塑料、橡膠等聚合物制品的成型過程基本上是由配合、塑煉、成形(包括橡的硫化)等工序完成的。在這一過程中,聚合物(包括樹脂和生膠)、助劑、加工設備(包括模具)是3個不可或缺的基本要素。相比之下,盡管助劑在聚合物配方中的用量微不道,但對制品加工和應用性能的改善和提高卻有舉足輕重的作用。可以說,在聚合物樹脂或膠料確定之後,助劑的選擇和應用是決定制品成敗的關鍵。如今琳瑯滿目的塑料制品、橡膠制品無一不體現著助劑的功能與作用。

盡管幾乎所有的聚合物制品的加工都離不開助劑,但聚合物類型、成型加工方式和制品應用性能的要求不同對助劑的依賴程度卻有相當程度的差異,如橡膠和熱塑性塑料加工所使用的助劑品種和用量就較多,而熱固性塑料加上用助劑則較少。聚氯乙烯(PVC)是一種熱敏性樹脂,也是塑料助劑最大的消費者,迄今聚氯乙烯加工用助劑約占整個塑料助劑消耗量的85%左右。橡膠加工的關鍵在於硫化,硫化過程需要依賴硫化劑、硫化促進劑、硫化活化劑以及防焦劑等助劑共同來完成。如果沒有這些助劑構成的“硫化體系”,線性分子的生膠就無法轉變為具有分子間交聯特征的硫化膠結構,也就不可能實現橡膠制品的實用化。

當然,除硫化體系外,橡膠加工還需要配合防老劑、補強劑、填充劑、軟化劑、增黏劑等各種各樣的加工改性助劑和功能化助劑。聚合物制品的應用領域不同,在性能的要求上也會存在較大的差異,因而所需要配合的助劑類別不盡一致。舉例來說,同樣作為農用的聚乙烯薄膜,用於蔬菜和園藝大棚的棵膜要求具有較長的使用壽命,一般需要添加光穩定劑以提高其耐候性,而用於地膜覆蓋的薄膜則要求定期內盡可能完全分解,以避免遣成“自色污染”,這種地腹往往需要使用生物降解劑和光降解劑。

助劑的門類繁多,功能各異,它們或者用於改善樹脂或膠料的加工性能,使之能夠順利完成整個加工過程,並達到提高產量,降低能耗的目的;或者提高聚合物的穩定性能,防止其加工和應用中老化降解,延長使用壽命;更為重要的是,相當一鄙分助劑能夠賦予聚合物制品新的功能,利用助劑實現聚合物改性是一條經濟、簡便而且非常有效的途徑。

聚合物助劑可以分為橡膠助劑、塑料助劑等,塑料助劑依其樹脂結構和加工方式的不同還可分為熱固性塑料助劑和熱塑性塑料助劑,但需要指出的是,這種以應用領域為目標的分類方法很難將聚合物助劑的全貌展示清楚,因為橡膠助劑與塑料助劑、熱固型塑料助劑與熱塑型塑料助劑之間並無嚴格的界限,除各自所需的特殊類型助劑外,絕大多數功能化助劑都具有通用性聚合物助劑的分類十分復雜,比較通行的方法是按照助劑的功能和作用進行分類。在功能相同的類別中,往往還要根據助劑的作用機理或化學結構進一步細分。

1. 橡膠硫化助劑

橡膠硫化助劑包括硫化劑(交聯劑)、促進劑、活化劑和防焦劑等。

硫化劑:一切能夠使線性的橡膠分子交聯形成立體網絡結構的物質。目前商品硫化劑約有70餘種,按化學結構可分為如下8類:

①硫黃類

②硫黃給予體類;

③有機過氧化物類;

④金屬氧化物類;

⑤醌類;

⑥樹脂類;

⑦胺類;

⑧其它硫化劑。

硫化促進劑:在橡膠硫化過程中,與硫化劑並用可縮短硫化時間,降低硫化溫度,減少硫化劑用量並提高橡膠的物理機械性能的一類橡膠助劑。如二硫代氨基甲酸鹽類、秋蘭姆類、噻唑類、次磺酰胺類、胍類、硫脲類、黃原酸鹽類、醛胺類、胺類以及混合促進劑類。

2. 橡膠防護助劑

橡膠防護助劑包括抗氧劑、抗臭氧劑、抗屈撓龜裂劑、光穩定劑、紫外光吸收劑、有害金屬抑制劑、物理防老劑、防白蟻劑、防鼠咬劑、防啃咬劑,防黴劑等。

橡膠或橡膠制品在加工、儲存和使用過程中受到各種外界因素的影響,會逐漸失去原有的優良性能,以致最後喪失瞭使用價值,這種現象稱之為橡膠老化。通常導致橡膠老化的因素主要有:熱氧的作用、臭氧的作用、金屬離子的作用、光的作用、機械力的作用等。在輪胎老化方面,由於輪胎在比較惡劣的使用條件下,特別是在機械力、熱、光、臭氧同時存在的條件下,很快就會發生老化龜裂和疲勞老化。橡膠防老劑等防護助劑的加入,就可以減緩減輕橡膠的老化,使橡膠能夠較長時間保持其性能。

3. 橡膠補強助劑

橡膠補強助劑包括炭黑、白炭黑、金屬氧化物、無機鹽、樹脂等。

橡膠補強劑是一種能提高橡膠制品強度的配合劑。一般來說,橡膠補強是橡膠配合技術中一個重要部分——也許僅次於硫化的重要性。

工業上的橡膠補強劑重要有炭黑、白炭黑、炭黑-白炭黑雙向填充劑和其它填充劑(改性高嶺土、粉煤灰型橡膠補強劑、凹凸棒改性粘土、改性硬質陶土、DSI橡膠補強劑、塑料基橡膠補強劑、木質素型橡膠補強劑、納米氧化鋅)等等。

4. 橡膠粘合助劑

橡膠粘合助劑包括間甲白體系和鈷鹽體系粘合劑和膠黏劑。

橡膠與同質或異質材料表面相接觸,靠范德華力、氫鍵、化學鍵合力作用所產生的結合。粘合劑分類:增粘劑、直接粘合劑(鍵合劑)、粘合促進劑、膠黏劑(最廣泛)、浸漬粘合劑。鈷鹽類:環烷酸鈷、硬脂酸鈷、乙酸鈷、硼酸化鈷、癸酸鈷。多用於鍍黃銅金屬與含硫黃膠料。RFL浸漬液是最典型的浸漬粘合劑。R—間苯二酚F—甲醛L—膠乳。

5. 橡膠加工助劑

橡膠加工助劑包括塑解劑、增溶劑、增塑劑、軟化劑、均勻劑、潤滑劑、分散劑、增粘劑、隔離劑、脫模劑等。

橡膠加工助劑:指在橡膠各個加工環節中起輔助加工,並排除加工過程中所遇到困難的專用助劑。

6. 特殊助劑

特殊助劑包括著色劑、發泡劑、消泡劑、增稠劑、膏化劑、濕潤劑、乳化劑、穩定劑、凝固劑、熱敏劑、抗蹼劑、防腐劑、保存劑、阻燃劑、抗靜電劑、芳香劑和防啃咬劑等。

由於橡膠制品使用過程中一些特殊要求,比如阻燃,導電,防腐等,需要添加特殊助劑來滿足特殊要求。