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【藍亞講堂】FOUR:塑料和助劑的多種匹配方式。
發布時間:2018-04-11     閱讀:187

改性塑料,是指在通用塑料和工程塑料的基礎上,經過填充、共混、增強等方法加工改性,提高了阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等方面的性能的塑料制品。

改性塑料產品主要種類有阻燃樹脂類、增強增韌樹脂類、塑料合金類、功能色母類等。


塑料助劑又叫塑料添加劑,是聚合物(合成樹脂)進行成型加工時為改善其加工性能或為改善樹脂本身性能所不足而必須添加的一些化合物。例如,為了降低聚氯乙烯樹脂的成型溫度,使制品柔軟而添加的增塑劑;又如為了制備質量輕、抗振、隔熱、隔音的泡沫塑料而要添加發泡劑;有些塑料的熱分解溫度與成型加工溫度非常接近,不加入熱穩定劑就無法成型。因而,塑料助劑在塑料成型加工中占有特別重要的地位。


塑料配方設計表面看起來很簡單,但其實包含了很多內在的聯系,為了設計出高性能、易加工、低價格的配方,選擇助劑時需要考慮的因素很多,現提出以下幾個方面的因素供參考:



按要達到的目的選擇合適的助劑品種,所加入助劑應能充分發揮其預計功效,并達到規定指標。規定指標一般為產品的國家標準、國際標準,或客戶提出的性能要求。


助劑的具體選擇范圍如下:

◆ 增韌——選彈性體、熱塑性彈性體和剛性增韌材料;

◆ 增強——選玻璃纖維、碳纖維、晶須和有機纖維;

◆ 阻燃——溴類(普通溴系和環保溴系)、磷類、氮類、氮/磷復合類膨脹型阻燃劑、三氧化二銻、水合金屬氫氧化物;

▲ 抗靜電——各類抗靜電劑;

▲ 導電——碳類(炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管)、金屬纖維和金屬粉、金屬氧化物;

▲ 磁性——鐵氧體磁粉、稀土磁粉包括釤鈷類(SmCo5或Sm2Co17)、釹鐵硼類(NdFeB)、釤鐵氮類(SmFeN)、鋁鎳;

★ 導熱——金屬纖維和金屬粉末、金屬氧化物、氮化物和碳化物;碳類材料如炭黑、碳纖維、石墨和碳納米管;半導體材料如硅、硼; 

★ 耐熱——玻璃纖維、無機填料、耐熱劑如取代馬來酰亞胺類和β晶型成核劑;


★ 透明——成核劑,對PP而言α晶型成核劑的山梨醇系列Millad 3988效果最好;

● 耐磨——石墨、二硫化鉬、銅粉等鈷類磁粉三大類

● 絕緣——煅燒高嶺土;

● 阻隔——云母、蒙脫土、石英等。




 紅磷阻燃劑對PA、PBT、PET有效;

 氮系阻燃劑對含氧類有效,如PA、PBT、PET等;

 成核劑對共聚聚丙烯效果好;

 玻璃纖維耐熱改性對結晶性塑料效果好,對非晶型塑料效果差;

 炭黑填充導電塑料,在結晶性樹脂中效果好。




同一種成分的助劑,其形態不同,對改性作用的發揮影響很大。


(1) 助劑的形狀

 纖維狀助劑的增強效果好(助劑的纖維化程度可用長徑比表示,L/D越大、增強效果越好,這就是為什么我們加玻璃纖維要從排氣孔加入);

 熔融狀態比粉末狀有利于保持長徑比,減小斷纖幾率

 圓球狀助劑的增韌效果好、光亮度高


硫酸鋇為典型的圓球狀助劑,因此高光澤PP的填充選用硫酸鋇,小幅度剛性增韌。


 (2) 助劑的粒度

①助劑粒度對力學性能的影響:

粒度越小,對填充材料的拉伸強度和沖擊強度越有益。


②助劑粒度對阻燃性能的影響:

阻燃劑的粒度越小,阻燃效果就越好。例如水合金屬氧化物和三氧化二銻的粒度越小,達到同等阻燃效果的加入量就越少。


③助劑粒度對配色的影響:

著色劑的粒度越小,著色力越高、遮蓋力越強、色澤越均勻。


④助劑粒度對導電性能的影響:

以炭黑為例,其粒度越小,越易形成網狀導電通路,達到同樣的導電效果加入炭黑的量降低。但同著色劑一樣,粒度也有一個極限值,粒度太小易于聚集而難于分散,效果反倒不好。


(3) 助劑的表面處理

所有無機類添加劑的表面經過處理后,改性效果都會提高。尤其以填料最為明顯,其它還有玻璃纖維、無機阻燃劑等。


表面處理以偶聯劑和相容劑為主,偶聯劑具體如硅烷類、鈦酸酯類和鋁酸酯類,相容劑為樹脂對應的馬來酸酐接枝聚合物。


常用塑料添加劑代號、名稱對照


縮寫或代號

中文名稱

AO-

抗氧劑

ATBC

乙酰檸檬酸三丁酯

ATEC

乙酰檸檬酸三乙酯

BAD

雙水楊酸雙酚A酯

BaSt

硬脂酸鋇

CaSt

硬脂酸鈣

CdSt

硬脂酸鎘

DBP

鄰苯二甲酸二丁酯

DBIL

二月桂酸二丁基錫

DIDP

鄰苯二甲酸二異癸酯

DOA

己二酸二辛酸

DOP

鄰苯二甲酯二辛酯

DOS

癸二酸二辛酯

DOZ

壬二酸二辛酯

ESO

環氧大豆油

GMS

甘油單硬脂酯脂

HST

硬脂酸

MgSt

硬脂酸鎂

TOP

亞磷酸三辛酯

TOTM

偏苯三酸三辛酯

UVUVA

紫外線吸收劑

ZnSt

硬脂酯鋅


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