[塑胶]添加剂的种类与功用介绍(安定剂、可塑剂、阻燃剂)

塑胶粒在树脂厂生产的过程中，为了使生产的塑胶符合我们需要的一些特性，或者为了符合经济效益，一定都会加入或多或少所谓『添加剂』。比如说一般的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)曝露于日光中一段时间后颜色会变淡，所以可加入紫外线吸收剂；对于易沾染尘埃的塑胶则可添加静电防止剂；酚树脂的成形材料一般常调入木粉，其他的树脂也常混入玻璃纤维(Glass Fiber)以增加强度，这些木粉和纤维则称为填充剂。

这里就简单的介绍一些塑胶常用的添加剂。

添加剂	常用化学料	功用
安定剂	硬脂酸钙	避免塑胶受环境中的光、热、水气的影响而发生变色或劣化，尤其是在188betapp下载 加工过程中，可避免因高温而产生热裂解。
可塑剂	磷苯二甲酸 二锌脂(DOP)	藉降低玻璃转移温度而增加塑胶的柔软性
润滑剂	脂肪酸	增加流动性，使射出作业易于成形且不黏膜
阻燃剂	三氧化二锑	增加塑胶抗燃能力
着色剂	二氧化锑	帮助改变塑胶颜色
填充剂	碳酸钙 CaCO3	降低成本(如加入碳酸钙)，增加物性(如加入玻纤增加机械强度)
静电防止剂	硬脂酰胺丙基 二甲基-B-羟乙基胺 硝酸盐	避免静电集中于塑胶表面
发泡剂	偶氮二甲酰氨	让塑胶产生内部气泡，可减轻重量

安定剂(Stabilizers)

塑胶在加工的过程或使用中常会因为热、光、空气、湿气等影响，而或多或少发生变色或劣化等情形，但在绝大部份的情况下，只要将少许的适当化学药品混入塑胶之中即可减缓或弥补此项缺点。

譬如说，氯化乙烯树脂被加热到高温(约190℃)时即会分解而变黑，不过若能预加少量的硬脂酸的铅盐，就不会发生此现象。也可用镉(Cd)、钡盐或锌盐类等。这类可增加塑胶对热反应的安定性添加剂称之为「热安定剂」。

虽然使用「铅盐」做为安定剂时廉价而且效果高，但是却具有毒性，其与树脂的相溶性也不很好，所以不能用于食品辑要品类等忌讳毒性的制品或透明的制品中。

镉或钡盐的安定剂效果则差些，不过有可制造透明制品的优点，但是制作硬质透明品时，只要温度稍高些就会变色。(软质透明品加工度比硬质低，所以没问题)。

有机锡化合物安定剂虽然比较贵些，却无上述缺点，可轻易制造硬质的透明制品。

由上可知，每种安定剂各有优缺点，所以也可混合两种以上以达相辅相成之效。

下面的表格是列出代表性热安定剂及其特性。

另外也有称为氧化防止剂的安定剂。

有的塑胶接触到空气时会氧化，因而或变色或劣化。

氯化乙烯树脂(PVC) 用安定剂

无机盐金属皂

种类	特性
三盐基性硫酸铅	电气绝缘性良、电线包覆用、硬质不透明用
二盐基性亚磷酸铅	可防止氧化、耐光良性、浆剂树脂用
正硅酸铅	电气绝缘性良、着良鲜明
二盐基性硬质酸铅	硬质不透明用
硬脂酸铅	软质、硬质不透明用
二盐基性苯二甲酸铅	硬质不透明用，在欧洲是包覆电线用
硬脂酸镉	与钡盐併用、安定效果良好、透明用
樟酸镉
硬脂酸钡	併用隔盐、安定效果超群、透明用
樟酸钡
三盐基性顺丁烯二酸铅	硬质不透明用
硬脂酸钙	无毒、安定效果较低、多用于硬质
硬脂酸锌	具滑材效果
辛酸锌	併用助剂则有相乘效果、对初期着色有效、不独使用、软质用、无毒配合用

有机锡化合物助剂

种类	特性
dibutyItinlaurate	硬质、软质透明用
dioctyItinlaurate	硬质、软质透明用
dibutyItinmalate	硬质透明用
dioctyItinmalate	硬质透明用
含硫有机锡系	併用锌系者则有相乘效果、透明性良
环氧化合物	併用含金属安定剂则效果大
有机亚磷酸酯	单独用则无效果

分子内有二重结合的天然橡胶、以聚丁二烯或丁二烯为基材的ABS树脂或耐冲击性聚苯乙烯等特别容易氧化。

此外，像聚乙烯、聚丙烯等虽无二重结合而只由碳和氢形成，但是一旦受到氧化，其后更像橡胶之类继续氧化。

为了防止这种氧化劣化，在易氧化的塑胶中务必添加氧化防止剂。

氧化防止剂普通是用酚系、胺系、硫黄系化合物。

但是紫外线会促进此氧化反应，所以为了防止紫外线的影响力，可添加称为紫外线吸收剂者。

这有水杨酸酯类、二苯甲酮类、Benzotriazole类等。

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可塑剂或塑化剂(Plasticizer)

「可塑剂」又称「塑化剂」或「增塑剂」，它是一种可以让塑胶变柔软并增加韧性的添加剂，所以也可称为「软化剂」。添加的塑化剂会参杂在原本排列得很紧密的高分子的分子链之间，使得高分子链无法再排列紧密，进而降低了高分子键之间结合力，使得玻璃转移温度(Tg)及熔点降低。

可塑剂是随氯化乙烯树脂工业的发展而伸展出来的材料，是氯化乙烯树脂所不可或缺的材料。

当初开始制作氯化乙烯树脂时，很流行于女用手提皮包，不过却有夏天变软，冬天变硬的毛病，原因在于其中所调配的可塑剂，不过最近可塑剂已经进步很多，已经没有这个忧虑了。

可塑剂中有90%为邻苯二甲酸酯系，这是使醉类反应于无水苯二甲酸而制得者，不过可塑剂的性质是依醇的类别而大有不同。

由甲醇(CH₃OH)而乙醇(CH₃CH₂OH)而丁醇(CH₃CH₂CH₂CH₂OH)等，以碳原子数最多可达8个，此称二辛酯、酞酸二辛酯(Dioctyl phthalate)，简称DOP，而DBP则是指邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate)，除苯二甲酸酯外也可用磷酸酯类或脂肪酸酯类。

下表列示具代表性可塑剂的诸多性能参考:

苯二甲酸系

名称	简称	说明
Dibutyl phalate	DBP	纤维素塑胶、氯化乙烯树脂用，耐寒性劣、有移行性﹡
Dihepthl phthalate	DHP	氯化乙烯树脂用
Dioctyl phthalate	DOP	氯化乙烯树脂用标准可塑剂、耐寒性良
Diisodecyl phthalate	DIOP	氯化乙烯树脂用

磷酸系

名称	简称	说明
Tricresylphosphate	TCP	氯化乙烯树脂等各种塑胶用，有耐燃性、耐寒性劣、耐水性良
Trioctylphosphate	TOP	氯化乙烯树脂用

脂肪酸系

名称	简称	说明
Dioctyladipate	DOA	氯化乙烯树脂耐寒用
Dioctylazelate	DOZ	氯化乙烯树脂耐寒用
Dioctylaebacate	DOS	氯化乙烯树脂耐寒用

环氧系

名称	简称	说明
Alkylepoxystearate	N/A	氯化乙烯树脂用、耐热性良
环氧化大豆油	N/A	氯化乙烯树脂用、耐热性良
(epoxidized soubean oil)		特用于电线包覆和农业胶膜用

其他

名称	简称	说明
氯化石蜡	N/A	耐热性、廉价的副可塑剂
多元酯	N/A	无移行性、耐寒性劣

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阻燃剂(Flame Retardant)

如前所述聚苯乙烯的泡棉易燃，所以使用为建材时须行难燃化处理。不只苯乙烯树脂如此，易燃的塑胶也常对应于使用目的而行难燃化处理。

这常是混用有机卤化合物或有机磷化合物、或氧化锑等无机化合物以达目的。

最近也试行涂佈于玻璃，不过不管如何，因为塑胶为有机化合物，虽可做到难燃性却无法达到不燃性。

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着色剂(Plastic colorants)

着色剂有粉末状的干性颜料(dry colour)、煳状的调色颜料(toner colour)把5~50%的颜料分散混合于树脂中作成粒状或薄片状者等等。

干性颜料是与聚乙烯、聚丙烯、硬质氯化乙烯树脂、聚苯乙烯等的粒状物，预以钢机碾碎机(ball mill)或V型混合机充分混合，再行射出成形，即可得着色制品。

调色颜料是用于多元酯树脂或软质氯化乙烯树脂等配合时成液状者的着色，不过若不以树脂液稀释后再使用，则分散性不好。

颜料树脂混合制成粒状或薄片状者是用于射出成形，押出成形，吹入成形品等，因成形材料和着色剂都是粒状，所以以适当比例混合后置入成形即可，当然，市面上也已售有着色过的成形材料。

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填充剂(Fillers)

填充料对塑胶的物性有很大的影响，所以是广被利用的副资材。玻璃纤维、布、纸等可增加塑胶的强度，二硫化铜或石黑等加入酚树脂、聚醯胺、氟素树脂等可增加其耐摩耗性，此外，云母对电气性质、石绵对耐热性的提高、碳酸钙或木粉对增量和成形性的改善，成形收缩的减轻、减低成本等都各有其效，有时也把这些填充料特称为基材。

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静电防止剂

一般来说，塑胶是良好的绝缘物，所以很容易带有静电而吸沾尘埃，但是容易吸湿的玻璃纸或聚乙烯醇的胶膜则无此困扰，这是因为湿气为电的良好导体，所以若能设法使塑胶制品的表面具吸湿性，就可以有效防止尘埃的吸着，应运而生的即是静电防止剂。

静电防止剂包括有制品成型后再涂佈的外部用静电防止剂，和预先混入塑胶粒中并在成型时浮于成型品表面的内部用静电防止剂。

要注意的是两者都含有亲水基。

亲水基可选用碳酸盐、硫酸酯、磷酸酯胺、第四级铵盐、磷酸盐、硼酸盐、醇类等。

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脱模剂(Mold release agents)

脱模剂又称为离型剂，是一种在塑胶或橡胶成型前，涂于模具上的加工剂，它可以降低或避免合成树脂、合成橡胶沾粘在模具上，使得成型制品易于脱离模具，使模具表面无残留物质不黏模，可加快生产进度、降低损件、提供模具寿命。

若在塑胶中混用少量的金属皂，则熔融时的流动性可变好，且变得不再与加工机械粘着，易于成形，有类似金属皂功能的药品称为润滑剂。

热安定剂多少有些润滑材作用。

对酚树脂成形材料可加硬脂酸(Stearic acid、十八酸)，对聚乙烯和聚丙烯可用硬脂酸醯胺之类的高级脂肪酸醯胺。

脱模剂的种类非常多，选用的时候要注意其或特性不可与塑胶制品产生化学反应造成。按使用方法可分内、外脱模剂。按寿可分常规及半永脱模剂。按型态可分溶剂型、水性、无溶剂型、分末、膏状脱模剂。按活性可分硅系列、腊系列、氟系列、表面活性剂系列、无机粉末系列、聚醚系列脱模剂。对脱模剂有兴趣的朋友可以在网路上搜寻相关资料。

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参考文献及文章：

• 维基百科(Wikipedia)的关于「塑胶添加剂」条文说明
• Wikipedia (English): Polymer stabilizers

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