第六节 塑料配方组分的相互关系
大多数塑料配方中都不只含有一种添加剂，而是含有两种或两种以上添加剂，这些不同的添加剂之间往往会产生一定的相互作用，从而影响整个配方的性能发挥。配方中各种添加剂之间的相互作用有时有利于配方，而有时无助于配方，归纳起来配方中各组分的相互关系有三类，即协同作用、对抗作用和加和作用。
配方中各类助剂的关系可用数学表达式表示：SA=［｛Z/X×α+Y×（1-α）｝-1］×100。式中SA为复合效应， Z为并用时的效果，X、Y为不同助剂单独使用时的稳定效果，α为X助剂的摩尔分率。复合效应的好坏主要取决于SA值的大小。 SA＞10%时为协同作用， SA≤-10%时为对抗作用，SA在-10%～10%之间时为加合作用。SA的正值越大，说明其协同作用越强；SA的负值越小，说明其对抗作用越大。
一、协同作用
协同作用是指塑料配方中两种或两种以上的添加剂一起加入时的效果高于其单独加入的平均值。不同添加剂之间产生协同作用的原因主要是它们之间产生了物理或化学作用。
协同作用包括分子间协同和分子内协同两类。
分子内协同作用又称为自协同作用，它是一种助剂内含有多种官能团，不同官能团之间有协同作用。如分子中含卤素的磷化物，即为分子内有卤磷协同作用的阻燃剂，可单独使用。受阻胺类稳定剂是最有效的紫外光稳定剂，但同时又是极好的光稳定剂，同时具有两种功效。分子间协同又可分为同种类助剂间和不同种类助剂间协同两种，具体协同的例子有抗氧剂与光稳定剂、抗氧剂与热稳定剂、热稳定剂与润滑剂、铅类热稳定剂与发泡剂等。
分子间协同的实例很多。如低相对分子质量助剂与相对高相对分子质量助剂之间的协同作用，低相对分子质量助剂扩散容易效果迅速，而高相对分子质量助剂扩散缓慢效果持久，两者结合起来既效果迅速又持久。如主、副助剂之间并用有协同作用，如主、副阻燃剂和主、副抗氧剂等。如链终止型抗氧剂的抗氧机理是向过氧自由基施放氢原子，使其形成氢过氧化物。当两种抗氧效果不同的主辅抗氧剂并用时，主抗氧剂与过氧自由基反应，使其活性终止时，产生一个抗氧剂自由基。此时辅抗氧剂向此抗氧剂自由基提供氢原子，使主抗氧剂再生，重新发挥主抗氧剂的抗氧作用。
在抗老化的配方中，具体协同作用有：
①两种羟基邻位取代基位阻不同的酚类抗氧剂并用有协同效果；
②两种结构和活性不同的胺类抗氧剂并用；
③抗氧化性不同的胺类和酚类抗氧剂复合使用有协同效果；
④全受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂有协同作用；
⑤半受阻酚类与硫酯类抗氧剂有协同作用，主要用于户内制品中；
⑥受阻酚类抗氧剂和受阻胺类光稳定剂；
⑦受阻胺类光稳定剂与磷类抗氧剂；
⑧受阻胺类光稳定剂与紫外光吸收剂。
在阻燃配方中，协同作用的例子也很多。
①在卤素/锑系复合阻燃体系中，卤素系阻燃剂可于Sb2O3发生反应而生成SbX3，SbX3可以隔离氧气从而达到增大阻燃效果的目的。
②在卤素/磷系复合阻燃体系中，两类阻燃剂也可以发生反应而生成PX3、PX2、POX3等高密度气体，这些气体可以起到隔离氧化的作用。另外，两类阻燃剂还可分别在气相、液相中相互促进，从而提高阻燃效果。
二、对抗作用
对抗作用是指塑料配方中两种或两种以上的添加剂一起加入时的效果低于其单独加入的平均值。产生对抗作用的原理同协同作用一样，也是不同添加剂之间产生物理或化学作用的结果，不同的是其作用的结果不但没有促进各自作用的发挥，反而削弱了其应有的效果。
在抗老化塑料配方中，对抗作用的例子很多，主要有：
①HALS类光稳定剂不与硫醚类辅抗氧剂并用，原因为硫醚类滋生的酸性成分抑制了HALS的光稳定作用。
②芳胺类和受阻酚类抗氧剂一般不与炭黑类紫外光屏蔽剂并用，因为炭黑对胺类或酚类的直接氧化有催化作用抑制抗氧效果的发挥。
③常用的抗氧剂与某些含硫化物，特别是多硫化物之间，存在对抗作用。其原因也是多硫化物有助氧化作用。
④如HALS不能与酸性助剂共用，酸性助剂会与碱性的HALS发生盐化反应，导致HALS失效；在酸性助剂存在时，一般只能选用紫外光吸收剂。
在阻燃塑料配方中，也有对抗作用的例子，主要有：
①卤素系阻燃剂与有机硅类阻燃剂并用，会降低阻燃效果；
②红磷阻燃剂与有机硅类阻燃剂并用，也存在对抗作用。
三、加合作用
加合作用是指塑料配方中两种或两种以上不同添加剂一起加入的效果等于其单独加入效果的作用，一般又称叠加作用和搭配作用。
加合作用是最常见的，在增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂及抗静电剂中都有。如不同类型防老化剂并用后，可以提供不同类型的防护作用。如抗氧剂可防止热氧化降解，光稳定剂可防止光降解，防霉剂可防止生物降解等。在热稳定剂中，也常常将三碱式硫酸铅/二碱式硫酸铅并用，Ca/Zn、Cd/Zn及Ba/Zn等并用。润滑剂也常用内润滑剂和外润滑剂并用，从而发挥内部和表层的双润滑效果。在阻燃配方中，气相型阻燃剂与固相型阻燃剂并用、阻燃剂与消烟剂并用等。此外，不同类型增塑剂、抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂并用都是加合作用。