添加剂加工时的热分解特性分析

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：对有些无机添加剂，在热加工中需要防止无机添加剂的分解。对有些无机添加剂，又要求无机添加剂在热加工中分解，才能发挥其改性效果。例如，在含有发泡剂的配方中，只有在加入的无机发泡剂分解后产生气体，才能制成泡沫塑料。在非发泡塑料配方中，要保证在加工温度下各类添加剂不能分解。在发泡塑料配方中，希望添加的有机发泡剂在加工温度范围内分解，释放出适量的气体，在制品中形成微泡孔，制成泡沫塑料。

（一）无机添加剂

几乎所有的无机添加剂都具有较高的热分解性，在适当的加工温度范围内，可有效保持原有物性，以发挥其改性功能。只有少数几种无机添加剂因热分解温度较低，在加工中会发生分解。

对有些无机添加剂，在热加工中需要防止无机添加剂的分解。如在配方中添加Al（OH）₃阻燃剂，因其受热失水温度仅为210～320℃，因此对加工温度超过200℃的树脂，不宜加入Al（OH）₃作为阻燃剂；否则，Al（OH）₃失水过多，会极大地影响阻燃效果；因此作为阻燃剂的Al（OH）₃只能用于低加工温度的PE、PP、EVA、PVC及热固性塑料配方中。而同为阻燃剂的Mg（OH）₃，因其受热失水温度高达340℃以上，几乎可在所有塑料中应用。

对有些无机添加剂，又要求无机添加剂在热加工中分解，才能发挥其改性效果。例如，在含有发泡剂的配方中，只有在加入的无机发泡剂分解后产生气体，才能制成泡沫塑料。常用的无机发泡剂有：NaHCO₃，分解温度为60～150℃；（NH₄）₃CO₃，分解温度为40～120℃；（NH₄）HCO₃，分解温度为36～60℃；NaBH₄的分解温度为400℃。

（二）有机添加剂

与无机添加剂相反，有机添加剂的蒸发和分解温度都比较低，在熔融加工中应引起注意。同无机添加剂一样，在普通塑料配方中需要防止有机添加剂在加工中分解；而在发泡和交联塑料配方中又需要有机添加剂在适当温度下及时分解。

在非发泡塑料配方中，要保证在加工温度下各类添加剂不能分解。例如，木粉在180℃即开始炭化，如在高加工温度下停留时间过长，会增加炭化的比例；因此，在加工中木粉往往在排气孔中加入，以缩短高温下停留时间，降低炭化比例。再如，香料大都为液体，其蒸发温度大都在140℃以下；为保证香料在加工温度下不蒸发，只能与加工温度低的树脂一起加工，最常用树脂为EVA；而与其他树脂一起加工，要先将香料制成母料或进行包覆处理，以提高其耐热性能。

在发泡塑料配方中，希望添加的有机发泡剂在加工温度范围内分解，释放出适量的气体，在制品中形成微泡孔，制成泡沫塑料。不同有机发泡剂的分解温度不同（见表1-17），不同树脂的加工温度不同（见表1-18）；在具体设计配方时，两者要匹配选用。

表1-17 几种有机发泡剂的分解温度

表1-18 常用树脂的加工温度

在交联塑料配方中，需加入交联引发剂。同发泡剂一样，也希望在适当温度下引发剂分解，只有在其分解后才能引发聚合物交联反应。常用的交联剂有过氧化二异丙苯（DCP）和过氧化苯甲酰（BPO）等。

添加剂加工时的热分解特性分析

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