改性工程塑料改性宝典——改性塑料助剂全解

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改性工程塑料改性宝典——改性塑料助剂全解

塑料改性是通过添加添加剂、填料等来改变塑料性能、提高质量的方法,同时塑料改性也是降低塑料成本最有效的方法。

塑料改性中配方设计的要素主要包括:材料选择、复配、用量和混合方法。各种要素可以相互促进或相互抵消。因此,设计高性能、易于加工、低成本的配方并不容易。改性工程塑料

01

改性是改的什么性

改性是指:在通用塑料和工程塑料的基础上,通过物理、化学、机械等方法,通过填充、共混、增强等加工方法,改善塑料的性能或增加塑料的功能,并降低塑料的电阻。阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等机械性能得到改善和提高,使塑料适合在特殊的电、磁、光、热等环境条件下使用。

02

改性技术的应用范围

从原料树脂的生产到多种规格及品种的改性塑料母料的生产,广泛应用于几乎所有的塑料制品的原材料与成型加工过程中。

如塑料的外观、透明性、密度、精度、加工性、机械性能、化学性能、电磁性能、耐腐蚀性能、耐老化性,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】、耐磨性、硬度、热性能、阻燃性、阻隔性等方面。为了降低塑料制品的成本、改善性能、提高功能,都离不开塑料改性技术。

03

树 脂 的 选 择

1、树脂的品种与牌号

选择的目标树脂与需要改性的目标性能最接近:首先筛选树脂的类型,如:提高树脂的韧性,最好是ABS、SBS等树脂;对于透明改性,树脂首先要考虑选择三大透明树脂:PS、PMMA、PC。

确定目标树脂后,选择树脂牌号。特定牌号的树脂有更具体的性能指标,这将使目标选择更加确定。选择树脂:优先选择大品牌、通用型树脂,以保证以后购买树脂更加方便。

2、树脂的复合性

所选用的目标树脂与主体树脂的复合性,即所选用的目标树脂与主体树脂相容,能形成一体而不会发生相分离。目标树脂能够达到改性后的性能目标。

3、树脂的黏度以及复合树脂的流动性

配方中所选目标树脂的粘度应与主树脂的粘度接近。如果所选目标树脂的粘度太高,复合树脂的粘度就会很高,需要添加改性剂来降低粘度梯度。例如:PA66增韧改性,在阻燃配方中添加PA6作为改性剂;PA6增韧改性,在阻燃配方中添加HDPE作为改性剂。

粘度的变化会影响流动性的变化,最终影响加工方法的变化,如注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。

影响同一树脂流动性的主要原因其中:

高流动性树脂包括:PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等;

低流动树脂:PC、MPPO等;

非流动树脂:聚四氟(略)烯、UHMWPE、PPO等

04

助 剂 的 选 择

1、目的性选择助剂

不同类型的助剂具有不同的目标性能,所加入体系中的助剂能够充分其预计功能,并达到目标规定指标。其中,规定指标一般为国家标准、国际标准,或客户提出的性能要求。常见的目标树脂改性的性能如下。

1)阻燃 性:无机磷、有机卤化物、有机磷化物、有机硅及氮化物等。

2)增强:纤维和晶须两大类。玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、晶须、石英纤维、石墨纤维及陶瓷纤维等;PAN纤维,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】、聚(略)烯纤维、PA纤维、PC纤维、PVC纤维及聚酯纤维等;硼纤维及铝、钛、钙等金属晶须等。

3)增韧:高抗冲击树脂,如CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油树脂(MPR)等;高抗冲击橡胶,如(略)(略)橡胶(EPR)、三元(略)(略)橡胶(EPDM)、(略)腈胶(NBR)、(略)苯胶、天然胶、顺(略)胶、氯(略)胶、聚异(略)烯及(略)二烯胶等。

4)耐磨性:石墨、MoS2、二氧化硅等。

5) 可降解性:淀粉填充、降解添加剂等。

2、助剂的形态对复合性能影响

同样的助剂,其形态分布也有不同,相对于改性作用的影响也不一样。对于粉末性助剂,关键的影响因素是其的粒度。

1)粒度越小,对填充材料的拉伸强度和冲击强度越有益,如,就冲击强度而言, 三氧化二锑的粒径每减少1μm,冲击强度就会增加1倍;

2)阻燃剂的粒度越小,阻燃效果就越好,如,ABS中加入4%粒度为45μm的三氧化二锑与加入1%粒度为0.03μm的三氧化二锑阻燃效果相同;

3)着色剂的粒度越小,着色力越高、遮盖力越强、色泽越均匀。但着色剂的粒度不是越小越好,存在一个极限值,而且对不同性能的极限值不同;

4)以炭黑为例,其粒度越小, (略) (略) ,达到同样的导电效果加入炭黑的量降低。但同着色剂一样,粒度也有一个极限值,粒度太小易于聚集而难于分散,效果反倒不好。

对于纤维性助剂,助剂的纤维程度越高,增强效果越好。其中,助剂的纤维化程度可用长径比(L/D)表示。熔融状态比粉末状有利于保持长径比,减小断纤几率,因而也是较好的加入方式。

3、助剂与树脂的相容性

树脂和助剂之间良好的相容性是保证助剂性能良好发挥的重要基础,保证其在使用期间良好的耐久性、耐抽提、耐迁移以及耐析出。良好的相容性是基本要求,即使是阻隔性配方也要求助剂在树脂中层状分布。提高树脂相容性的主要方法:

1)相容性助剂的加入,如表面活性剂,添加量以发挥其最佳功效为佳。

2) (略) 理。以相容剂或偶联剂 (略) 理剂,提高树脂与助剂的相容性。常见偶联剂包括硅烷类、钛酸酯类和铝酸酯类;相容剂包括树脂对应的马来酸酐接枝聚合物。需 (略) 理的助剂包括无机类添加剂和纤维类助剂。

4、助剂加入的量

合适的助剂添加量既是提高目标树脂至合适性能,也是立足与经济基础的成本低。对于不同的助剂添加量要求不同:1)阻燃剂、增韧剂、磁粉、阻隔剂等,性能角度虽然添加量越多越好,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】,但是,也要核定成本;2)导电助剂,一 (略) 通路即可;3)抗静电剂,表面形成泄电荷层即可;4)偶联剂,形成表面包覆即可。

5、树脂与助剂的关系

助剂的加入不能导致树脂的本身性能变质,如:PPS不能加入含铅和含铜助剂,PC不能用三氧化锑,这些都可导致解聚;同时,助剂的酸碱性,应与树脂的酸碱性要一致,否则会起两者的反应。

6、助剂与其他组分的关系

一个配方中,为了同时兼顾多个目的,需要加入多种不同的助剂。助剂的相互作用就非常复杂,主要概况:1)相互独立没有影响;2)协同作用:配方重的多个助剂互相促进,使总体效果高于单个助剂的平均值;3)相互消除: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,如:防老塑料配方中,硫醚类辅抗氧剂与HALS类光稳定剂不同时使用,因为硫醚类滋生的酸性成分抑制了HALS的光稳定作用。

05

混 合 均 匀

混合均匀是塑料配方改性的基本要求,也是要求助剂在树脂的形成均匀分布。助剂分布不均匀不仅不能提高原有树脂的性能,还可能因为填料分布不均匀出现性能比纯树脂的性能更差,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】。如:使用填料对材料的力学性能和加工性能,分散不均匀,不仅力学性能大幅度降低,加工性能也会受影响。

提高助剂的均匀混合常用方式:

1)合理排序所加入的填料,如: (略) 理过程中,填料先进,升温脱水后,再加入偶联剂;

2)组分要分主次次序加入体系中,大批量的填料可以分成多批次加入,便于混合均匀。 (略) 理,一般要分三次喷入方可分散均匀,偶联效果好。

06

配 方 的 选 择

配方加工性是指改性后的塑料配方具有加工性,满足成型塑料改性后制品的成型要求。

配方加工性主要表现:添加剂耐热性好,无蒸发损失、分解失活;形成的配方对设备磨损、腐蚀小,无有毒气体释放,均可作为考核标准。

1、改性后塑料的流动性

塑料的流动性是影响塑料加工性能的主要方面,也是选择采用哪种塑料加工方法的重要依据。一般来说,无机填料的添加会导致流动性能下降,需要添加流动改性剂进行优化。

2、耐热性

耐热性从两个方面考虑:

1)降低树脂的加工温度,加工温度不超过添加剂的分解温度,以保证添加剂的稳定存在,体现改性性能;

2)添加一定量的抗氧添加剂,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】,防止发生热分解而影响树脂的性能。一般来说,大多数有机染料的分解温度较低,不适合高温加工工程塑料;香料的分解温度较低,一般在150℃以下,因此只能采用EVA等加工温度较低的树脂作为载体。

3、配方的环保性

配方的环保性包括:对人体、设备、环境、使用者无害。人体卫生——树脂和所选添加剂应绝对无毒,或其含量应控制在规定范围内。环境污染——所选部件不得污染环境。

4、成本价格和来源

塑料改性配方追求价格越低越好。实施过程中添加剂的使用遵循以下原则:

1)优先使用低价原材料;

2)优先使用现有原材料:无需采购,来源稳定,性能明确;

3)优先使用国内原材料:价格波动受外汇、贸易政策等影响较小;

4)优先使用就近原材料:减少库存所需的成本;

5优先使用通用原材料:来源广泛,性能相对稳定。

(略) 派 (略) — (略) 国家高新技术企业,专业生产和供应耐高温套管、TPU耐高压管、高压树脂软管、高压软管总成、四氟管、蒸汽胶管、喷砂胶管、耐油胶管、钢丝编织胶管、喷涂管、高压清洗管、橡胶软管、高压油管、改性工程塑料、胶管 、双臂波纹管、软管接头、压力尼龙管、压力测试管、清洗管 、尼龙护套、特氟龙管、铁氟龙软管、尼龙软管、pvc管、pvc塑料管、 (略) 纹管、pe管。 公司产品广泛应用于各类工业母机、风电行业、汽车工业、工程机械、水利、冶金机械、举升机械、建筑喷涂机械、医疗设备及制冷系统以及无人机等行业或领域。 公司产品严格执行美国SAE 100R 系列标准及欧洲DIN(略)、DIN(略)、中国GB(略)等国家相关标准.引进德国精密闭环控制生产设备和英国在线检测设备,通过了CQC、UL、IATF(略)、IS(略)等认证,拥有和满足客户个性化设计、制造能力。 公司在珠海拥有(略)平米现代化工业厂房,新投资(略)元投入全闭环自动控制系统挤出机5台及辅助设备,年产值过亿,日产量超过(略)米,(略)台套配套能力,拥有全天候的服务队(略),希望能与您携手共进!

塑料改性是通过添加添加剂、填料等来改变塑料性能、提高质量的方法,同时塑料改性也是降低塑料成本最有效的方法。

塑料改性中配方设计的要素主要包括:材料选择、复配、用量和混合方法。各种要素可以相互促进或相互抵消。因此,设计高性能、易于加工、低成本的配方并不容易。改性工程塑料

01

改性是改的什么性

改性是指:在通用塑料和工程塑料的基础上,通过物理、化学、机械等方法,通过填充、共混、增强等加工方法,改善塑料的性能或增加塑料的功能,并降低塑料的电阻。阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等机械性能得到改善和提高,使塑料适合在特殊的电、磁、光、热等环境条件下使用。

02

改性技术的应用范围

从原料树脂的生产到多种规格及品种的改性塑料母料的生产,广泛应用于几乎所有的塑料制品的原材料与成型加工过程中。

如塑料的外观、透明性、密度、精度、加工性、机械性能、化学性能、电磁性能、耐腐蚀性能、耐老化性,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】、耐磨性、硬度、热性能、阻燃性、阻隔性等方面。为了降低塑料制品的成本、改善性能、提高功能,都离不开塑料改性技术。

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树 脂 的 选 择

1、树脂的品种与牌号

选择的目标树脂与需要改性的目标性能最接近:首先筛选树脂的类型,如:提高树脂的韧性,最好是ABS、SBS等树脂;对于透明改性,树脂首先要考虑选择三大透明树脂:PS、PMMA、PC。

确定目标树脂后,选择树脂牌号。特定牌号的树脂有更具体的性能指标,这将使目标选择更加确定。选择树脂:优先选择大品牌、通用型树脂,以保证以后购买树脂更加方便。

2、树脂的复合性

所选用的目标树脂与主体树脂的复合性,即所选用的目标树脂与主体树脂相容,能形成一体而不会发生相分离。目标树脂能够达到改性后的性能目标。

3、树脂的黏度以及复合树脂的流动性

配方中所选目标树脂的粘度应与主树脂的粘度接近。如果所选目标树脂的粘度太高,复合树脂的粘度就会很高,需要添加改性剂来降低粘度梯度。例如:PA66增韧改性,在阻燃配方中添加PA6作为改性剂;PA6增韧改性,在阻燃配方中添加HDPE作为改性剂。

粘度的变化会影响流动性的变化,最终影响加工方法的变化,如注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。

影响同一树脂流动性的主要原因其中:

高流动性树脂包括:PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等;

低流动树脂:PC、MPPO等;

非流动树脂:聚四氟(略)烯、UHMWPE、PPO等

04

助 剂 的 选 择

1、目的性选择助剂

不同类型的助剂具有不同的目标性能,所加入体系中的助剂能够充分其预计功能,并达到目标规定指标。其中,规定指标一般为国家标准、国际标准,或客户提出的性能要求。常见的目标树脂改性的性能如下。

1)阻燃 性:无机磷、有机卤化物、有机磷化物、有机硅及氮化物等。

2)增强:纤维和晶须两大类。玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、晶须、石英纤维、石墨纤维及陶瓷纤维等;PAN纤维,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】、聚(略)烯纤维、PA纤维、PC纤维、PVC纤维及聚酯纤维等;硼纤维及铝、钛、钙等金属晶须等。

3)增韧:高抗冲击树脂,如CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油树脂(MPR)等;高抗冲击橡胶,如(略)(略)橡胶(EPR)、三元(略)(略)橡胶(EPDM)、(略)腈胶(NBR)、(略)苯胶、天然胶、顺(略)胶、氯(略)胶、聚异(略)烯及(略)二烯胶等。

4)耐磨性:石墨、MoS2、二氧化硅等。

5) 可降解性:淀粉填充、降解添加剂等。

2、助剂的形态对复合性能影响

同样的助剂,其形态分布也有不同,相对于改性作用的影响也不一样。对于粉末性助剂,关键的影响因素是其的粒度。

1)粒度越小,对填充材料的拉伸强度和冲击强度越有益,如,就冲击强度而言, 三氧化二锑的粒径每减少1μm,冲击强度就会增加1倍;

2)阻燃剂的粒度越小,阻燃效果就越好,如,ABS中加入4%粒度为45μm的三氧化二锑与加入1%粒度为0.03μm的三氧化二锑阻燃效果相同;

3)着色剂的粒度越小,着色力越高、遮盖力越强、色泽越均匀。但着色剂的粒度不是越小越好,存在一个极限值,而且对不同性能的极限值不同;

4)以炭黑为例,其粒度越小, (略) (略) ,达到同样的导电效果加入炭黑的量降低。但同着色剂一样,粒度也有一个极限值,粒度太小易于聚集而难于分散,效果反倒不好。

对于纤维性助剂,助剂的纤维程度越高,增强效果越好。其中,助剂的纤维化程度可用长径比(L/D)表示。熔融状态比粉末状有利于保持长径比,减小断纤几率,因而也是较好的加入方式。

3、助剂与树脂的相容性

树脂和助剂之间良好的相容性是保证助剂性能良好发挥的重要基础,保证其在使用期间良好的耐久性、耐抽提、耐迁移以及耐析出。良好的相容性是基本要求,即使是阻隔性配方也要求助剂在树脂中层状分布。提高树脂相容性的主要方法:

1)相容性助剂的加入,如表面活性剂,添加量以发挥其最佳功效为佳。

2) (略) 理。以相容剂或偶联剂 (略) 理剂,提高树脂与助剂的相容性。常见偶联剂包括硅烷类、钛酸酯类和铝酸酯类;相容剂包括树脂对应的马来酸酐接枝聚合物。需 (略) 理的助剂包括无机类添加剂和纤维类助剂。

4、助剂加入的量

合适的助剂添加量既是提高目标树脂至合适性能,也是立足与经济基础的成本低。对于不同的助剂添加量要求不同:1)阻燃剂、增韧剂、磁粉、阻隔剂等,性能角度虽然添加量越多越好,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】,但是,也要核定成本;2)导电助剂,一 (略) 通路即可;3)抗静电剂,表面形成泄电荷层即可;4)偶联剂,形成表面包覆即可。

5、树脂与助剂的关系

助剂的加入不能导致树脂的本身性能变质,如:PPS不能加入含铅和含铜助剂,PC不能用三氧化锑,这些都可导致解聚;同时,助剂的酸碱性,应与树脂的酸碱性要一致,否则会起两者的反应。

6、助剂与其他组分的关系

一个配方中,为了同时兼顾多个目的,需要加入多种不同的助剂。助剂的相互作用就非常复杂,主要概况:1)相互独立没有影响;2)协同作用:配方重的多个助剂互相促进,使总体效果高于单个助剂的平均值;3)相互消除: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,如:防老塑料配方中,硫醚类辅抗氧剂与HALS类光稳定剂不同时使用,因为硫醚类滋生的酸性成分抑制了HALS的光稳定作用。

05

混 合 均 匀

混合均匀是塑料配方改性的基本要求,也是要求助剂在树脂的形成均匀分布。助剂分布不均匀不仅不能提高原有树脂的性能,还可能因为填料分布不均匀出现性能比纯树脂的性能更差,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】。如:使用填料对材料的力学性能和加工性能,分散不均匀,不仅力学性能大幅度降低,加工性能也会受影响。

提高助剂的均匀混合常用方式:

1)合理排序所加入的填料,如: (略) 理过程中,填料先进,升温脱水后,再加入偶联剂;

2)组分要分主次次序加入体系中,大批量的填料可以分成多批次加入,便于混合均匀。 (略) 理,一般要分三次喷入方可分散均匀,偶联效果好。

06

配 方 的 选 择

配方加工性是指改性后的塑料配方具有加工性,满足成型塑料改性后制品的成型要求。

配方加工性主要表现:添加剂耐热性好,无蒸发损失、分解失活;形成的配方对设备磨损、腐蚀小,无有毒气体释放,均可作为考核标准。

1、改性后塑料的流动性

塑料的流动性是影响塑料加工性能的主要方面,也是选择采用哪种塑料加工方法的重要依据。一般来说,无机填料的添加会导致流动性能下降,需要添加流动改性剂进行优化。

2、耐热性

耐热性从两个方面考虑:

1)降低树脂的加工温度,加工温度不超过添加剂的分解温度,以保证添加剂的稳定存在,体现改性性能;

2)添加一定量的抗氧添加剂,【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘改性塑料’等行业知识,海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案, (略) 搜索《 (略) 》或微信 (略) 小程序进入了解!!!】,防止发生热分解而影响树脂的性能。一般来说,大多数有机染料的分解温度较低,不适合高温加工工程塑料;香料的分解温度较低,一般在150℃以下,因此只能采用EVA等加工温度较低的树脂作为载体。

3、配方的环保性

配方的环保性包括:对人体、设备、环境、使用者无害。人体卫生——树脂和所选添加剂应绝对无毒,或其含量应控制在规定范围内。环境污染——所选部件不得污染环境。

4、成本价格和来源

塑料改性配方追求价格越低越好。实施过程中添加剂的使用遵循以下原则:

1)优先使用低价原材料;

2)优先使用现有原材料:无需采购,来源稳定,性能明确;

3)优先使用国内原材料:价格波动受外汇、贸易政策等影响较小;

4)优先使用就近原材料:减少库存所需的成本;

5优先使用通用原材料:来源广泛,性能相对稳定。

(略) 派 (略) — (略) 国家高新技术企业,专业生产和供应耐高温套管、TPU耐高压管、高压树脂软管、高压软管总成、四氟管、蒸汽胶管、喷砂胶管、耐油胶管、钢丝编织胶管、喷涂管、高压清洗管、橡胶软管、高压油管、改性工程塑料、胶管 、双臂波纹管、软管接头、压力尼龙管、压力测试管、清洗管 、尼龙护套、特氟龙管、铁氟龙软管、尼龙软管、pvc管、pvc塑料管、 (略) 纹管、pe管。 公司产品广泛应用于各类工业母机、风电行业、汽车工业、工程机械、水利、冶金机械、举升机械、建筑喷涂机械、医疗设备及制冷系统以及无人机等行业或领域。 公司产品严格执行美国SAE 100R 系列标准及欧洲DIN(略)、DIN(略)、中国GB(略)等国家相关标准.引进德国精密闭环控制生产设备和英国在线检测设备,通过了CQC、UL、IATF(略)、IS(略)等认证,拥有和满足客户个性化设计、制造能力。 公司在珠海拥有(略)平米现代化工业厂房,新投资(略)元投入全闭环自动控制系统挤出机5台及辅助设备,年产值过亿,日产量超过(略)米,(略)台套配套能力,拥有全天候的服务队(略),希望能与您携手共进!

    
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