交联剂（DCP）在弱酸性物质或胺类物质如防老化剂D存在下，将影响其对聚合物的交联效率。此外，还应避免助剂之间发生化学反应，在采用硫黄硫化的浅色橡胶制品中，不能使用铅类助剂，否则生成的黑色硫化铅将污染制品的颜色。