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国内外塑料添加剂技术进展(一)
1996年39期 发行日期:2006-04-17
作者:王克智
国内外塑料添加剂技术进展□王克智    80年代以来,世界塑料助剂市场异常活跃,产耗总量呈现不断增长的势头。1
    80年代以来,世界塑料助剂市场异常活跃,产耗总量呈现不断增长的势头。1993年美国塑料助剂总消耗额达40亿美元,全球约为美国的3倍,总数突破120亿美元。同时,有关塑料添加剂作用机理和应用技术的研究更加深入,新结构、高性能品种层出不穷。近10年我国合成树脂的生产形势异常高涨,塑料制品的加工能力也已逾500万吨大关。展望未来,前景十分广阔。“九五”期间国内塑料制品加工能力仍将保持较高的增长速率,预计2000年将达到830万吨。与之相适应,塑料助剂行业面临新的机遇与挑战。如何加快国内助剂工业的发展步伐,增强与国外公司的竞争实力,使国产助剂在生产能力和品种开发方面与发达国家的历史差距进一步缩小,已成为塑料助剂与塑料加工业界共同关注的问题。    一、国内外最新研究趋势
    一、国内外最新研究趋势    塑料添加剂是伴随塑料工业的兴起和发展而形成的独具特色的精细化工行业。其
    塑料添加剂是伴随塑料工业的兴起和发展而形成的独具特色的精细化工行业。其产耗结构与品种开发很大程度上取决于树脂消费比的变化、成型技术的进步、制品性能的提高及卫生安全性法规的制约等各种影响因素。从发展过程来看,在塑料工业起步之初,聚氯乙烯产耗量独居各类合成树脂之首,围绕改善PVC加工和应用性能的增塑剂、热稳定剂、润滑剂、加工和抗冲改性剂等得到迅速发展,构成了以稳定化助剂、加工改性助剂和功能化助剂为核心的塑料添加剂基本框架。之后,石油化工的崛起为聚烯烃、苯乙烯类塑料的广泛应用奠定了基础,解决抗热氧、光氧老化降解问题一度成为助剂开发和应用行业普遍关注的重要课题,一批功效卓著的抗氧剂、光稳定剂新结构应运而生。最近几年,一方面富有特殊功能的工程塑料、聚合物合金化技术取得长足进展,应用领域对制品性能提出了新的要求,由此派生的新类型助剂开始崭露头角;另一方面,基于塑料成型技术的进步、制品应用性能的提高和卫生安全性法规的完善,塑料添加剂新品种开发和消费结构呈现出新的趋势与特征。综合文献报道,80年代塑料添加剂开发研究领域呈现如下明显趋势:    1.新功能助剂开发继续活跃
    1.新功能助剂开发继续活跃    助剂是赋予塑料制品加工及应用性能的重要物质。伴随塑料成型技术的进步和制
    助剂是赋予塑料制品加工及应用性能的重要物质。伴随塑料成型技术的进步和制品应用领域的拓宽,对其性能的要求也愈加广泛,相对而言,开发全新结构、富有各种优异性能的聚合物树脂绝非易事。而寻求满足不同性能要求的功能化助剂研究一直是世界塑料加工和助剂开发者们孜孜追求的目标。就目前来说,比较活跃的研究领域有:改善聚烯烃及其它树脂加工的含氟聚合物加工助剂;提高PET、PP等不完全结晶树脂透明性、光泽度及机械物理性能的成核透明剂;旨在促进地膜降解的光降解剂;赋予农膜保温性能、防雾滴性能的红外线阻隔剂和防雾滴剂以及顺应聚合物共混合金加工需要的相容剂等。    2.功能化官能团结构日臻完善
    2.功能化官能团结构日臻完善    助剂官能团的功能化作用早已为人们所认识。值得指出的是,随着作用机理和应
    助剂官能团的功能化作用早已为人们所认识。值得指出的是,随着作用机理和应用研究的深入,某些传统官能团结构的不足日趋明显,完善官能团结构无疑对提高助剂的应用性能具有积极意义。对此,稳定化助剂表现尤为突出。作为典型,N-取代烷氧基化和受阻哌嗪酮类HALS大大降低了传统四甲基或五甲基哌啶类HALS的碱性,一定程度上解决了长期围绕受阻胺光稳定剂应用中的对抗性问题;半受阻酚结构抗氧剂的出现,提高了酚类抗氧剂与硫醚辅助抗氧剂的协同效果和耐NOx着色性;氟代亚磷酸酯具有良好的耐水解稳定性和耐热稳定性;β-二酮类辅助热稳定剂可以显著改善Ca-Zn等复合金属皂的耐初期着色性。凡此种种,足以说明完善助剂功能性官能团的结构仍是研究者们刻意追求的目标。    3.顺应全球卫生安全性潮流
    3.顺应全球卫生安全性潮流    卫生安全性是社会文明进步的重要标志。80年代以来,世界工业生产和科学技
    卫生安全性是社会文明进步的重要标志。80年代以来,世界工业生产和科学技术的发展速度明显加快,人们对与人类生存休戚相关的食品卫生、环境保护意识日益增强,塑料助剂的生产、应用受法规制约越来越强。顺应这一潮流,新品种开发趋向低毒性、耐抽出、无污染方面发展。具体地讲,显示出如下特征:    (1)限制镉、铅等重金属的热稳定剂和着色剂法规更加严格,替代品的开发颇
    (1)限制镉、铅等重金属的热稳定剂和着色剂法规更加严格,替代品的开发颇为引人注目;    (2)BHT的致癌嫌疑争议犹存,维生素E(主要是α-生育酚,即ATP)
    (2)BHT的致癌嫌疑争议犹存,维生素E(主要是α-生育酚,即ATP)作为“绿色”抗氧剂品种已开始在聚烯烃稳定化中付诸实用;    (3)溴化苯醚类阻燃剂的毒性问题争论正酣,要求限制使用滋生溴化二苯并二
    (3)溴化苯醚类阻燃剂的毒性问题争论正酣,要求限制使用滋生溴化二苯并二口英、溴化二苯并呋喃等有害物质阻燃剂的立法呼声骤然升高;    (4)蒙特利尔条约签署之后,全球限制使用氯氟烃(CFCs)的步伐加快,
    (4)蒙特利尔条约签署之后,全球限制使用氯氟烃(CFCs)的步伐加快,在塑料助剂领域,用作发泡剂、脱模剂的CFCs替代品与日俱增;    (5)旨在改善操作环境、防止粉尘污染的助剂剂型处理和混配技术不断完善。
    (5)旨在改善操作环境、防止粉尘污染的助剂剂型处理和混配技术不断完善。颗粒状自由流动粉末、母粒化和可直接混配的小包装袋产品应用倍受青睐。    4.复配和“一包化”技术取得进展
    4.复配和“一包化”技术取得进展    80年代以来,受法规、成本、效能诸因素的制约,全新结构助剂产品的开发愈
    80年代以来,受法规、成本、效能诸因素的制约,全新结构助剂产品的开发愈加困难。事实上,一种结构的化合物往往不可能完全兼备塑料制品加工应用所要求的全部性能。充分发挥各种助剂之间的协同作用,复配或“一包化(onepack)”不失为多功能助剂开发方面行之有效的方法。实践证明,复配或“一包化”助剂产品对缩短产品开发周期、提高应用性能及方便塑料加工都具有事半功倍的效果。复配和“一包化”技术涉及各种助剂的协同机理、应用技术等理论与实际知识,伴随理论研究的深入和应用技术的进步,各种复配型和“一包化”助剂品种开发已取得显著进展。    5.高分子量化与反应型助剂日益盛行
    5.高分子量化与反应型助剂日益盛行    物理损耗(包括助剂的挥发、迁移和抽出损失)往往是影响塑料助剂应用卫生性
    物理损耗(包括助剂的挥发、迁移和抽出损失)往往是影响塑料助剂应用卫生性与效能持久性的关键。提高分子量或使用键合型助剂无疑是减少助剂物理损耗的重要手段。因此,高分子量化和反应型塑料助剂品种开发已成为当今世界的流行趋势。当然,高分子量化只是相对而言,实际上每一类助剂都存在一个最佳分子量范围,这个范围可能与制品加工条件、应用性能密切相关,往往是其扩散与损耗、有效性与持久性之间对立统一的结果。反应型助剂直接键合到聚合物主键上,具有持久有效的性能,然而高成本和应用技术复杂往往使其应用受到局限。近年来,高分子量化和反应型助剂的开发趋势尤其体现在稳定化助剂领域。    6.追求成本和效能平衡性
    6.追求成本和效能平衡性    成本和效能往往是同一矛盾的两个方面,寻求二者的统一是塑料添加剂开发应用
    成本和效能往往是同一矛盾的两个方面,寻求二者的统一是塑料添加剂开发应用中不容忽视的问题。80年代以来,世界各国一些著名的助剂开发公司在不断推出高效品种、满足塑料制品日益苛刻的加工应用性能要求的同时,挖掘潜能,降低成本,在替代品及新类型助剂开发方面取得了良好的成本-效能平衡性。(未完待续)

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