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矿泉水瓶主要成分及其加工助剂种类STARTHERE常见的塑料代码与对应的缩写矿泉水瓶的成分•矿泉水塑料包装瓶材料主要有聚酯(PET，以注拉吹成型瓶为主)和PVC(以吹塑成型瓶为主),其中PVC材料具有价格及加工成本低廉,维卡软化点高,气密性好,以及质轻、抗冲、美观等优点,因此PVC包装瓶在矿泉水市场中占有较大的份额。矿泉水瓶的成分聚对苯二甲酸乙二醇酯简称PET，为高聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。PET是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。优点①有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的3~5倍，耐折性好。②耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。③具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温，可耐-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小。④气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、水、油及异味性能。⑤透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。⑥无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。PET塑料聚氯乙烯•有机锡类稳定剂的矿泉水瓶PVC粒料,在加工过程中和瓶子成型后均有明显异味,且除味时间长,一方面不利于灌装使用,同时对水质也有不利影响。Ca-Zn复合热稳定剂的PVC粒料,因气味明显小,除味周期短,而受到用户欢迎。•众所周知，PVC产品加工配方中,除选用适当牌号的PVC树脂外,必须有热稳定剂、加工助剂、润滑剂、抗冲击改性剂,根据不同产品的加工及使用要求,还要加人增塑剂、抗氧剂、抗静电剂以及颜料等。Ca-Zn复合热稳定剂的PVC粒料既要从众多的无毒助剂中筛选出适用的品种,又要确定相互间的最佳量、配比,使产品达到热稳定性高、加工性能优、透明度好等要求。其中热稳定性尤为重要。常用加工助剂PVC常用加工助剂为丙烯酸醋类聚合物,即ACR，它的主要作用是加速PVC粉料粒子初期凝胶化,缩短塑化时间,降低塑化温度,并可增加挤出料坯强度及制品致密性,提高制品光亮度。适量加入ACR可使造粒温度降低,不失为提高粒料耐热性的等效方法。经挥发性气味、透明性、加工性能三方面考察评选,日本产品PA-20、美国产品K-120ND效果较好。1、增塑剂：为了制取室温下的软质制品和改善加工时的熔融流动性能需要加入一定量的增塑剂。这些小分子量的油状的增塑剂与高聚物有良好的相溶性，它们分布在高分子链之间，降低了它们分子商的作用力，从而在一定温度和压力下容易使分子链运动，达到加工成型的目的。因此，增塑剂有降低塑料玻璃化温度及最低成型温度的作用。增塑剂可分为主增塑剂和副增塑剂两大类：主增塑剂的特点是与树脂的相溶性好、塑化效率高、耐迁移、低挥发性、低的油（水）抽出性、低温柔性。副增塑剂的相溶性较差，主要是与主增塑剂一道使用以降低成本，所以也称增量剂。增塑剂主要是碳原子数6－11的脂肪醇与邻苯二甲酸类合成的酯类，其中最为主要的是邻苯二甲酸二辛酯（DOP），是标准增塑剂。此外，还有环氧类、磷酸酯类和癸二酸酯类增塑剂及氯化石腊类增量剂等。加工助剂2、防老化剂塑料制品在热加工和使用过程中，高分子链由于受到外能的作用而断裂，分子量逐渐下降以致失去强度或破碎的现象就是老化现象，为了阻缓这种老化现象就须添加不同的防老化剂，它包括：抗氧剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、变价金属离子抑制剂、光屏蔽剂等。加工助剂（1）抗氧剂：能抑制或延缓高聚物氧化过程的助剂称为抗氧剂。高聚物的氧化过程是一种自催化的链锁反应，是导致老化的重要因素。抗氧剂的作用就在于它能消除老化反应中生成的过氧化游离基、还原烷氧基游离基等，从而使氧化的链锁反应终止，达到防止高聚物氧化老化的目的。抗氧剂有取代酚类、芳香族胺类、亚磷酸酯类、含硫酯类等几种化合物。（2）紫外线吸收剂：高聚物受紫外线照射会发生光降解。紫外线吸收剂是一类能吸收紫外线或减少紫外线透射作用的化学物质，它能进行能量转换，即将高能量的紫外光转换成以热的形式或无破坏性的较长光波的形式把能量释放出来，从而保护高聚物免遭紫外线破坏。紫外线吸收剂按化学结构可分为多羟基苯酮类、水杨酸苯酯类、本并三唑类、三嗪类、磷酰胺类等。加工助剂加工助剂•（3）热稳定剂：主要用于聚氯乙烯及其共聚物，聚氯乙烯在热加工过程中，在达到熔融流动之前就有少量的分子链断裂而放出氯化氢，而氯化氢是一种加速分子链断裂炎链锁反应的催化剂，所以不及时排除刚分解出来的氯化氢就会高分子链一直裂解成为低分子化合物，以致使聚氯乙烯这类塑料不能成型加工，如果在聚氯乙烯中加入适当的碱性物质则就能马上中和分解出来的氯化氢，达到上述目的，这就是热稳定剂的作用原理。（4）光屏蔽剂：光屏蔽剂是一类能将有害于高聚物的光波吸收，然后将光能转换成热能散射出去或将光波反射掉，从而对高聚物起到屏蔽作用的物质。光屏蔽剂主要有炭黑、氧化锌、钛白粉、锌钡白等黑色或白色之能吸收或反射光波的物质。加工助剂加工助剂（5）变价金属离子抑制剂：不少高聚物会因变价金属离子的存在而加速老化的过程，变价金属离子如铜、锰、铁离子的这种催化氧化作用对聚烯烃（特别是聚丙烯）影响很大。抑制变价金属离子的催化氧化活性，于把这些离子联结到一些化合物中去，在这些化合物中价键是不能转移或很难转移的。变价金属离子抑制剂就是一类能与金属离子的活性盐联结为络合物，从而消除这些金属离子的催化氧化活性的化学物质，它们主要是铜抑制剂和铁抑制剂。变价金属离子抑制剂有醛和二胺缩合物、草酰胺类、酰肼类、三唑和四唑类化合物等。3、抗静电剂在塑料配方中加入抗静电剂可减少或消除成品表面静电荷的形成，大多数抗静电剂是吸水的化合物（电解质），由于它们与聚合物的相溶性有限，使它们会渗出到部分表面，形成水溶性导电层，可让表面电荷分散开来。抗静电剂一般是有机氮化物（酰胺、胺类及季胺化合物）或具有聚醚结构的化合物。抗静电剂的选择取决于聚合物的本性，以及抗静电剂本身的使用特性、有效性、无毒性等。加工助剂4、增强剂、填料为了提高塑料制品的强度和刚性，可以加入各种纤维材料作增强剂。最为常用的增强剂是玻璃纤维，它有连续长丝、玻璃带、玻璃纱、玻璃布、短切纤维等几种。另外还有石棉纤维、碳纤维、石墨纤维和硼纤维等。填料，虽然也有改善某些塑料物理性能的作用，但它的主要功能是降低成本和收缩率。主要的填料种类有：硅石（砂、石英）、硅酸盐（云母、滑石、陶土、石棉）、碳酸钙、金属氧化物、炭黑、玻璃珠和粉等。一种增强剂或填料对塑料的增强效果，取决于它们和树脂界面处的分子间相互作用的状况，如果它们的表面用某些化合物处理一下（如有机硅烷）则与树脂的分子链容易通过化学键偶联起来，达到增强的目的。加工助剂5、阻燃剂减缓塑料燃烧性能的助剂称阻燃剂，根据阻燃机理的不同可分为四种类型：•（1）与塑料的分解产物相结合而产生一种可闷熄火焰的气体，如三氧化锑与聚氯乙烯分解时释放出来的氯化氢反应，即生成有熄火作用的三氯氧化锑。•（2）吸收燃烧时产生的热量来冷却塑料，以减缓燃烧速率如氢氧化铝，氢氧化铝是阻燃剂中用的最普遍的一种：它呆起填料、灭烟剂、阻燃剂的作用，同时价格低廉、对聚合物性能影响又小，所以它获得应用的增长速率引人注目。加工助剂•（3）提供一种与氧气隔绝的涂层，如磷酸酯类－－主要产品有磷酸三甲苯酯等，它们实际上也是一种有阻燃性能的增塑剂。•（4）能产生阻止燃烧反应的游离基，这些游离基可与塑料反应生成燃烧性能较差的产物。加工助剂6、润滑剂•高聚物在热加工过程中，往往要加入少量的润滑剂才能加工，达到脱模方便的目的。润滑剂可分为内外两种：外润滑剂主要作用是使聚合物熔融体能顺利地离开加工设备的热金属表面而有利于它的流动，外润滑剂与聚合物的相溶性较差，只是在聚合物与金属的界面处形成薄薄的润滑剂层，内润滑剂与聚合物有良好的相溶性，能降低聚合物分子间的内聚力，从而有助于聚合物的流动和降低由内摩擦热所致的升温。最常用的外润滑剂是硬脂酸及其金属盐类，内润滑剂是低分子量的聚乙烯等。7、发泡剂：发泡剂是一类受热时会分解放出气体的有机化合物，这些气体留在塑料基材中便成为有许多细微泡沫结构的泡沫塑料。作为一种良好的发泡剂应具备下列条件：短时间内放出气体，放气速度可以调节，分解放出的气体应是CO2、N2之类的惰性气体，在塑料中容易分散和分解，分解温度适当，分解时发热量不大，分解反应是不可逆的，发泡剂无毒等。发泡剂中应用最广的是偶氮二甲酰胺（AC）。加工助剂8、着色剂：着色剂赋于塑料制品各种色泽，分为染料和颜料两类。染料是有机化合物，常能溶于增塑剂之类的有机溶剂。颜料可分有机和无机化合物两类，它们的颗粒较大，通常难溶于有机化合物。加工助剂9、偶联剂•增强剂或填料用偶联剂处理后，可使其表面获得一种化学改性，而在分散的无机相和连续的聚合物之间形成一种桥键，成为一种复合材料，提高增强剂或填料的作用，有机硅烷是最为广泛使用的偶联剂，有机钛酸酯是一种更高效的偶联剂。加工助剂10、交联剂线型高分子链在化学交联剂所产生之自由基的作用下，激发了活性中心，使它们足以相互交联起来而成为网状结构，达到改善强度和其它性能的目的。一般的交联剂多指有机过氧化物，如聚乙烯的交联剂可使用过氧化二异丙苯。加工助剂谢谢观看