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合成材料添加剂化学 - 辛忠

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出版日期:2005年8月
高分子合成材料品种繁多，发展迅速，但从用量和用途来看，最有代表性的仍是塑料、合成纤维和橡胶这三大类材料。本书以三大合成材料为背景，重点介绍了在此领域中应用的添加剂的结构、性能和作用机理。
合成材料在加工和使用过程中，必须添加适当的添加剂，才能维持材料的功能及使用寿命。添加剂被誉为材料工业的“味精”，少量的添加剂，可以改变合成材料的命运。如天然橡胶在未使用促进剂之前，要在高温下进行长时间的硫化，其制品全部为黑色，效能低，物理性能差，使用促进剂后，可以大大缩短硫化时间，降低硫化温度，同时还能改善力学性能。再如聚氯乙烯（PVC），因其加工温度高于分解温度，以致在PVC开发出来后很长一段时间未能生产应用，直到发明了合适的加工稳定剂后，才有了PVC今天的广泛应用。可以毫不夸张地说，没有添加剂的运用，就不可能有现在合成材料的应用规模和范围。
伴随着合成材料工业的发展，添加剂行业也得到迅猛的发展。合成材料工业的进步带动了添加剂的发展，反过来，添加剂的创新又推动了材料工业的应用领域范围的扩大，二者相辅相成，共同发展。
材料的添加剂品种繁多，涉及的应用领域及作用机理也十分复杂，根据化学结构和应用情况的不同，有各种分类方法。本教材将依据合成材料的添加剂在材料加工过程和最终制品中所起的作用，划分为5篇，共18章。要了解添加剂首先必须要了解添加剂的应用对象合成材料，所以在第1篇绪论中介绍三大合成材料的特点与用途（第1章）及添加剂的特点与作用、产业特征（第2章）。根据添加剂在合成材料中的作用阶段不同，将加工过程中应用的添加剂统编在材料加工添加剂部分，即本教材的第2篇。当然，改善加工过程添加剂，有的也可用在制品物性改善上，其作用不仅仅是改善加工过程。也能提高制品的最终应用性能。根据添加剂与合成材料作用机理的不同，将其分为物理改性剂（第3篇）和化学改性剂（第4篇）。而使材料最终应用功能改变或赋予新的功能的添加剂，在功能性添加剂一篇（第5篇）中加以介绍。当然，对添加剂的分类也还有其他方法，以上是作者根据自己研究之经验加以分类编撰。
本书作为轻化工、材料化工和应用化学的专业课教材，致力于使学生能全面了解合成材料添加剂领域的全貌、作用原理及应用领域，认识添加剂对合成材料的加工及应用的重要性，为培养学生的专业知识奠定重要的基础。
本书是对迄今在添加剂领域所做工作的一个较全面综述，但由于添加剂涉及面太广，应用范围太大，还有许多疏漏之处。本书是在博士研究生的协助下完成的，具体参加编写人员有：辛忠(第1～9章、第12章、第13章、第17章)，郑实(第14章、第15章)，张跃飞(第18章)，孟鑫(第10章、第11章)，公维光(第16章部分内容)等，全书由辛忠统编定稿。
本书是在华东理工大学化工学院轻化工专业两年的使用过程中经多次修改编写而成，但限于作者的水平，错误或不妥之处难免，恳请读者批评指正。

辛忠2005年3月于华东理工大学合成材料添加剂化学目录
第1篇绪论
第1章高分子合成材料1
11合成材料工业的发展1
12合成材料在国民经济中的作用3
13合成材料的种类3
14合成材料的微观结构和形态5
15合成材料的加工6
参考文献7

第2章添加剂8
21添加剂在合成材料加工中的地位8
22添加剂的类别9
221稳定化的添加剂9
222物理改性添加剂10
223化学改性剂11
224功能性添加剂11
23添加剂发展概况12
24添加剂工业特点12
25添加剂工业的经济特点13
26添加剂工业的商业特点13
参考文献14
第2篇材料加工添加剂
第3章抗氧剂15
31抗氧剂的作用机理16
311聚合物的热氧降解机理16
312抗氧剂的作用机理17
32抗氧剂的结构与性能22
321胺类抗氧剂22
322酚类抗氧剂27
323辅助抗氧剂31
33金属离子钝化剂35
34抗氧剂的选用原则36
35抗氧剂的研究进展37
351协同效应的研究37
352均协同作用39
353非均协同作用40
354分子内复合的自协同作用43
355新型抗氧剂的发展趋势44
参考文献45

第4章稳定剂47
41热稳定剂47
411原理47
412热稳定剂的种类、结构与性能49
413典型应用实例及制备方法52
414热稳定剂的发展方向55
42光稳定剂59
421原理60
422常用光稳定剂的种类、性能及用途64
423典型应用实例及制备方法75
424光稳定剂的发展方向80
参考文献82

第5章促进剂83
51橡胶的硫化83
511硫化中的特性变化和正硫化84
512硫化的过程84
52硫化促进剂85
521促进剂的分类85
522促进剂的作用机理87
523促进剂的功能和选择88
524工业上常用的硫化促进剂88
525促进剂的选择标准93
526促进剂的发展94
53促进剂的最新发展95
531催化氧化工艺95
532造粒96
533表面处理技术和微胶囊化技术96
534预分散体97
535对人类安全的促进剂97
536多功能促进剂100
参考文献101
第6章润滑剂102
61高分子材料加工用润滑剂作用机理102
611内润滑——塑化机理103
612外润滑——界面润滑机理103
613外润滑——涂布隔离机理103
62材料加工用润滑剂103
621烃类润滑剂103
622脂肪酸酰胺类润滑剂104
623脂肪酸酯类润滑剂104
624脂肪酸及其金属皂105
625脂肪醇106
626有机硅氧烷106
627聚四氟乙烯106
63润滑剂发展趋势107
参考文献107
第3篇物理改性剂
第7章增塑剂108
71增塑机理108
711增塑作用的表观理论108
712增塑作用的微观机理110
713反增塑111
72增塑剂的结构与增塑性能的关系112
721结构与相容性的关系112
722结构与增塑效率的关系112
723结构与耐寒性的关系113
724结构与耐老化性的关系113
725结构与耐久性的关系113
726结构与毒性的关系114
73增塑剂的种类、合成及性质114
731增塑剂的种类114
732有机酸酯类115
733磷酸酯118
734聚酯119
735环氧化物119
736其他类型的增塑剂120
74增塑剂的应用120
741增塑剂的性能要求及选用120
742PVC中增塑剂的选用121
743其他热塑性塑料中增塑剂的选用122
75增塑剂的发展趋势122
参考文献123

第8章成核改性剂124
81聚合物成核结晶机理124
811聚合物成核结晶机理124
812异相成核结晶动力学125
82聚丙烯用成核剂的种类及性能127
821α晶型成核剂128
822α晶型成核剂对聚丙烯宏观性能的影响130
823α晶型成核剂对聚丙烯微观形态的影响133
824β晶型成核剂133
83聚酯用成核剂136
84聚甲醛用成核剂137
85聚酰胺（尼龙）用成核剂138
86聚烯烃用成核剂发展方向138
参考文献139

第9章抗冲改性剂140
91抗冲改性剂的抗冲机理140
92抗冲改性剂的类型与特征142
93影响抗冲改性剂增韧性能的因素143
931基体树脂特性的影响143
932橡胶相的影响144
933橡胶相与基体树脂之间黏合力的影响146
94抗冲改性剂实例147
941丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物147
942氯化聚乙烯149
943乙烯乙酸乙烯共聚物152
944甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯共聚物154
945丙烯酸酯聚合物155
946其他抗冲改性剂157
95抗冲改性剂的应用157
951抗冲改性剂改性聚氯乙烯158
952抗冲改性剂改性聚丙烯163
参考文献164
第4篇化学改性剂
第10章交联剂165
101交联剂作用机理166
1011有机交联剂的作用机理166
1012无机交联剂的交联机理168
1013光交联及辐射交联机理169
102交联剂的合成及特性172
1021过氧化物交联剂172
1022胺类交联剂175
1023有机硫化物交联剂179
1024树脂类交联剂182
1025醌及对醌二肟类交联剂186
参考文献187

第11章偶联剂188
111偶联剂的作用机理及性能表征188
1111硅烷偶联剂的作用机理189
1112钛酸酯偶联剂的作用机理189
1113偶联效果的表征190
112偶联剂主要品种及应用191
1121硅烷偶联剂的主要品种及其具体应用191
1122钛酸酯偶联剂的主要品种及其应用特点194
1123其他偶联剂的应用197
113偶联剂的合成198
1131硅烷偶联剂的合成198
1132钛酸酯偶联剂的合成201
114偶联剂的开发现状及发展趋势202
参考文献203

第12章相容剂204
121相容作用机理204
122相容剂的分类208
123相容剂的合成210
124增容效果的表征211
125工业上常用相容剂品种及性能212
126相容剂的发展与展望216
参考文献217

第13章发泡剂218
131发泡原理218
132发泡剂的结构及其特点219
1321主要分类及其性能特点220
1322发泡剂性能评价以及选用原则220
133常用化学发泡剂221
1331无机化学发泡剂221
1332有机化学发泡剂223
1333发泡助剂228
134发泡剂的发展趋势228
参考文献229第5篇功能性添加剂
第14章着色剂230
141着色剂的性能与常用着色方法231
1411着色剂的性能指标231
1412着色方法232
142着色剂的种类及制备233
1421无机颜料233
1422有机颜料234
143着色剂的发展方向237
参考文献238

第15章荧光增白剂239
151荧光增白剂的增白机理239
152荧光增白剂的种类及合成240
1521二苯乙烯型荧光增白剂240
1522双苯乙烯联苯型荧光增白剂241
1523香豆素型荧光增白剂242
1524苯并唑型荧光增白剂243
1525萘酰亚胺型荧光增白剂243
153荧光增白剂的应用244
1531荧光增白剂在洗涤剂上的应用244
1532荧光增白剂在纸张上的应用245
1533荧光增白剂在纺织上的应用245
1534荧光增白剂在纤维、塑料上的应用245
1535荧光增白剂在涂料工业上的应用246
154荧光增白剂的发展方向246
参考文献246

第16章阻燃剂247
161材料的燃烧和阻燃剂的作用机理248
1611燃烧机理248
1612合成材料燃烧性标准248
1613阻燃机理249
162阻燃的种类及合成252
1621阻燃剂的分类252
1622添加型阻燃剂253
1623反应型阻燃剂259
163阻燃剂的应用261
1631阻燃剂的用量及使用要求261
1632阻燃剂在塑料中的应用262
1633阻燃剂在纤维中的应用263
164阻燃剂的发展趋势263
参考文献265

第17章抗静电剂266
171抗静电作用机理267
1711静电的产生与积累267
1712静电的逸散268
1713抗静电剂的作用原理269
172抗静电剂的类型与合成270
1721阳离子型抗静电剂270
1722阴离子型抗静电剂274
1723非离子型抗静电剂274
1724两性离子型抗静电剂277
1725高分子型抗静电剂278
173抗静电剂在塑料及纤维中的应用279
1731抗静电剂在塑料中的应用279
1732抗静电剂在纤维中的应用283
174抗静电剂的发展趋势285
参考文献287

第18章透明剂289
181透明剂增透机理289
182透明剂的种类及代表性产品290
1821二亚苄基山梨醇类透明剂290
1822有机磷酸酯盐类透明剂292
1823松香脂类透明剂293
183透明剂浓度对聚丙烯透明性能的影响293
184透明剂对聚丙烯其他性能的影响294
185透明剂的发展方向294
参考文献295 本书可作为高等学校应用化学、轻化工、精细化工、材料化工等专业本科生教材，还可供相关专业教师、研究生和相关领域的工程技术人员参考。合成材料添加剂化学内容介绍:
本书从材料的加工过程和应用性能及功能出发，详细介绍了适用加工过程的添加剂，满足材料性能及功能要求的物理、化学及功能添加剂。阐述了添加剂的结构与材料性能的作用关系及机理，以及目前已工业化的品种，并展望了未来的发展趋势。内容包括高分子合成材料、添加剂、抗氧剂、稳定剂、促进剂、润滑剂、增塑剂、成核改性剂、抗冲改性剂、交联剂、偶联剂、相容剂、发泡剂、着色剂、荧光增白剂、阻燃剂、抗静电剂、透明剂等。
本书可作为高等学校应用化学、轻化工、精细化工、材料化工等专业本科生教材，还可供相关专业教师、研究生和相关领域的工程技术人员参考。
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