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表面活性剂在塑料工业中的研究进展

文档作者：于宏伟1 吕绪佺2 文档来源： 1石家庄学院化工学院 2黑龙江麦迪森制药有限公司		点击数：	更新时间： 2024年06月10日
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化工中间体
Chemical Intermediate 2010年第01期
综述专论
表面活性剂在塑料工业中的研究进展
于宏伟1+吕Jm-．ttr 2
(1石家庄学院化工学院，河北石家庄050035；2黑龙江麦迪森制药有限公司，黑龙江大庆113316)
摘要：综述报道了表面活性剂在塑料工业中的抗静电剂、稳泡剂、清洗剂等应用方面研究进展。
关键词：表面活性剂；塑料；应用
中图分类号：TQ423．99 文献标识码：A 文章编号：1672—8114(2010)01—0016—04
表面活性剂是具有亲水基团和亲油基团的
特殊结构分子，因而具有一系列应用功能，而被作
为助剂广泛的应用于塑料工业的各个领域中。
1表面活性剂在塑料抗静电剂中的应用
塑料是一种电器绝缘性能良好的高分子材
料，但是塑料作为绝缘材料使用时候，其表面极
易摩擦产生静电会导致火灾、爆炸、电击等事故
⋯。通过在塑料中添加表面活性剂作为抗静电剂
可以有效消除静电。抗静电剂按使用方式可分为
外部涂敷和内部混炼两种方式。其作用机理主要
有两方面：一是表面活性剂的亲油基与树脂结合，
亲水基在塑料表面形成导电层或通过氢键与空气
中的水分相结合，从而降低表面电阻，加速静电荷
的泄露；二是赋予塑料表面一定的润滑性，降低摩
擦系数，从而抑制和减少电荷的产生[2]。常见的
塑料抗静电剂有：非离子型、阳离子型、阴离子型、
混合型等。
1．1非离子型抗静电剂
非离子型抗静电剂具有良好的加工性和热
稳定性等优点，主要有聚乙二醇酯或醚类、多元醇
脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、脂肪胺乙氧基醚等产
基金项目：河北省教育厅科学研究课题(z2008478)，石家庄市
科学技术研究与发展指导计划(07107234)，石家庄学院博士基金
(2008)
作者简介：于宏伟(1979一)，男，黑龙江省哈尔滨市人，工学博
士，讲师。主要从事表面活性剂的合成与性能研究工作。
。通讯联系人
品【3】。杭州化学研究所开发出HKD一100、
HKD一102、HKD一151、HKD一178、HKD一196、
HKD一1800等一系非离子型抗静电剂。其中
HKD一1800(N，N一二羟乙基十八胺，国外牌号：A卜
mostat一600)抗静电效果良好，可使塑料制品的表
面电阻降至108Q，广泛应用于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
究院开发出KJ一210(脂肪烷醇酰胺及其酯的混合
物)和l(JB一02(有机硼非离子表面活性剂)。其中
KJ一210适用于PE、PP、PS、ABS及天然胶等制
品，具有抗静电性能好、持久性强、对热稳定与其
它助剂配伍性佳等特点。而ⅪB一02由于亲水基
团中引入了含硼极性基团，显示出良好的抗静电
性和热稳定性，可用于BOPP薄膜(双向拉伸聚
丙烯薄膜)、PP、PE等聚烯烃制品，并且在ABS、
PVC等聚合物中的抗静电性也非常突出。北京化
学工业研究院开发出ASA一40(烷基胺环氧乙烷
加成物，适用于PE)和ASA一90(适用于ABS、
PS、PE)。国外Uniqema公司【4】生产的Atmer 129
(甘油单硬酯酸酯)、Atmer 163(乙氧化胺)、Atmer
154(烷氧基脂肪酸酯)，广泛应用于PS、PVC、PE。
而PVO International，Inc公司[“’开发Drewplast
017和Drewplast 032(含酯基型非离子表面活性
剂)主要适用于PE。DuPont，Stepan等公司【7】则开
发，出Zelee TY和Zelec NK(醇磷酸酯型非离子
表面活性剂)可适用于Polyolefin fibers(聚烯烃纤
维)，Mylar(聚酯薄膜)等塑料制品。
1．2阳离子型抗静电剂
阳离子型抗静电剂主要包括胺盐、季铵盐、
万方数据
第01期表面活性剂在塑料工业中的研究进展
烷基氨基酸盐等，其中季铵盐最为重要。杭州化学
研究所开发出HKD一200和HKD一321。其中
HKD一321抗静电性能优异，化学结构稳定，当使
用浓度在1．0％时涂覆在各种塑料板材<7薄膜、
纤维上，可以获得良好的抗静电效果，可使制品表
面电阻降至107—8欧姆。HKD一321广泛使用于
PVC(聚氯乙烯)扭结膜、ABS(丙烯腈一丁二烯一
苯乙烯共聚物)牵伸管、Ps(聚苯乙烯)片材等材料
的外部抗静电处理。上海经纬化工有限公司(原上
海合成洗涤剂三厂)生产的SH一105抗静电剂，
主要用于煤矿用PVC输送带及PVC制品。上
海天坛助剂有限公司(原上海助剂厂有限公司)开
发出抗静电剂P(烷基磷酸脂胺盐)和SN(十八
烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐)。其中抗静电剂
P对锦纶、涤纶、维论等合成纤维具有优良的消除
静电效果；SN用于聚酯、聚乙烯醇、聚氧乙烯等
塑料制品的静电消除。国外Cytec公司开发出
Cyastat SN、Cyastat 609、Cyastat SP等一系列阳离
子型抗静电剂，广泛应用在传动皮带、印刷胶辊、
酚醛树脂等方面"J；Witco Chemical Corp公司开
发的阳离子型抗静电剂Markstat AL一12应用在
复印机中的塑料片材【10】。
1．3阴离子型抗静电剂
阴离子型抗静电剂的种类不多，国内常见的
阴离子型抗静电剂有ABPS(壬基苯氧基丙烷磺
酸钠)和DPE(对壬基二苯醚磺酸钾)。国外u—
niqema公司【41开发的Atmer 190(烷基硫酸盐)可
广泛应用于PS、PVC、PE、PC(聚碳酸脂)、POM(聚
甲醛树脂)、PA(聚酰胺)、TPU(热塑性弹性体橡
胶)等领域中。
1．4混合型抗静电剂
混合型抗静电剂是指两种或两种以上类型
的表面活性剂复配使用的新型抗静电剂，其往往
具有更加优良的抗静电效果。杭州化学研究所开
发出的混合型抗静电剂有s一15和s一18(阳离子／
非离子)。其中s一15是PVC抗静电剂，适用于软
质、半硬质PVC，具有优良的耐热性，抗静电性能
稳定等优点，在PVC中的添加量在1．5-3％时，能
使塑料表面的电阻降至107欧姆。北京化学工业
研究院开发出的混合型抗静电剂ASAl50(阳离
子／非离子)是专门为PVC、聚氨酯(PU)制品提供
有效抗静电性能而设计的，也可用于橡胶、聚烯烃
类塑料制品中。
2表面活性剂在泡沫塑料中的应用
具有微孔结构的泡沫塑料是一种广泛用途
的塑料产品。泡沫塑料当采用发泡剂使聚合物中
产生大量气泡时，为了使产生的气泡保持稳定和
均匀，必须添加表面活性剂作为稳泡剂，其主要作
用是降低孑L壁的表面张力，促进泡孔中维持一定
的正压，从而控制泡孔的增长和稳定，使泡孔既不
破裂，也不瘪塌。泡沫塑料按用途分为酚醛泡沫塑
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)是由酚醛树脂加入表面
活性剂、发泡剂、固化剂等多种加工助剂，经搅拌、
发泡、熟化而成的r泡沫塑料。随着高层建筑、航空
工业、交通运输以及空间技术的发展，对泡沫塑料
的热稳定性和耐燃性的要求也越来越严格。与
PS泡沫、PE泡沫、PU泡沫相比较，PF具有难
燃、自熄、低烟、耐火焰等优点[13-141。PF常选择的
表面活性剂有：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
乙烯醚硫酸钠)【161、Tween一20[161，Tween一80(吐温系
列非离子表面活性剂)115-161、Pluronic F一127(聚丙
二醇与环氧乙烷加聚物)【17]、DC—DC一193(硅酮系
表面活性剂)等[15]。王进福【15】考察了：DC一193、
Tween一80、DC一193／Tween一80、DC一193／JFC等四种
非离子表面活性剂体系，研究了不同体系对酚醛
泡沫性能的影响。结果表明： 采用
DC一193／Tween一80复配体系时，泡沫的综合性能
最好。商平f16]分别选择了非离子表面活性剂
(Tween一80、Tween一20、DC一193、OP一10)和阴离子
表面活性剂(AES)作为酚醛树脂的稳泡剂。研究
发现当采用Tween一80／DC一193／AES的复配体系
时，酚醛树脂的泡沫的综合性能最优。
2．2聚氨酯泡沫塑料
近年来，聚氨酯(PU)工业发展很快，这是
因为PU材料的性能优良，其软质泡沫塑料具有
质轻、柔软、绝缘、透气、无毒、回弹性好、耐湿、耐
老化、耐有机溶剂、隔音、保温等多种优良特性，因
此，广泛用于交通运输、建筑、装饰、工业设备、管
道保温、轻工业、民用家具等领域【18]。表面活性剂
(主要是有机硅表面活性剂)是PU泡沫塑料发泡
万方数据
化工中间体
Chemical Intermediate 2010年第01期
工艺过程中必不可少的组分之一f19-22]。晋心文㈣合
成了PU软泡用稳泡剂H一420(机硅表面活性剂)，
其生成的泡沫，其主要性能与采用进口品的相当。
阎敏[24】合成有机硅表面活性剂(低氢聚硅氧烷和
端烯丙基聚醚为中间体)，应用到PU硬泡生产
中，匀泡性能良好。国外Momentive Performance
Materials公司[251生产的Niax Silicone SE一232(有
机硅表面活性剂)，Niax M一6682(酯类表面活性
剂)可用于制备网化PU泡沫塑料。
3表面活性剂在其它方面的应用
3．1表面活性剂在塑料填料中的应用
经过表面活性剂改性过的CaCO，可填充在
塑料中，并大大提高其加工性能及力学性能[26-27]。
吉红念I拍1合成了不同碳链长度的烷基磷酸酯，并
用于轻质碳酸钙的改性，当用量为2．5％(改性剂
／碳酸钙质量比)时，可明显改善塑料填料CaCO，
的表面性能及填充性能，软PVC体系的加工性能
及力学性能有明显的改善作用，且单酯改性的加
工性能优于相同碳链长度的双酯。
3．2表面活性剂在塑料表面清洗中的应用
表面活性剂也可以用在塑料表面的清洗
中。刘娅莉[28J研究了用于塑料表面的清洗剂。该清
洗剂由LAS(十二烷基苯磺酸钠)、TX(辛烷基苯
酚聚氧乙烯醚)、TA(聚醚型非离子表面活性剂)
组成，对ABS、PVC、PP、酚醛塑料等具有良好的清
J
洗效果。
3．3表面活性剂在塑料薄膜中的应用
添加流滴剂制成的塑料棚膜，可减少或消除
膜上的雾滴，增加棚内日光透人量，因而提高棚温
和地温，增强光合作用，促进作物生长。当用于鲜
活商品的包装膜时，能消除或减少包装膜的雾珠，
提高袋内的可见度，减少商品霉变，从而提高商品
价值。北京市化学工业研究院开发出FY型聚乙
烯流滴剂(多种非离子表面活性剂复配而成)主要
用于PVC大棚薄膜，也可用于PVC包装膜。此
外，FY系列产品还可用于EVA(乙烯一醋酸乙烯
共聚酯)农膜。
目前，我国积极研发塑料工业应用的表面
活性剂。但与国外大公司相比，我国塑料用表面活
性剂主要还是模仿国外大公司产品，无论品种还
是质量还存在较大差距，因此，应该大力加强院校
企业间的技术合作，开发出性能优良、价格低廉、
绿色环保的塑料工业用表面活性剂。
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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
华东理工研制出大型风机叶片材料
华东理工大学华昌聚合物有限公司与上海
玻璃钢研究院有限公司合作，日前成功研发具有
自主知识产权、适用于制造大型风机叶片的高性
能环氧乙烯基酯树脂。
该树脂材料可代替价格昂贵的进口树脂。科
研人员通过筛选国产玻璃纤维、碳纤维等增强材
料，构建大型风机叶片用国产材料体系。该树脂主
要指标已达到国外先进水平。经过半年多的努力，
1000吨／年的风机叶片专用树脂生产线已经基本
建成，即将投产。
埃及将建中东最大轮胎厂
埃及计划投资600亿埃及镑(约合1．09亿美
元)兴建中东最大的轿车轮胎工厂。
鉴于2010年以后世界经济有望逐步回暖，
埃及正着手新轮胎工厂的建设。这家工厂位于地
中海港口城市亚历山大以西的阿莫利亚(Amerya)
地区，轮胎年生产能力为150万条，工程建设期大
约需要两年。埃及以及阿联酋和其他国际投资者
将参与该工厂的融资。
两公司联手研发废胎胶粉利用
美国佛罗里达轮胎循环利用公司(Florida
Tire Recycling)日前宣布，与雷迪橡胶公司(Ready
Rubber)建立合作伙伴关系。两公司拟在现有的聚
合物配方基础上，联手解决可循环利用废轮胎胶
粉的混合使用问题。该技术能够由40目的胶粉直
接生产新的材料。

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