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表面活性劑在塑料工業(yè)中的研究進(jìn)展

文檔作者：于宏偉1 呂緒佺2 文檔來源： 1石家莊學(xué)院化工學(xué)院 2黑龍江麥迪森制藥有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月10日
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化工中間體
Chemical Intermediate 2010年第01期
綜述專論
表面活性劑在塑料工業(yè)中的研究進(jìn)展
于宏偉1+呂Jm-．ttr 2
(1石家莊學(xué)院化工學(xué)院，河北石家莊050035；2黑龍江麥迪森制藥有限公司，黑龍江大慶113316)
摘要：綜述報道了表面活性劑在塑料工業(yè)中的抗靜電劑、穩(wěn)泡劑、清洗劑等應(yīng)用方面研究進(jìn)展。
關(guān)鍵詞：表面活性劑；塑料；應(yīng)用
中圖分類號：TQ423．99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672—8114(2010)01—0016—04
表面活性劑是具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)的
特殊結(jié)構(gòu)分子，因而具有一系列應(yīng)用功能，而被作
為助劑廣泛的應(yīng)用于塑料工業(yè)的各個領(lǐng)域中。
1表面活性劑在塑料抗靜電劑中的應(yīng)用
塑料是一種電器絕緣性能良好的高分子材
料，但是塑料作為絕緣材料使用時候，其表面極
易摩擦產(chǎn)生靜電會導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、電擊等事故
?。通過在塑料中添加表面活性劑作為抗靜電劑
可以有效消除靜電。抗靜電劑按使用方式可分為
外部涂敷和內(nèi)部混煉兩種方式。其作用機(jī)理主要
有兩方面：一是表面活性劑的親油基與樹脂結(jié)合，
親水基在塑料表面形成導(dǎo)電層或通過氫鍵與空氣
中的水分相結(jié)合，從而降低表面電阻，加速靜電荷
的泄露；二是賦予塑料表面一定的潤滑性，降低摩
擦系數(shù)，從而抑制和減少電荷的產(chǎn)生[2]。常見的
塑料抗靜電劑有：非離子型、陽離子型、陰離子型、
混合型等。
1．1非離子型抗靜電劑
非離子型抗靜電劑具有良好的加工性和熱
穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，主要有聚乙二醇酯或醚類、多元醇
脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、脂肪胺乙氧基醚等產(chǎn)
基金項目：河北省教育廳科學(xué)研究課題(z2008478)，石家莊市
科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展指導(dǎo)計劃(07107234)，石家莊學(xué)院博士基金
(2008)
作者簡介：于宏偉(1979一)，男，黑龍江省哈爾濱市人，工學(xué)博
士，講師。主要從事表面活性劑的合成與性能研究工作。
。通訊聯(lián)系人
品【3】。杭州化學(xué)研究所開發(fā)出HKD一100、
HKD一102、HKD一151、HKD一178、HKD一196、
HKD一1800等一系非離子型抗靜電劑。其中
HKD一1800(N，N一二羥乙基十八胺，國外牌號：A卜
mostat一600)抗靜電效果良好，可使塑料制品的表
面電阻降至108Q，廣泛應(yīng)用于PE(聚乙烯)、PP
(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、ABS(丙烯腈一丁二烯
一苯乙烯共聚物)等高分子材料中。山西省化工研
究院開發(fā)出KJ一210(脂肪烷醇酰胺及其酯的混合
物)和l(JB一02(有機(jī)硼非離子表面活性劑)。其中
KJ一210適用于PE、PP、PS、ABS及天然膠等制
品，具有抗靜電性能好、持久性強(qiáng)、對熱穩(wěn)定與其
它助劑配伍性佳等特點(diǎn)。而ⅪB一02由于親水基
團(tuán)中引入了含硼極性基團(tuán)，顯示出良好的抗靜電
性和熱穩(wěn)定性，可用于BOPP薄膜(雙向拉伸聚
丙烯薄膜)、PP、PE等聚烯烴制品，并且在ABS、
PVC等聚合物中的抗靜電性也非常突出。北京化
學(xué)工業(yè)研究院開發(fā)出ASA一40(烷基胺環(huán)氧乙烷
加成物，適用于PE)和ASA一90(適用于ABS、
PS、PE)。國外Uniqema公司【4】生產(chǎn)的Atmer 129
(甘油單硬酯酸酯)、Atmer 163(乙氧化胺)、Atmer
154(烷氧基脂肪酸酯)，廣泛應(yīng)用于PS、PVC、PE。
而PVO International，Inc公司[“’開發(fā)Drewplast
017和Drewplast 032(含酯基型非離子表面活性
劑)主要適用于PE。DuPont，Stepan等公司【7】則開
發(fā)，出Zelee TY和Zelec NK(醇磷酸酯型非離子
表面活性劑)可適用于Polyolefin fibers(聚烯烴纖
維)，Mylar(聚酯薄膜)等塑料制品。
1．2陽離子型抗靜電劑
陽離子型抗靜電劑主要包括胺鹽、季銨鹽、
萬方數(shù)據(jù)
第01期表面活性劑在塑料工業(yè)中的研究進(jìn)展
烷基氨基酸鹽等，其中季銨鹽最為重要。杭州化學(xué)
研究所開發(fā)出HKD一200和HKD一321。其中
HKD一321抗靜電性能優(yōu)異，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，當(dāng)使
用濃度在1．0％時涂覆在各種塑料板材<7薄膜、
纖維上，可以獲得良好的抗靜電效果，可使制品表
面電阻降至107—8歐姆。HKD一321廣泛使用于
PVC(聚氯乙烯)扭結(jié)膜、ABS(丙烯腈一丁二烯一
苯乙烯共聚物)牽伸管、Ps(聚苯乙烯)片材等材料
的外部抗靜電處理。上海經(jīng)緯化工有限公司(原上
海合成洗滌劑三廠)生產(chǎn)的SH一105抗靜電劑，
主要用于煤礦用PVC輸送帶及PVC制品。上
海天壇助劑有限公司(原上海助劑廠有限公司)開
發(fā)出抗靜電劑P(烷基磷酸脂胺鹽)和SN(十八
烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽)。其中抗靜電劑
P對錦綸、滌綸、維論等合成纖維具有優(yōu)良的消除
靜電效果；SN用于聚酯、聚乙烯醇、聚氧乙烯等
塑料制品的靜電消除。國外Cytec公司開發(fā)出
Cyastat SN、Cyastat 609、Cyastat SP等一系列陽離
子型抗靜電劑，廣泛應(yīng)用在傳動皮帶、印刷膠輥、
酚醛樹脂等方面"J；Witco Chemical Corp公司開
發(fā)的陽離子型抗靜電劑Markstat AL一12應(yīng)用在
復(fù)印機(jī)中的塑料片材【10】。
1．3陰離子型抗靜電劑
陰離子型抗靜電劑的種類不多，國內(nèi)常見的
陰離子型抗靜電劑有ABPS(壬基苯氧基丙烷磺
酸鈉)和DPE(對壬基二苯醚磺酸鉀)。國外u—
niqema公司【41開發(fā)的Atmer 190(烷基硫酸鹽)可
廣泛應(yīng)用于PS、PVC、PE、PC(聚碳酸脂)、POM(聚
甲醛樹脂)、PA(聚酰胺)、TPU(熱塑性彈性體橡
膠)等領(lǐng)域中。
1．4混合型抗靜電劑
混合型抗靜電劑是指兩種或兩種以上類型
的表面活性劑復(fù)配使用的新型抗靜電劑，其往往
具有更加優(yōu)良的抗靜電效果。杭州化學(xué)研究所開
發(fā)出的混合型抗靜電劑有s一15和s一18(陽離子／
非離子)。其中s一15是PVC抗靜電劑，適用于軟
質(zhì)、半硬質(zhì)PVC，具有優(yōu)良的耐熱性，抗靜電性能
穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在PVC中的添加量在1．5-3％時，能
使塑料表面的電阻降至107歐姆。北京化學(xué)工業(yè)
研究院開發(fā)出的混合型抗靜電劑ASAl50(陽離
子／非離子)是專門為PVC、聚氨酯(PU)制品提供
有效抗靜電性能而設(shè)計的，也可用于橡膠、聚烯烴
類塑料制品中。
2表面活性劑在泡沫塑料中的應(yīng)用
具有微孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料是一種廣泛用途
的塑料產(chǎn)品。泡沫塑料當(dāng)采用發(fā)泡劑使聚合物中
產(chǎn)生大量氣泡時，為了使產(chǎn)生的氣泡保持穩(wěn)定和
均勻，必須添加表面活性劑作為穩(wěn)泡劑，其主要作
用是降低孑L壁的表面張力，促進(jìn)泡孔中維持一定
的正壓，從而控制泡孔的增長和穩(wěn)定，使泡孔既不
破裂，也不癟塌。泡沫塑料按用途分為酚醛泡沫塑
料，聚氨酯泡沫塑料等‘11-121。
2．1酚醛泡沫塑料
酚醛泡沫塑料(PF)是由酚醛樹脂加入表面
活性劑、發(fā)泡劑、固化劑等多種加工助劑，經(jīng)攪拌、
發(fā)泡、熟化而成的r泡沫塑料。隨著高層建筑、航空
工業(yè)、交通運(yùn)輸以及空間技術(shù)的發(fā)展，對泡沫塑料
的熱穩(wěn)定性和耐燃性的要求也越來越嚴(yán)格。與
PS泡沫、PE泡沫、PU泡沫相比較，PF具有難
燃、自熄、低煙、耐火焰等優(yōu)點(diǎn)[13-141。PF常選擇的
表面活性劑有：JFC l(脂肪醇聚氧乙烯醚)【15]、
OP一10(烷基酚聚氧乙烯醚)【16】、AES(脂肪醇聚氧
乙烯醚硫酸鈉)【161、Tween一20[161，Tween一80(吐溫系
列非離子表面活性劑)115-161、Pluronic F一127(聚丙
二醇與環(huán)氧乙烷加聚物)【17]、DC—DC一193(硅酮系
表面活性劑)等[15]。王進(jìn)?！?5】考察了：DC一193、
Tween一80、DC一193／Tween一80、DC一193／JFC等四種
非離子表面活性劑體系，研究了不同體系對酚醛
泡沫性能的影響。結(jié)果表明： 采用
DC一193／Tween一80復(fù)配體系時，泡沫的綜合性能
最好。商平f16]分別選擇了非離子表面活性劑
(Tween一80、Tween一20、DC一193、OP一10)和陰離子
表面活性劑(AES)作為酚醛樹脂的穩(wěn)泡劑。研究
發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用Tween一80／DC一193／AES的復(fù)配體系
時，酚醛樹脂的泡沫的綜合性能最優(yōu)。
2．2聚氨酯泡沫塑料
近年來，聚氨酯(PU)工業(yè)發(fā)展很快，這是
因為PU材料的性能優(yōu)良，其軟質(zhì)泡沫塑料具有
質(zhì)輕、柔軟、絕緣、透氣、無毒、回彈性好、耐濕、耐
老化、耐有機(jī)溶劑、隔音、保溫等多種優(yōu)良特性，因
此，廣泛用于交通運(yùn)輸、建筑、裝飾、工業(yè)設(shè)備、管
道保溫、輕工業(yè)、民用家具等領(lǐng)域【18]。表面活性劑
(主要是有機(jī)硅表面活性劑)是PU泡沫塑料發(fā)泡
萬方數(shù)據(jù)
化工中間體
Chemical Intermediate 2010年第01期
工藝過程中必不可少的組分之一f19-22]。晉心文㈣合
成了PU軟泡用穩(wěn)泡劑H一420(機(jī)硅表面活性劑)，
其生成的泡沫，其主要性能與采用進(jìn)口品的相當(dāng)。
閻敏[24】合成有機(jī)硅表面活性劑(低氫聚硅氧烷和
端烯丙基聚醚為中間體)，應(yīng)用到PU硬泡生產(chǎn)
中，勻泡性能良好。國外Momentive Performance
Materials公司[251生產(chǎn)的Niax Silicone SE一232(有
機(jī)硅表面活性劑)，Niax M一6682(酯類表面活性
劑)可用于制備網(wǎng)化PU泡沫塑料。
3表面活性劑在其它方面的應(yīng)用
3．1表面活性劑在塑料填料中的應(yīng)用
經(jīng)過表面活性劑改性過的CaCO，可填充在
塑料中，并大大提高其加工性能及力學(xué)性能[26-27]。
吉紅念I(lǐng)拍1合成了不同碳鏈長度的烷基磷酸酯，并
用于輕質(zhì)碳酸鈣的改性，當(dāng)用量為2．5％(改性劑
／碳酸鈣質(zhì)量比)時，可明顯改善塑料填料CaCO，
的表面性能及填充性能，軟PVC體系的加工性能
及力學(xué)性能有明顯的改善作用，且單酯改性的加
工性能優(yōu)于相同碳鏈長度的雙酯。
3．2表面活性劑在塑料表面清洗中的應(yīng)用
表面活性劑也可以用在塑料表面的清洗
中。劉婭莉[28J研究了用于塑料表面的清洗劑。該清
洗劑由LAS(十二烷基苯磺酸鈉)、TX(辛烷基苯
酚聚氧乙烯醚)、TA(聚醚型非離子表面活性劑)
組成，對ABS、PVC、PP、酚醛塑料等具有良好的清
J
洗效果。
3．3表面活性劑在塑料薄膜中的應(yīng)用
添加流滴劑制成的塑料棚膜，可減少或消除
膜上的霧滴，增加棚內(nèi)日光透人量，因而提高棚溫
和地溫，增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)作物生長。當(dāng)用于鮮
活商品的包裝膜時，能消除或減少包裝膜的霧珠，
提高袋內(nèi)的可見度，減少商品霉變，從而提高商品
價值。北京市化學(xué)工業(yè)研究院開發(fā)出FY型聚乙
烯流滴劑(多種非離子表面活性劑復(fù)配而成)主要
用于PVC大棚薄膜，也可用于PVC包裝膜。此
外，F(xiàn)Y系列產(chǎn)品還可用于EVA(乙烯一醋酸乙烯
共聚酯)農(nóng)膜。
目前，我國積極研發(fā)塑料工業(yè)應(yīng)用的表面
活性劑。但與國外大公司相比，我國塑料用表面活
性劑主要還是模仿國外大公司產(chǎn)品，無論品種還
是質(zhì)量還存在較大差距，因此，應(yīng)該大力加強(qiáng)院校
企業(yè)間的技術(shù)合作，開發(fā)出性能優(yōu)良、價格低廉、
綠色環(huán)保的塑料工業(yè)用表面活性劑。
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收稿日期：2009．12．12
Yu Hongweil’Liu HuiruI La Xuquanz Lu Minl
(1．Shijiazhuang University School of Chemical Engineering，Hebei Shijiazhuang 050035；2．Heilongjiang Maidisen Pharmaceuticals
Co．，Ltd，Heilongjiang Daqing 1 13316)
Abstract：The research progress of surfactant in plastics industry
agent，foam stabilizer，cleaning agent was introduced in the paper．
Keyword：surfactant；plastics；application
華東理工研制出大型風(fēng)機(jī)葉片材料
華東理工大學(xué)華昌聚合物有限公司與上海
玻璃鋼研究院有限公司合作，日前成功研發(fā)具有
自主知識產(chǎn)權(quán)、適用于制造大型風(fēng)機(jī)葉片的高性
能環(huán)氧乙烯基酯樹脂。
該樹脂材料可代替價格昂貴的進(jìn)口樹脂?？?
研人員通過篩選國產(chǎn)玻璃纖維、碳纖維等增強(qiáng)材
料，構(gòu)建大型風(fēng)機(jī)葉片用國產(chǎn)材料體系。該樹脂主
要指標(biāo)已達(dá)到國外先進(jìn)水平。經(jīng)過半年多的努力，
1000噸／年的風(fēng)機(jī)葉片專用樹脂生產(chǎn)線已經(jīng)基本
建成，即將投產(chǎn)。
埃及將建中東最大輪胎廠
埃及計劃投資600億埃及鎊(約合1．09億美
元)興建中東最大的轎車輪胎工廠。
鑒于2010年以后世界經(jīng)濟(jì)有望逐步回暖，
埃及正著手新輪胎工廠的建設(shè)。這家工廠位于地
中海港口城市亞歷山大以西的阿莫利亞(Amerya)
地區(qū)，輪胎年生產(chǎn)能力為150萬條，工程建設(shè)期大
約需要兩年。埃及以及阿聯(lián)酋和其他國際投資者
將參與該工廠的融資。
兩公司聯(lián)手研發(fā)廢胎膠粉利用
美國佛羅里達(dá)輪胎循環(huán)利用公司(Florida
Tire Recycling)日前宣布，與雷迪橡膠公司(Ready
Rubber)建立合作伙伴關(guān)系。兩公司擬在現(xiàn)有的聚
合物配方基礎(chǔ)上，聯(lián)手解決可循環(huán)利用廢輪胎膠
粉的混合使用問題。該技術(shù)能夠由40目的膠粉直
接生產(chǎn)新的材料。

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