助剂

助剂 图片来自内蒙古日盛可再生资源有限公司

助剂（auxiliaries；additives） 在医学中定义是生产药品和调配处方时所用的赋形剂和附加剂，即除了主要药物活性成分以外一切物料的总称，是药物制剂的重要组成成分。 在工业生产中，为改善生产过程、提高产品质量和产量，或者为赋予产品某种特有的应用性能所添加的辅助化学品。又称添加剂。但作为产品基体的重要成分，对产品形态、结构、性能产生重大影响的大剂量补加物，一般不划入助剂的范畴。

目录

使用原则

当前国际上的规定可以分为两大体系，一种是将允许使用的助剂“穷举”列出的“许可名单”，另一种是列出禁用助剂的“禁用名单”。经过多年实践之后，“禁用名单”被发现存在着一个很大的缺陷：缺少对新物质的约束力。当一种新物质出现时，因为它不在现有的“禁用名单”之列，因此可以随便应用于食品包装材料当中，法规无法管理，因此原来制定“禁用名单”的日本和韩国纷纷转向“许可名单”制度，欧美和中国都采用“许可名单”制度。2003版《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》共有65种添加剂量许可名单内。

应用范围

当前国际上的规定可以分为两大体系，一种是将允许使用的助剂“穷举”列出的“许可名单”，另一种是列出禁用助剂的“禁用名单”。经过多年实践之后，“禁用名单”被发现存在着一个很大的缺陷：缺少对新物质的约束力。当一种新物质出现时，因为它不在现有的“禁用名单”之列，因此可以随便应用于食品包装材料当中，法规无法管理，因此原来制定“禁用名单”的日本和韩国纷纷转向“许可名单”制度，欧美和中国都采用“许可名单”制度。2003版《食品容器、包装材料用助剂使用卫生标准》共有65种添加剂量许可名单内。

助剂应用范围很广，通常再冠之以作用对象名称，如聚合助剂、水处理剂、金属表面处理剂等。添加剂的选择有一些共同的考虑因素，如：①用途对添加剂的要求。添加剂的外观、气味、污染性、耐久性、电气性能、耐候性等都直接影响制品的用途。②添加剂对加工条件的适应性。③添加剂的耐久性。添加剂的损失主要通过挥发、抽出和迁移3条途径，必须根据制品的使用环境和加工条件来选择适当的品种。④添加剂与聚合物的配伍性。包括它们之间的可混性以及在稳定性方面的相互影响等问题。⑤添加剂的毒性。食品和药物包装材料、饮用水管、医疗器械等高分子材料的制品，其卫生性主要取决于所使用的添加剂。⑥添加剂之间的协同作用和相抗作用。如选配得当，则相互增效，且可减少添加剂的总用量。

功能

助剂的功能大致可以分为以下几类：

（1）改善加工性能：例如润滑剂、脱模剂、稳定剂、加工助剂、触变剂、增塑剂、PVC稳定剂等；

（2）改善力学性能：例如增塑剂、增强填充剂、增韧剂、抗击改性剂等；

（3）改善光学性能：例如颜料、染料、成核剂、荧光增白剂等；

（4）改善老化性能：例如抗氧剂、PVC稳定剂、紫外光吸收剂、杀菌剂、防霉剂等；

（5）改善表面性能：例如抗静电剂、滑爽剂、耐磨剂、防粘连剂、防雾剂等；

（6）降低成本：例如稀释剂、增溶剂、填料等；

（7）改善其他性能：例如发泡剂、助燃剂、化学交联剂、偶联剂、防啃咬剂等。

助剂有很多种，在制作助剂的过程中，制品对助剂的有以下六点要求：

（1）应与被添加的合成树脂有较好的相容性，能长期稳定，均匀的分散在树脂中；

（2）协同效应：要尽量使用相互间能促进功能发挥的塑料助剂；

（3）耐久性好：不渗析，不挥发，不迁移或被水及液体物质萃取；

（4）适合制品的使用要求；

（5）对加工条件的适应性要好；

（6）分散性好：能在加工成型的过程中容易分散均匀。

这六点可以满足大多数制品对助剂的要求。

分类

胶黏剂助剂

胶黏剂助剂品类繁多，功能各异，可按助剂的功能和作用分为合成用助剂、交联性助剂、功能性助剂、稳定性助剂、工艺用助剂5大类。

（1）合成用助剂

合成用助剂包括酚醛树脂、聚氨酯、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、糠醛树脂、不饱和聚酯树脂、氯丁橡胶、丁腈橡胶、接枝氯丁胶、SBS、SIS、SEBS、a-氰基丙烯酸酯、厌氧胶、改性丙烯酸酯快固胶、丙烯酸酯压敏胶、聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯乳液、改性淀粉等胶黏剂在合成与配制过程中所用的催化剂、引发剂、乳化剂、分散剂、阻聚剂、终止剂、氧化剂、分子量调节剂、扩链剂、中和剂、脱水剂、溶剂等。

（2）交联性助剂

交联性助剂是指带有反应性基团的化合物，能与胶黏剂中基体聚合物反应进入结构之中，形成网状或交联结构。这类助剂有加成型和潜伏性固化剂、交联剂、光引发剂、活性稀释剂、反应型阻燃剂等。

（3）功能性助剂

功能性助剂也称改性助剂，能改善胶黏剂的原有性能，并可赋予新的功能。功能助剂在胶黏剂中扮演着相当重要的角色，所占助剂的比例最大。具体包括增韧剂、增黏剂、增强剂、增塑剂、阻燃剂、偶联剂、填充剂、促进剂、软化剂、导电剂、发泡剂、着色剂、消色剂、抗静电剂、螯合剂、除味剂等。功能助剂的改进与完善作用，可使胶黏剂的品质锦上添花，将对胶黏剂性能的提升起着极其重要的作用。

（4）稳定性助剂

凡能防止胶黏剂在合成制备、储运和使用过程中的老化变质，延长使用寿命，提高储存稳定性的助剂统归稳定性助剂之类。习惯上又将稳定剂称为防老剂，包括抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等。为使胶黏剂在储存中性能稳定不变，还要加入防霉杀菌剂、防腐剂、金属离子钝化剂、防冻剂等。

（5）工艺用助剂

为了胶黏剂配制和使用的方便，又要保证预期性能，而使用的助剂称为工艺用助剂，例如稀释剂、增稠剂、消泡剂、触变剂、防焦剂、防黏剂等。

塑料型材助剂

（1）抗冲击改性剂：塑料型材生产中如不加抗冲击改性剂，塑料型材会十分脆硬，稍加冲撞，极易破碎。塑料型材生产中常用的抗冲击剂改性剂主要由以下三类：氯化聚乙烯、聚丙烯酸酯类、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）。

（2）热稳定剂：塑料异型材是热敏性塑料，因此在塑料异型材的生产加工中，热稳定剂必不可少。热稳定剂中的金属盐可吸收PVC分解出的HCL，因此可延缓塑料的分解速度并延长分解时间，塑料型材生产中最常用的为复合铅盐类，其热稳定效率高，价格低廉。

（3）加工助剂：加工助剂主要为了改善塑料成型加工性能而开发的一类改善性助剂。塑料异型材加工温度与分解温度比较接近，流动性差，易粘在设备上焦化，因此在塑料型材生产中需要加入一定量的加工助剂来克服塑料型材本身的缺陷。

（4）填充剂：填充剂是一种在组成和结构上与塑料不同的固体添加物，也称填料。对提高塑料某些物理机械性能和降低塑料成本有明显的效果和经济价值。塑料型材生产配方中加入填充剂，可使塑料型材加热后尺寸发生变化率减小，抗冲击强度提高，刚性增加，同时还降低了生产成本。

（5）光稳定剂：光稳定剂能够通过屏蔽和吸收紫外线、猝灭激发能量捕获自由基等方式抑制聚合物的光氧化降解反应，从而赋予制品良好的光稳定效果，延长它们的使用寿命。

（6）润滑剂：润滑剂的主要作用是降低聚合物与加工设备之间和聚合物内部分子之间的相互摩擦，防止了因摩擦热过大而引起的树脂降解，提高了热稳定剂的效率。

（7）防啃咬剂：防啃咬剂中所含的特殊成份可使猫、狗、鼠类等的口腔粘膜和味觉神经因受到强烈刺激而厌弃对塑料的嚼切破坏，从而起到防护的功效。

选择

助剂的品种浩繁，性能差别很大，只有用之得当，才能效果凸显。若是随心所欲，必然事与愿违。这就存在着精心合理正确选用助剂的问题。

（1）助剂须与胶黏剂协调配伍

助剂的配伍性是指与胶黏剂中聚合物相容性、分散性和它们相互之间的稳定性，否则就会析出（喷霜或迁移），或无机填料沉淀，致使助剂功能难显。因此，各种助剂必须与胶黏剂、工艺配方、制备条件协调配伍才能充分发挥应有效能。对于多数助剂而言，能够长期、均匀、稳定地存在于胶黏剂体系中是保证其持久发生效用的根本。当然也有一些助剂利用有限相容性而发挥作用的，例如，表面活性剂类添加型抗静电剂。

（2）助剂用量应适当

助剂用量要适宜，多则不行，少了也不成，应根据助剂的品种和胶黏剂的性能要求确定佳量。有的助剂量少作用大，引起性能凸现佳化；有的助剂量多成本低，带来明显经济效益。助剂的用量和添加方式十分重要，不同的胶黏剂体系用量差别很大，不同的添加方式也是保证助剂效能充分发挥的前提。

（3）助剂混合使用中的协同效应与对抗作用

一般来说，2种或2种以上不同助剂混合使用的效果高于相同配量的单一助剂，这种现象称之为“协同效应”或“增效作用”。例如抗氧剂与紫外线吸收剂配合后用于聚氨酯胶黏剂（添加量0.1%～0.5%），耐老化效果特别显著。防老剂616（CY666）与亚磷酸酯防老剂并用效果更佳。有的不同助剂相互配合之后，其效果低于单一助剂，这就是所谓的“对抗作用”或“拮抗效应”。例如受阻胺光稳定剂（HALS）因其本身高碱性，若与酸性助剂配合时，则生成一种不溶性盐，它不能再生为氮氧自由基，故其光稳定效果大为逊色，显示出对抗作用。因此，在不同助剂配合使用时，需特别注意协同效应和对抗作用，应当充分发挥协同效应，避免发生对抗作用。

（4）考虑工艺条件的适应性

胶黏剂所用的助剂必须适应合成与配制的工艺条件，应在高温下不分解、不挥发、不升华。用于热熔胶和热熔压敏胶的抗氧剂，必须有足够的耐热性，否则，助剂的效能就会丧失或削弱。

（5）重视助剂的环保性

选择助剂应以环保观念为指导，性能再好的助剂，若是环保不过关，只能弃之没商量。一定要选用无毒害、无“三致”、无过敏、无刺激、无污染的助剂。

安全环保

助剂多为危险化学品，有些易燃，有的还具爆炸性，不少助剂还有较大的毒性，必须防止火灾、避免爆炸、远离中毒，保证人身和财产的安全。充分贯彻HHSE（安全、健康和环境）观念。

胶黏剂助剂许多都有一定程度的毒害性和污染性，必须引起足够的重视，有的已被确定为致癌物质，如防老剂D、释放亚硝胺的促进剂（NOBS）、苯乙烯、苯、三氯甲烷、二溴乙烷、氯乙烯、三氯丙醇、甲醛、闪石棉、磷酸三（2，3-二溴丙基）酯阻燃剂等。有的被疑为有致癌性，如264抗氧剂（BHT）、环己胺、吊白块、油酸、二氯、乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、MOCA、间苯二胺、苯胺、溴代联苯醚类阻燃剂、丙烯酰胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基对甲苯二胺等。四氯化碳高毒，有强烈的刺激性和麻醉性。过去曾认为是无毒溶剂的正己烷，也有较大的毒性，吸入高浓度蒸气可麻醉神经，引起中毒，严重时造成麻痹，甚至瘫痪，潜伏期大约0.5～1年，自1997年以来国内已发生多起正己烷中毒瘫痪事件。一次饮用甲醇7～8g可导致失明，饮用30g以上就会死亡。甲苯二异氰酸酯、二月桂酸二正丁基锡、煤焦油、顺酐、乙二胺、五氯苯酚钠等都有较大的毒性。长期吸入石英粉、硅微粉会引起硅沉着病，1998年发现广州一些石英粉厂，工作2年的工人就得了硅沉着病。纳米二氧化硅粒子更细，可能会否患上“纳米病”。值得注意。2004年1月国外报道，研究表明，纳米颗粒可破坏环境并可在动物器官积累，纳米颗粒对肺部造成的伤害比普通有毒粉尘更加严重和怪异。

广泛使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂对健康和环境都有影响，被怀疑显示一定的雌性激素活性，可导致内分泌紊乱，1998年日本环境厅将DOP列为“可能导致内分泌紊乱的可疑物质”。另外，邻苯二甲酸酯类散发到空气中很难降解，已成为全球性污染物。分析测定已确证，江河、湖泊、水库、饮水、大气、土壤和下水污泥中。都不同程度地存在着邻苯二甲酸酯类，主要是DBP和DOP。卤代烃溶剂和氟里昂发泡剂是破坏大气臭氧层的元凶;应限量或禁止使用。含卤阻燃剂，虽然添加量少，阻燃效果好，但燃烧时会产大量烟雾和毒气，既污染环境，又危害健康。水性胶黏剂常用的防冻剂乙二醇，本身不会对生物体直接作用，但乙二醇经动物肝脏分解后负对生物体产生剧毒，可用毒性很小的丙二醇代替乙醇。乳化剂NP（壬基酚聚氧乙烯醚）已被归为“荷尔蒙干扰剂”趣又称“内分泌干扰剂”，英国已从2002年12月起全面禁止使用，对OP乳化剂的限制使用国外也将逐渐展开。

现状发展

胶黏剂也是高分子材料的一个分支，与塑料、橡胶有裙带关系，同涂料可谓姊妹关系，塑料、橡胶、纤维、涂料。胶黏剂同称为五大合成材料，因此，塑料、橡胶、涂料所用的助剂，胶黏剂基本都可用；只是因为自身的特点，而略有差异。实际上，胶黏剂助剂除了固化剂和活性稀释剂之外，也是大部分沿用了塑料、橡胶、涂料的助剂，仅在具体应用上稍有不同而已。

胶黏剂助剂的国内专业生产厂比较少，规模比较小，对助剂的改性理论和应用技术的研究比较薄弱，但新型功能助剂还是不断涌现，如阻燃性固化剂、耐高温固化剂、韧性固化剂、柔性固化剂、多功能固化剂、低温固化剂、快速固化剂、透明固化剂、水下固化剂、水性固化剂、增韧酸酐、阻燃耐热酸酐、脂环族活性稀释剂、溴化环氧树脂阻燃剂、纳米增韧剂、环保型防老剂、新型抗氧阻燃剂环状磷酸酯等。

随着新技术对胶黏剂性能要求的日益提高，促进了胶黏剂助剂的快速发展，势将进入技术创新、品种增多、性能先进、环境友好的新时代。高效化、功能化、复合化、精细化、专业化、系列化、节能化、环保化已成为现代胶黏剂助剂发展的总趋势。

高效化

高效化是指助剂的作用效果明显提高，应是助剂的一大发展方向。采用纳米技术制造助剂加量虽少，效果非凡，例如纳米二氧化硅、纳米碳酸钙可使环氧树脂既增强又增韧，且不降低耐热性。纳米SiO2/E-44为3/100（质量比）时，固化产物的拉伸强度、冲击强度分别为47.1MPa、11.8kJ/m2，与未加纳米SiO2相比，拉伸强度提高了21%，冲击强度提高了39%。若再加入纳米SiO2量5%的有机硅烷偶联剂，以MeTHPA固化后拉伸强度和冲击强度分别为50.8MPa、19.0kJ/㎡，比未加偶联剂的体系分别提高了8%和61%。比未加纳米SiO2和偶联剂等助剂分别提高了、30%和100%。硫酸钙晶须和氧化锌晶须同样可使环氧树脂胶黏剂获得良好的增强和增韧效果。纳米氢氧化镁和纳米三氧化三锑用作阻燃剂可实现减量化和高效化。

普通的助剂分子量较低，容易挥发迁移、渗出，降低了助剂的效能，而高分子量化可减少挥发性、迁移性，提高热稳定性、耐水解能力、与聚合物的相容性，而使助剂的效能得以充分发挥。受阻胺光稳定剂（HALS）高分子量化后不仅提高了热稳定性、相容性、耐迁移性、耐渗出性，而且降低了毒性，扩大了应用范围，延长了胶粘制品的使用寿命。高分子量的抗氧剂1010比低分子量1076抗氧剂的耐迁移性、耐水解能力明显改善。聚合型抗静电剂可实现永久抗静电。

功能化

功能化就是一剂多能，即一种助剂兼具几种功能，为选用和工艺都带来方便。沈阳市东南化工研究所研发和生产的T-99多功能环氧固化剂，突出的特点是几乎无味、黏度很低（30～70mPa·s）、水自透明、不会挥发、无毒环保、可室温或加热固化环氧树脂，固化物柔韧透明，断裂伸长率超过200%。具有固化、增韧、稀释、延长适用期等多种功能。以硼酸、双酚A和甲醛溶液在氢氧化钠催化下缩聚制得的硼酚醛树脂（FB树脂），用作环氧树脂的固化剂，固化物具有较高的耐热性、阻燃性、耐烧蚀性和优良的电性能。

新型抗氧阻燃剂环状磷酸酯，除有良好的阻燃性，还具抗氧性、环保性。十二烷基二苯醚二磺酸钠属多功能表面活性剂，具有乳化、分散、增溶、耐高温、耐酸碱、耐氧化等功能。河南王屋纳米科技有限责任公司生产的可分散性纳米二氧化硅，其特点是高分散、强疏水、可反应、能键合，具有增强、增韧、增硬、耐热等多种功能。

复合化

复合化的是各种助剂的共混物，目的是令助剂具有多功能性，使应用简单方便，其效果事半功倍。现代的复合技术已非初期的几种助剂简单混合，更为重视协效组分的配合，各组分之间协同机理的研究和协同组分的开发将是助剂复合化技术成功的关键。阻燃剂三氧化二锑在燃烧时会产生大量黑烟，Anzorl America公司开发的EFR2是三氧化二锑与磷化物的共混合物，可减少发烟量50%。

由高分子质量受阻胺稳定剂和具有高效热稳定性、金属离子螯合性的若干光、热稳定剂，采用耦合技术将不同结构的受阻胺稳定剂融合在一起，复合制成BW-6911新型光稳定剂。它不仅降低了迁移速率，而且发挥了不同结构受阻胺稳定剂的协同效果，更增加了耐受长期高热氧化降解的能力，性能优于通用的GW-540、GW622、GW-944。

环保化

随着环保法规日益严格和可持续发展需要，环保化将成为胶黏剂助剂发展的重中之重，应走环保创新之路，合理利用资源，绝不污染环境，对人类健康不构成威胁，不残留危害隐患。大力开发和推广使用环境友好助剂，限制使用对人体有毒有害的助剂，禁止使用有致癌性的助剂。使用的含卤阻燃剂，燃烧时释放大量的含卤气体，不仅造成环境污染，还对人体健康带来极大危害，因此，无卤阻燃的呼声越来越高，很多国家已开始立法禁止含卤阻燃剂的使用。山东海明化工有限公司生产出新型偶氮类引发剂偶氮二异丁酸二甲酯（AIBME），引发活性适中，分解平稳，聚合反应易控，完全可以替代常用的偶氮二异丁腈（AIBN）。AIBME因其不含氰基，故分解产物无毒，而AIBN分解时放出氮气和有机腈化合物，对人体危害较大。

顺应环境友好的大趋势，保护地球，功在千秋，环保型助剂应是今后国内外竞相开发的主攻方向，使用无毒无害的助剂则是明智之举。

聚合助剂

应用领域

应用领域包括薄膜、吹塑、挤出、单丝、纤维、管材、木塑、板材以及电线电缆、装修等领域。

效应

（1）减少表面缺陷，如常见的熔体破裂现象，提高产品表面光亮度和光滑度。

（2）使颜色分散更均匀，更光泽。

（3）减少加工过程中对模具的磨损，消除口模积料现象。

（4）减少挤出过程中产生的凝胶。

（5）降低加工温度、延长连续加工时间。

（6）提高产品的成型率及尺寸稳定性，降低废品率。

工作原理

当添加聚合物加工助剂的配方在挤出机塑化挤出过程中，在势位差作用下，含氟聚合物向熔体外层移动并在金属表面上附着的趋势，在金属壁与聚合物熔体间形成一层润滑层（该润滑层形成需要1-3小时，视机器大小决定）。在连续挤出过程中，这一涂覆层是处于动态平衡的，当动态平衡稳定后，挤出过程和产品质量才会达到稳定。