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塑料改性的基本思路

時(shí)間:2023-09-10 22:05 閱讀:1088 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

塑料改性有其目的,每種需求目的所使用的改性方法均有不同。這里介紹幾種常遇到的改性需求及其使用的改性方法。

1、改變塑料的密度

(1)降低塑料密度

說(shuō)降低密度可能你清楚,但是換個(gè)說(shuō)法你就明白了:讓塑料變輕。降低塑料的密度方法有發(fā)泡改性、添加輕質(zhì)填料及共混輕質(zhì)樹脂三種。塑料制品的發(fā)泡成型是降低其密度的最有效方法。而添加輕質(zhì)添料和共混輕質(zhì)樹脂兩種改性方法,只能小幅度地降低密度,其降幅一般只有50%左右,最低相對(duì)密度只能達(dá)到0.5左右。塑料發(fā)泡制品的密度變化范圍很廣范,相對(duì)密度最低可達(dá)到10-3。

(2)提高塑料密度

提高塑料的密度是使原樹脂相對(duì)密度升高的一種方法,主要為添加重質(zhì)填料和共混重質(zhì)樹脂。添加重質(zhì)填料提高塑料的密度方法主要的填料有金屬粉、重質(zhì)礦物填料;共混重質(zhì)樹脂提高塑料的密度,此種方法提高幅度比較小,一般最高只能達(dá)到50%左右。主要適于一些輕質(zhì)樹脂如PE、PP、PS、EVA、PA1010及PPO等。常加入的重質(zhì)樹脂有:PTFE、FEP、PPS及POM等。

2、塑料的透明性改進(jìn)

關(guān)于塑料的透明性,在之前的文章中有所介紹,這里只簡(jiǎn)單介紹一下。改進(jìn)塑料透明性的原理是利用晶體與透明性的關(guān)系。塑料的透明性大小與其制品的結(jié)晶度大小和結(jié)晶結(jié)構(gòu)有關(guān),通過(guò)控制制品的不同形態(tài)結(jié)構(gòu),可以改善其透明性。

衡量一種材料的透明性好壞,有許多性能指標(biāo)都需要考慮。常用的指標(biāo)有:透光率、霧度、折光指數(shù)、雙折射及色散等。在上述指標(biāo)中,透光率和霧度二個(gè)指標(biāo)主要表征材料的透光性,而折光指數(shù)、雙折射及色散三個(gè)指標(biāo)主要用于表征材料的透光質(zhì)量。一種好的透明性材料,要求上述性能指標(biāo)優(yōu)異且均衡。

常用的改變晶型方法有:

①控制結(jié)晶質(zhì)量,例如晶型、球晶含量、晶體尺寸、晶體規(guī)整性的控制;

②提高折射率,主要是通過(guò)加入不影響透明性的高折射率有機(jī)物或無(wú)機(jī)物來(lái)提高;

③降低雙折射,可通過(guò)控制加工中的取向,即降低取向度而達(dá)到降低雙折射的目的。

④添加改進(jìn)塑料的透明性,是指在透明樹脂中加入小分子物質(zhì),從而改善其透明性的方法。利用這種方法可提高透光率、折射率,降低雙折射。

⑤添加成核劑,是增大透明樹脂透光率最有效的一種方法。成核劑是一種可以促進(jìn)結(jié)晶的小分子物質(zhì)。它在樹脂中可以起到晶核的作用,使原有的均相成核變成異相成核,增加結(jié)晶體系內(nèi)晶核的數(shù)目,使微晶的數(shù)量增多,球晶數(shù)目減少,從而使晶體尺寸變細(xì),樹脂的透明性提高。

⑥添加高折射率無(wú)機(jī)物

⑦添加能降低雙折射的物質(zhì)

⑧添加抗霧劑

3、塑料的硬度和柔性改進(jìn)

(1)添加改進(jìn)塑料的硬度是指在塑料中加入硬質(zhì)添加劑的一種改性方法。常用的硬度填加劑為剛性無(wú)機(jī)填料及纖維。

(2)塑料的表面硬度改進(jìn)方法是指只改善塑料制品外表的硬度,而制品內(nèi)部的硬度不變。這是一種低成本的硬度改進(jìn)方法。這種改性方法主要用于殼體、裝飾材料、光學(xué)材料及日用品等。這種改性方法主要包括涂層、鍍層及表面處理三種方法。

(3)共混與復(fù)合改進(jìn)塑料的硬度:①塑料共混改進(jìn)方法即在低硬度樹脂※※混高硬度樹脂,以提高其整體硬度。常見的共混樹脂有:PS、PMMA、ABS及MF等,需要改性的樹脂主要為PE類、PA、PTFE及PP等。②塑料復(fù)合改進(jìn)硬度的方法即在低硬度塑料制品表面上復(fù)合一層高硬度樹脂。此方法主要適合于擠出制品,如板、片、膜及管材等。常用的復(fù)合樹脂為PS、PMMA、ABS及MF等。

(4)添加增塑劑改進(jìn)塑料的柔性:增塑劑的主要作用是改善樹脂的加工性,即降低加工溫度,改善加工流動(dòng)性。但其加入到相關(guān)的樹脂中,還可以賦予制品以柔性。適用于增塑劑進(jìn)行改進(jìn)柔性的樹脂有:PVC、PVDC、CPE、SBS、PA、ABS、PVA及氯化聚醚等。

4、塑料的加工性能改進(jìn)

塑料的加工過(guò)程是由塑料原料(樹脂+添加劑)變成具有一定強(qiáng)度制品的過(guò)程。熱塑性樹脂和熱固性樹脂其加工過(guò)程中所發(fā)生的變化不同。改進(jìn)塑料的加工性能主要集中在:提高樹脂的熱分解溫度;降低樹脂的熔融溫度;改善樹脂的加工流動(dòng)性;改善樹脂的熔體特性。常用改性方法是添加改性,添加增塑劑和潤(rùn)滑劑。增塑劑可提高聚合物塑性;潤(rùn)滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的磨擦力,從面降低熔體的流動(dòng)阻力,降低熔體粘度,提高熔體的流動(dòng)性,避免熔體與設(shè)備的粘附,提高制品表面的光潔度等。

5、塑料的增強(qiáng)

塑料的增強(qiáng)一般是添加補(bǔ)強(qiáng)填料和纖維。大部分常規(guī)填料直接添加到樹脂中,會(huì)引起塑料的拉伸強(qiáng)度下降。但有些經(jīng)過(guò)表面獨(dú)步一時(shí)的或直接添加的特殊填料不但不引起拉伸強(qiáng)度的下降,反而會(huì)在一定程度上提高拉伸強(qiáng)度,我們稱這類填料為補(bǔ)強(qiáng)填料。補(bǔ)強(qiáng)填補(bǔ)的增強(qiáng)改性遠(yuǎn)不及增強(qiáng)纖維,只可用于一些強(qiáng)度要求不太高的場(chǎng)合。塑料添加纖維增強(qiáng)方法是最常用且有效的增強(qiáng)方法。增強(qiáng)用纖維類材料是塑料用最主要的增強(qiáng)材料,其用量可占整個(gè)增強(qiáng)材料的90%以上。增強(qiáng)用纖維類材料包括纖維和晶須兩大類,具體品種主要有:無(wú)機(jī)類(如玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、晶須、石英纖維、石墨纖維及陶瓷纖維等)、有機(jī)類(如PAN纖維、聚乙烯纖維、PA纖維、PC纖維、PVC纖維及聚酯纖維等)、金屬類(如硼纖維及鋁、鈦、鈣等金屬晶須等)。

6、塑料的增韌

塑料的增韌一般是共混彈性體材料,常用彈性體增韌材料有:高抗沖擊樹脂,如CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油樹脂(MPR)等;高抗沖擊橡膠,如乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈膠(NBR)、丁苯膠、天然膠、順丁膠、氯丁膠、聚異丁烯及丁二烯膠等。

7、塑料的熱學(xué)性能和阻燃性能改進(jìn)

影響塑料制品使用的熱學(xué)性能主要為耐熱溫度和耐低溫溫度。耐熱溫度主要可用熱變形溫度、馬丁耐熱溫度及維卡軟化點(diǎn)表示;而耐低溫溫度一般可用脆化溫度表示。在所有填料中,除有機(jī)填料外,大部分無(wú)機(jī)礦物填料都可明顯提高塑料的耐熱溫度。常用的耐熱填料有:碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、煅燒陶土、鋁礬土及石棉等。例如,云母的最高使用溫度可達(dá)1000攝氏度,是最有效的耐熱改性填料。另外,塑料的增強(qiáng)改變耐熱性效果比填充還要好,這主要是因?yàn)榇蟛糠掷w維的耐熱溫度十分高,熔點(diǎn)大都超過(guò)1500攝氏度。常用的耐熱纖維主要有:石棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、晶須、聚酰胺纖維及丙烯酸酯纖維等。

大多數(shù)塑料的阻燃性都不是十分好,塑料配方中需要添加阻燃劑。阻燃劑,它是一類能夠阻止塑料引燃或抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦4送猓€需要添加抑煙劑輔助。

8、塑料成本降低

降低塑料的成本一直是廠家的追求,所以會(huì)使用一些改性方法降低成本。主要的方法有添加填料、共混廉價(jià)樹脂等。當(dāng)然,希望供應(yīng)廠家能夠在降低成本同時(shí)不要忘了性能的需要。

塑料的改性無(wú)非就是以上這些內(nèi)容,具體的實(shí)際改性過(guò)程是很復(fù)雜的,一方面是成本利益限制,另一方面是客戶需求,需要多種改性方法共同實(shí)現(xiàn)。

(文章來(lái)源 快塑觀點(diǎn))


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