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在改性塑料
中的應(yīng)用

改性塑料,是指在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)填充、共混、增強(qiáng)等方法加工改性,提高了阻燃性、強(qiáng)度、抗沖擊性、韌性等方面的性能的塑料制品。改性塑料產(chǎn)品主要種類(lèi)有阻燃樹(shù)脂類(lèi)、增強(qiáng)增韌樹(shù)脂類(lèi)、塑料合金類(lèi)、功能色母類(lèi)等。


改性塑料的主要細(xì)分類(lèi)別、消費(fèi)群體及市場(chǎng)應(yīng)用情況

大類(lèi)細(xì)分消費(fèi)群體具體應(yīng)用
阻燃樹(shù)脂類(lèi)阻燃高抗沖聚苯乙烯樹(shù)脂、助燃聚丙烯樹(shù)脂、阻燃ABS樹(shù)脂等電視機(jī)制造企業(yè)、電腦制造企業(yè)、辦公電器企業(yè)、燈飾企業(yè)、電工企業(yè)、音響廠(chǎng)等制造各種產(chǎn)品的外殼、內(nèi)部零件、周邊器材等
增強(qiáng)增韌樹(shù)脂類(lèi)耐侯增韌PP專(zhuān)用料家電企業(yè),汽車(chē)零部件企業(yè)等生產(chǎn)家電及汽車(chē)產(chǎn)品內(nèi)部零件
玻纖增強(qiáng)熱塑性塑料電腦配件企業(yè)、機(jī)械零部件企業(yè)、電動(dòng)工具企業(yè)、燈具企業(yè)等制造電腦配件、機(jī)械零部件、電動(dòng)工具及燈具零部件
塑料合金類(lèi)PC合金產(chǎn)品電工企業(yè)、計(jì)算機(jī)制造企業(yè)、辦公電器企業(yè)、汽車(chē)配件廠(chǎng)等生產(chǎn)汽車(chē)儀表面板、計(jì)算機(jī)和辦公室 自動(dòng)化設(shè)備、電動(dòng)工具外殼、蜂窩電話(huà)等
PVC合金產(chǎn)品家電廠(chǎng)商、電子電器廠(chǎng)商等家電外殼、電器開(kāi)關(guān)、電表外殼、燈飾材料、通訊網(wǎng)絡(luò)、建材等
聚酯合金產(chǎn)品等汽車(chē)、家電、電動(dòng)工具等行業(yè)汽車(chē)零部件、家電零件、電動(dòng)工具零件等

功能色母類(lèi)高抗沖聚苯乙烯增韌阻燃色母料電視機(jī)制造企業(yè)、音響廠(chǎng)等制造電子、電器產(chǎn)品的外殼等

改進(jìn)技術(shù)
一、增強(qiáng)技術(shù)
纖維增強(qiáng)是塑料改性的重要方法這一,鎂鹽晶須和玻璃纖維均能有效地提高聚丙烯的綜合性能。以玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯具有較低的密度,低廉的價(jià)格以及可以循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn),正逐步取代工程塑料與金屬在汽車(chē)儀表板,汽車(chē)車(chē)身和底盤(pán)零件中的應(yīng)用:與玻璃纖維相比,鎂鹽晶須的模塑制品具有更高的精度,尺寸穩(wěn)定性和表面光潔度,適用于制備各種形狀復(fù)雜的部件,輕質(zhì)高強(qiáng)度阻燃部件和電子電器部件。作為一種改性劑,鎂鹽晶須能大幅度提高聚丙烯的強(qiáng)度,剛度,抗沖擊和阻燃性能。因此,鎂鹽晶須和玻璃纖維在聚丙烯改性中的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。


二、增韌技術(shù)
礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌是較為普遍的改性途徑之一。向聚丙烯原料中添加的礦物質(zhì)通常是碳酸鈣,滑石粉,硅灰石,玻璃微珠,云母粉等。這些礦物質(zhì)不僅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的機(jī)械性能和沖擊韌性,降低聚丙烯材料的成型收縮率以加強(qiáng)其尺寸穩(wěn)定性,并且由于礦物質(zhì)與聚丙烯基體在成本上的巨大差別,可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。礦物質(zhì)增強(qiáng)增韌聚丙烯是所有改性聚丙烯材料在家用電器中應(yīng)用較廣泛的一種。


三、填充改性
新型高填充玻纖改性塑料,它可克服常規(guī)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的缺陷。這種材料的基體是高溫?zé)崴苄运芰先缫壕Ь酆衔?,聚醚砜,聚醚酰亞胺和聚苯硫醚。在玻纖填充量在80%時(shí),改性材料但仍能操持良好的可加工性。用新材料生產(chǎn)的部件具有耐磨損和耐溫變的良好特性。這種新材料可與塑料和金屬粘合,適用于表面摸塑設(shè)備加工,潛在的應(yīng)用包括汽車(chē)和燃料系統(tǒng)部件,軸承,電子零部件,抗刮傷外殼等,這種玻璃增強(qiáng)物的輔加效益是阻燃性好,能回收利用,高度耐熱和尺寸穩(wěn)定等。


四、共混與塑料合金技術(shù)
塑料共混改性指在一種樹(shù)脂中摻入一種或多種其他樹(shù)脂(包括塑料和橡膠),從而達(dá)到改變?cè)袠?shù)脂性能的一種改性方法。氟塑料合金是采用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的超高分子量聚全氟乙丙烯(FER)為主要原料,與四氟乙烯加填料直接共混,用物理方法制造的,此材料性能超過(guò)了世界公認(rèn)的“塑料王”聚四氟乙烯。


五、阻燃技術(shù)

高聚物的阻燃技術(shù),當(dāng)前主要以添加型溴系阻燃劑為主,常用的有十溴二苯醚、八溴醚、四溴雙酚A、六溴環(huán)十二烷等,其中尤以十溴二苯使用量為較大,溴化環(huán)氧樹(shù)脂由于具有優(yōu)良的熔流速率,較高的阻燃效率,優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,又能使被阻燃材料具有良好的物理機(jī)械性能,不起霜,從而被廣泛地應(yīng)用于PBT、PET、ABS、尼龍66等工程塑料,熱塑性塑料以PC/ABS塑料合金的阻燃處理中。
阻燃劑家族中的其他品種有磷系、三嗪系、硅系、膨脹型、無(wú)機(jī)型等,這些阻燃劑在各種不同使用領(lǐng)域發(fā)揮著各自獨(dú)特的阻燃效果。在磷系阻燃劑中,有機(jī)磷系的品種大都是油液狀,在高聚物加工過(guò)程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、變壓器油、纖維素樹(shù)脂、天然和合成橡膠中使用。而無(wú)機(jī)磷系中的紅磷,是純阻燃元素,阻燃效果好,但它色澤鮮艷,因而應(yīng)用受部分限制。紅磷的應(yīng)用要注意微粒化和表面包覆,這樣使它在高聚物中有較好的分散性,與高聚物的相容高性好,不易遷移,能長(zhǎng)久保持高聚物難燃性能。


六、納米復(fù)合技術(shù)
科研人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)微粒達(dá)到納米量級(jí)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一種新奇現(xiàn)象,它的周期性邊界被破壞,從而使其聲、光、電、磁、熱力學(xué)等性能呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)材料的極大差異。根據(jù)納米材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),把不同材料在納米尺度下進(jìn)行合成與組合,可以形成各種各樣的納米復(fù)合材料,例如納米功能塑料。
一般塑料常用的種類(lèi)有PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)等幾十種,為滿(mǎn)足一些行業(yè)的特殊需求,用納米技術(shù)改變傳統(tǒng)塑料的特性,呈現(xiàn)出優(yōu)異的物理性能,強(qiáng)度高,耐熱性強(qiáng),重量更輕。隨著汽車(chē)應(yīng)用塑料數(shù)量越來(lái)越多,納米塑料很可能會(huì)普遍應(yīng)用在汽車(chē)上。這些納米功能塑料引起汽車(chē)業(yè)內(nèi)人士注意的有阻燃塑料、增強(qiáng)塑料、抗紫外線(xiàn)老化塑料、抗菌塑料等。
增強(qiáng)塑料是在塑料中填充經(jīng)表面處理的納米級(jí)無(wú)機(jī)材料蒙脫土、CaCO3、SiO2等,這些材料對(duì)聚丙烯的分子結(jié)晶有明顯的聚斂作用,可以使聚丙烯等塑料的抗拉強(qiáng)度,抗沖擊韌性和彈性模量上升,使塑料的物理性能得到明顯改善。增強(qiáng)增韌塑料可以代替金屬材料,由于它們比重小,重量輕,因此廣泛用于汽車(chē)上可以大幅度減輕汽車(chē)重量,達(dá)到節(jié)省燃料的目的。這些用納米技術(shù)改性的增強(qiáng)增韌塑料,可以用于汽車(chē)上的保險(xiǎn)杠、座椅、翼子板、頂蓬蓋、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李艙蓋等,某至還可用于變速器箱體,齒輪傳動(dòng)裝置等一些重要部件。


七、熱塑性彈性體技術(shù)
熱塑性彈性體簡(jiǎn)稱(chēng)TPE/TPR,以SEBS、SBS為基材,是一類(lèi)具有通用塑料加工性能,但產(chǎn)品有著類(lèi)似文聯(lián)橡膠性能的高分子合金材料。在多材料模塑中,熱塑性彈性體有4個(gè)基本的類(lèi)型,即苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、熱塑性硫化膠(TPV)、熱塑性聚氨酯(TPU)和共聚多酯(COPE)。
熱塑性聚氨酯彈性體是能夠運(yùn)用熱塑性工藝加工的彈性體。有聚酯和聚醚兩種類(lèi)型,聚酯型具有較高的機(jī)械性能,聚醚型比聚酯型具有較好的水解穩(wěn)定性和低溫韌性。聚氨酯橡膠具有良好的耐磨性、添加劑可以提高耐候性,尺寸穩(wěn)定性和耐熱性,減少摩擦或增加阻燃性,它們?cè)诟饔捕鹊燃?jí)產(chǎn)品中具有很廣泛的應(yīng)用,涉及汽車(chē)密封件和墊圈,穩(wěn)定桿套,醫(yī)用導(dǎo)管、起博器和人造心臟裝置、手機(jī)天線(xiàn)齒輪、滑輪、鏈輪、滑槽襯里、紡織機(jī)械部件、腳輪、墊圈、隔膜、聯(lián)軸器和減振部件。
共聚多酯彈性體具有良好的動(dòng)態(tài)性能、高模數(shù)、高伸長(zhǎng)和撕裂強(qiáng)度,還有在高溫和低溫條件下具有良好的抗撓屈疲勞性。通過(guò)組合紫外線(xiàn)穩(wěn)定劑或炭黑可以提高耐候性,耐無(wú)氧化酸性、一些脂族烴、芳烴燃料、堿性溶液、液壓流體的性能表現(xiàn)為良好甚至優(yōu)異;然而,無(wú)極性材料,如強(qiáng)無(wú)機(jī)酸和堿、氯化溶劑、苯酚類(lèi)和甲酚會(huì)使聚酯降解,共聚多酯在一般情況下比熱塑性彈性體昂貴,應(yīng)用于彈性聯(lián)軸器、隔、齒輪、波紋管墊環(huán)、保護(hù)套、密封件、運(yùn)動(dòng)鞋鞋底、電氣接頭、扣件、旋鈕和襯套中。


八、反應(yīng)接枝改性

在由一種或幾種單體組成的聚合物的主鏈上,通過(guò)一定的途徑接上由另一種單體或幾種單體組成的支鏈的共聚反應(yīng)。是高聚物改性技術(shù)中較易實(shí)現(xiàn)的一種化學(xué)方法。
馬來(lái)酸酐接枝改性聚合物一般采用雙螺桿擠出機(jī)熔融接枝法制備,其系類(lèi)品種包括聚乙烯(PE-g-MAH)、聚丙烯(PP-g-MAH)、ABS(ABS-g-MAH)、POE(POE-g-MAH)、EPDM(EPDM-g-MAH)等,其操作工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)。其中產(chǎn)品MAH接枝率在0.5~2.5%范圍內(nèi)可調(diào),其他力學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)良??蓮V泛用作各類(lèi)非極性聚合物(如PE、PP等)與極性聚合物(如PC、PET、PA等)其混改性時(shí)的相容劑等。
納米碳酸鈣是一種十分重要的無(wú)機(jī)增韌增強(qiáng)功能性填料,被廣泛地應(yīng)用在塑料、橡膠、涂料和造紙等工業(yè)領(lǐng)域,為降低納米碳酸鈣表面高勢(shì)能、調(diào)節(jié)疏水性、提高與基料之間的潤(rùn)濕性和結(jié)合力、改善材料性能,須對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性常用的碳酸鈣表面改性方法主要以脂肪酸(鹽),鈦酸酯,鋁酸酯等偶聯(lián)劑在碳酸鈣表面進(jìn)行化學(xué)改性,從而使改性碳酸鈣填充的聚合物沖擊強(qiáng)度得到較大的提高,為了提高無(wú)機(jī)填料與有機(jī)基體之間的相容性,用高分子有機(jī)物對(duì)無(wú)機(jī)填料進(jìn)行表面接枝改性是一種常用方法。Takao Nakatsuka 以磷酸鹽改性超細(xì)CaC03表面,然后與聚異丁烯酸接枝,P.Godard采用羧酸吸附和聚丁基丙烯酸接枝對(duì)CaC03表面改性,與丙稀單體混合后通過(guò)聚合制備了性能較好的PP/CaC03復(fù)合材料。


客戶(hù)案例

  • 水下切粒機(jī)主要用于改性塑料加工成型

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