1、增塑劑(塑化劑)
這是塑料領(lǐng)域最常聽(tīng)到的添加劑,前幾年的臺(tái)灣塑化劑事件似乎猶在耳邊。
塑料如果從字面上理解就是可以塑形的材料,增塑劑也可理解為增加塑料的可塑性。
塑料的主體都是高分子,沒(méi)有例外;高分子的基本概念其實(shí)就是說(shuō)分子量特別大,微觀上來(lái)理解的話就是具有非常非常長(zhǎng)的分子鏈,最基本的形狀就是蜈蚣那樣。宏觀來(lái)講,密集恐懼癥躲開(kāi),其他人可以想像一下成千上萬(wàn)條蜈蚣纏繞的感覺(jué)(腦子嗡地炸了,緩下先,還是換辮子做比喻吧,忽略側(cè)鏈了);
辮子纏繞得太緊就不易變形了,所以要從麻花辮編成雙馬尾,首先就要把辮子稍微解開(kāi)一些,對(duì)于高分子最常用的方法就是加熱,然后重新把辮子扎起來(lái)——也就是定型,例如吹塑、擠出等方法。
可是高分子的性能各異,有些高分子在 " 解開(kāi) " 的過(guò)程中很容易變質(zhì),最突出的就是PVC,一般要加熱到170度才能加工,可140度時(shí)這貨就開(kāi)始放出氯化氫了,也就是鹽酸氣,很讓人不省心。我們想一想,如果頭發(fā)睡了一覺(jué)醒來(lái)纏在一起梳不開(kāi)該怎么辦?或許有人會(huì)將此作為新發(fā)型頂著出去,但更多人會(huì)選擇洗頭。所以科學(xué)家們也想到這一招,往 PVC 里加點(diǎn)增塑劑,就可以在 140 度條件下進(jìn)行加工了。
增塑劑的挑選也是一門(mén)學(xué)問(wèn),就像我們不可能用芝麻油洗頭一個(gè)道理,PVC 所用的增塑劑大部分都是鄰苯二甲酸酯類(lèi),包括人人喊打的 DEHP。既是談作用,此處不再多說(shuō)健康的話題了。
需要注意的是,由于增塑劑比較容易析出,影響產(chǎn)品質(zhì)量,即便不析出,塑料的強(qiáng)度也下降了,所以塑料加工企業(yè)都是本著能不加就不加的態(tài)度,從用量來(lái)講,PVC 與 PVDC 兩種塑料所用的增塑劑大概占到增塑劑行業(yè)的 90% 用量以上,也能從反面印證這一點(diǎn)。所以,對(duì)于 " 塑料都含塑化劑 " 的說(shuō)法還是要抱著懷疑的眼光去看。
2、增韌劑
很容易與增塑劑混淆,有一些增塑劑確實(shí)也可當(dāng)增韌劑這么用,這時(shí)因?yàn)閮烧叩脑硗ǔ6际歉淖兏叻肿拥慕Y(jié)晶性。但具體到產(chǎn)品參數(shù)而言,兩者其實(shí)是不同的。
還是以頭發(fā)來(lái)比喻,增塑劑相當(dāng)于水,主要管的是加工過(guò)程,而增韌劑相當(dāng)于護(hù)發(fā)素,主要管的是后面的應(yīng)用過(guò)程。
有些塑料很脆,使用的時(shí)候跟玻璃一個(gè)感覺(jué),摔地上就碎,顯然應(yīng)用起來(lái)不是很舒服,很多人喜歡塑料制品不就圖個(gè)不容易摔壞么。增韌劑存在的任務(wù)就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于 PVC 塑料而言,增塑劑也是增韌劑,但其他塑料的增韌劑就五花八門(mén)了,有的直接就是用橡膠這樣的高分子作為增韌劑。
3、抗氧劑
關(guān)心方便面食品健康問(wèn)題的話,應(yīng)該聽(tīng)說(shuō)過(guò) BHT 這種物質(zhì),前幾年曾經(jīng)被報(bào)導(dǎo)過(guò)。
BHT 是最常見(jiàn)的酚類(lèi)抗氧劑,塑料工業(yè)中使用得極為普遍,材料加工行業(yè)中這幾乎是必需品。
塑料是有機(jī)高分子,分子其實(shí)是蠻脆弱的,如果高溫狀態(tài)下遇到氧氣這樣的流氓是很危險(xiǎn)的,就好像穿著很簡(jiǎn)單的妙齡少女走到了夜深人靜的大街上。我們都知道某些不該發(fā)生的事情罪魁禍?zhǔn)资茄鯕,跟高分子自己無(wú)關(guān),但氧氣勢(shì)力實(shí)在太大,地球離不開(kāi)它,所以只好給高分子多穿點(diǎn)衣服,也就是抗氧劑,真的遇到氧氣的時(shí)候,脫下外套,然后金蟬脫殼,避免發(fā)生更壞的后果。
這基本就是抗氧劑的作用了。
4、阻燃劑
阻燃劑在塑料工業(yè)中的應(yīng)用并不多,但確實(shí)很重要,如果我們的塑料加工行業(yè)都能按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)阻燃性塑料,很多火災(zāi)的危害都會(huì)下降。所以還是再添一句私貨:目前國(guó)內(nèi)塑料加工行業(yè)的添加劑問(wèn)題不僅僅是濫加,還有錯(cuò)加和少加的問(wèn)題,而且后面兩個(gè)問(wèn)題更嚴(yán)重,添加劑對(duì)我們的保護(hù)作用絕對(duì)大于危害。
阻燃劑的作用就簡(jiǎn)單了,阻止燃燒速度,很多是含磷含氯的物質(zhì),快速生成自由基,從而阻止火源擴(kuò)散。
5、著色劑
這個(gè)就更簡(jiǎn)單了:給塑料上色的作用。
但休要簡(jiǎn)單看待上色這個(gè)問(wèn)題,性能與美觀是塑料加工中最為重要的兩個(gè)方向,性能決定用途,美觀卻決定利潤(rùn),所以對(duì)于具體的企業(yè)來(lái)說(shuō),后者有時(shí)反而更受關(guān)注。如果我們看到一部手機(jī),外殼的上色不均勻,很可能就不會(huì)去買(mǎi),至于耐不耐摔,反正就算是在砸核桃神器的那個(gè)品牌柜臺(tái),我也沒(méi)見(jiàn)過(guò)有人買(mǎi)手機(jī)的時(shí)候去試驗(yàn)外殼的強(qiáng)度。
關(guān)于著色劑還有很多不同的稱(chēng)呼:顏料、顏填料、染料、色漿、色母等,萬(wàn)幸的是,它們的含義都不一樣——所以高分子專(zhuān)業(yè)的童鞋們,你們的記憶力還好嗎?這里就不展開(kāi)了。
6、增強(qiáng)劑(補(bǔ)強(qiáng)劑)
大多數(shù)時(shí)候口頭稱(chēng)呼的填料也都是指增強(qiáng)劑,其作用就是增加塑料的強(qiáng)度。
強(qiáng)度不同于硬度,這一點(diǎn)要區(qū)分的,大多數(shù)塑料使用過(guò)程中都不要求硬度,但除了食品袋的撕口位置,一般塑料對(duì)強(qiáng)度的要求都很高。
大多數(shù)時(shí)候,增強(qiáng)劑同時(shí)還能降低塑料的成本,因?yàn)槌S玫脑鰪?qiáng)劑,包括碳酸鈣、滑石粉、石墨或炭黑,以及二氧化硅等都比較便宜。當(dāng)然,這些物質(zhì)能增強(qiáng),靠的是它們與高分子直接的相互作用,不能無(wú)限添加,加多了強(qiáng)度也會(huì)下降。
它們一般也都無(wú)害。
7、交聯(lián)劑
交聯(lián)劑其實(shí)也能稱(chēng)作增強(qiáng)劑,因?yàn)閷?duì)于最終成型的材料而言,它也起到了類(lèi)似效果。
但與一般填料不同,交聯(lián)劑與高分子之間發(fā)生的是化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)交聯(lián)這樣的化學(xué)反應(yīng),塑料的定型變得更加穩(wěn)固。
如果還用前面的頭發(fā)做例子,一般的定型就是用頭繩扎了起來(lái),一跑步可能就會(huì)松開(kāi),而交聯(lián)劑就像夾子,作用力比較牢固。
8、光穩(wěn)定劑
紫外光這種高能電磁波能讓不少高分子出現(xiàn)斷鏈現(xiàn)象,光穩(wěn)定劑就是為了處理這個(gè)問(wèn)題。
9、熱穩(wěn)定劑
與第 8 條類(lèi)似,只是斷鏈反應(yīng)的能量來(lái)源變成高溫。
10、發(fā)泡劑
吃過(guò)泡面吧,面是怎么泡起來(lái)的呢?當(dāng)然不是發(fā)泡劑的功勞。
這里要說(shuō)的是泡面盒,這種泡沫塑料是怎么來(lái)的。一般塑料都是實(shí)心的,要想做成像饅頭一樣的發(fā)泡塑料,顯然不能靠酵母,怕是酵母也不可能在塑料加工工藝中生存——于是發(fā)泡劑就充當(dāng)了這樣一種酵母的作用,當(dāng)然發(fā)泡機(jī)理就很多樣了,常見(jiàn)的發(fā)泡氣體有二氧化碳、氮?dú)、氨氣等。要描述清楚發(fā)泡工藝,足可寫(xiě)出一本書(shū)。
11、潤(rùn)滑劑
主要也是加工過(guò)程中使用,與增塑劑有點(diǎn)類(lèi)似——增塑劑降低了分子間的摩擦力,而潤(rùn)滑劑不僅可以降低分子間摩擦力,還可以降低分子與容器間的摩擦力。
12、抗靜電劑
與阻燃劑其實(shí)可以類(lèi)比,也是一種用量不算大,但在特殊場(chǎng)合卻極為重要,特別是電子元器件中,作用是為了降低塑料表面的靜電積聚。
13、還多著呢
以上的這些添加劑算是塑料加工過(guò)程中比較通用的一些添加劑,有些特殊的塑料通常也要使用特殊的添加劑,例如氟塑料,很多添加劑都加不進(jìn)去,但應(yīng)用于氟塑料工業(yè)的添加劑一般也不怎么用于通用塑料。 |