告訴你塑料改性配方中的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

改性塑料廠(chǎng)告訴你塑料改性配方中的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

塑料改性是通過(guò)添加助劑、填料等改變塑料性能，提高質(zhì)量的方法。同時(shí)，塑料改性也是降低塑料成本的最有效方法。塑料改性中配方主要包括：選材、復配、用量以及混合方式，四個(gè)要素相互作用、既可以是相互輔助，也可以是相互抵消，因此，設計一個(gè)高性能、易加工、低成本的配方絕非易事。

樹(shù)脂的選擇

1、樹(shù)脂的品種與牌號

所選擇的目標樹(shù)脂與需要改性的目標性能具有最接近的性能：首先是在樹(shù)脂的品種上進(jìn)行主題篩選，如：改善樹(shù)脂的韌性，優(yōu)選ABS、SBS等樹(shù)脂；透明改性，樹(shù)脂首先要考慮選擇三大透明樹(shù)脂PS、PMMA、PC。

確定目標樹(shù)脂后，選擇樹(shù)脂的牌號。具體的牌號樹(shù)脂具有更具體的性能指標，會(huì )讓目標選擇具有更確定性。選擇樹(shù)脂：優(yōu)選大品牌，通用樹(shù)脂，確保后期采購樹(shù)脂更方便。

2、樹(shù)脂的復合性

所選擇的目標樹(shù)脂與主體樹(shù)脂的復合性，即所選擇的目標樹(shù)脂與主體樹(shù)脂具備相容性，能夠形成一體，不出現相分離。目標樹(shù)脂能夠發(fā)揮出改性的性能目標。

3、樹(shù)脂的黏度以及復合樹(shù)脂的流動(dòng)性

配方中，所選擇的目標樹(shù)脂的黏度與主體樹(shù)脂在黏度上要接近。選擇的目標樹(shù)脂黏度過(guò)大，會(huì )導致復合樹(shù)脂黏度大，改性塑料廠(chǎng)需要添加改性劑，以減少黏度梯度。如：PA66增韌改性，阻燃配方中添加PA6為改性劑；PA6增韌改性，阻燃配方重加入HDPE作為改性劑。

黏度的變化會(huì )影響其流動(dòng)性變化，從而最終影響加工方式的變化，如：注塑級、擠出級、吹塑級、壓延級等。而同一樹(shù)脂影響其流動(dòng)性的主要原因在于分子量大小、分子鏈的排布如：線(xiàn)型分子、體型分子等。其中，高流動(dòng)性樹(shù)脂包括：PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等；低流動(dòng)性樹(shù)脂：PC、MPPO、PPS等；不流動(dòng)樹(shù)脂：聚四氟乙烯、UHMWPE、PPO等。

助劑的選擇

1、目的性選擇助劑

不同類(lèi)型的助劑具有不同的目標性能，所加入體系中的助劑能夠充分其預計功能，并達到目標規定指標。其中，規定指標一般為國家標準、國際標準，或客戶(hù)提出的性能要求。常見(jiàn)的目標樹(shù)脂改性的性能如下：

1）阻燃性：無(wú)機磷、有機鹵化物、有機磷化物、有機硅及氮化物等；改性塑料廠(chǎng)

2）增強：纖維和晶須兩大類(lèi)：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；PAN纖維、聚乙烯纖維、PA纖維、PC纖維、PVC纖維及聚酯纖維等；硼纖維及鋁、鈦、鈣等金屬晶須等

3）增韌：高抗沖擊樹(shù)脂，如：CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油樹(shù)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。

4）耐磨性：石墨、MoS2、二氧化硅等；

5）可降解性：淀粉填充、降解添加劑等；

2、助劑的形態(tài)對復合性能影響

同樣的助劑，其形態(tài)分布也有不同，相對于改性作用的影響也不一樣。對于粉末性助劑，關(guān)鍵的影響因素是其的粒度。

1）粒度越小，對填充材料的拉伸強度和沖擊強度越有益，如，就沖擊強度而言, 三氧化二銻的粒徑每減少1μm，沖擊強度就會(huì )增加1倍；

2）阻燃劑的粒度越小，阻燃效果就越好，如，ABS中加入4%粒度為45μm的三氧化二銻與加入1%粒度為0.03μm的三氧化二銻阻燃效果相同；

3）著(zhù)色劑的粒度越小，著(zhù)色力越高、遮蓋力越強、色澤越均勻。但，著(zhù)色劑的粒度不是越小越好，存在一個(gè)極限值，而且對不同性能的極限值不同；

4）以炭黑為例，其粒度越小，越易形成網(wǎng)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(zhù)色劑一樣，粒度也有一個(gè)極限值，粒度太小易于聚集而難于分散，效果反倒不好。

對于纖維性助劑，助劑的纖維程度越高，增強效果越好。其中，助劑的纖維化程度可用長(cháng)徑比（L/D）表示。熔融狀態(tài)比粉末狀有利于保持長(cháng)徑比，減小斷纖幾率，因而也是較好的加入方式。

3、助劑與樹(shù)脂的相容性

樹(shù)脂和助劑之間良好的相容性是保證助劑性能良好發(fā)揮的重要基礎，保證其在使用期間良好的耐久性、耐抽提、耐遷移以及耐析出。良好的相容性是基本要求，即使是阻隔性配方也要求助劑在樹(shù)脂中層狀分布。提高樹(shù)脂相容性的主要方法：

1）相容性助劑的加入，如：表面活性劑，添加量以發(fā)揮其最佳功效為佳。

2）表面處理：以相容劑或偶聯(lián)劑為表面處理劑，提高樹(shù)脂與助劑的相容性。常見(jiàn)偶聯(lián)劑包括：硅烷類(lèi)、鈦酸酯類(lèi)和鋁酸酯類(lèi)；相容劑包括：樹(shù)脂對應的馬來(lái)酸酐接枝聚合物。需經(jīng)表面處理的助劑包括：無(wú)機類(lèi)添加劑和纖維類(lèi)助劑。

4、助劑加入的量

合適的助劑添加量既是提高目標樹(shù)脂至合適性能，也是立足與經(jīng)濟基礎的成本低。對于不同的助劑添加量要求不同：1)、阻燃劑、增韌劑、磁粉、阻隔劑等，性能角度雖然添加量越多越好，但是，也要核定成本；2)、導電助劑，一般形成電路通路即可；3)、抗靜電劑，表面形成泄電荷層即可；3)、偶聯(lián)劑，形成表面包覆即可。

5、樹(shù)脂與助劑的關(guān)系

助劑的加入不能導致樹(shù)脂的本身性能變質(zhì)，如：PPS不能加入含鉛和含銅助劑，PC不能用三氧化銻，這些都可導致解聚；同時(shí)，助劑的酸堿性，應與樹(shù)脂的酸堿性要一致，否則會(huì )起兩者的反應。

6、助劑與其他組分的關(guān)系

一個(gè)配方中，為了同時(shí)兼顧多個(gè)目的，需要加入多種不同的助劑。助劑的相互作用就非常復雜，主要概況：

1）相互獨立沒(méi)有影響；

2）協(xié)同作用：配方重的多個(gè)助劑互相促進(jìn)，使總體效果高于單個(gè)助劑的平均值；

3）相互消除：兩種或兩種以上的添加劑一起加入時(shí)的效果低于其單獨加入的平均值，如：防老塑料配方中，硫醚類(lèi)輔抗氧劑與HALS類(lèi)光穩定劑不同時(shí)使用，因為硫醚類(lèi)滋生的酸性成分抑制了HALS的光穩定作用。

混合均勻

混合均勻是改性塑料廠(chǎng)塑料配方改性的基本要求，也是要求助劑在樹(shù)脂的形成均勻分布。助劑分布不均勻不僅不能提高原有樹(shù)脂的性能，還可能因為填料分布不均勻出現性能比純樹(shù)脂的性能更差。如：使用填料對材料的力學(xué)性能和加工性能，分散不均勻，不僅力學(xué)性能大幅度降低，加工性能也會(huì )受影響。提高助劑的均勻混合常用方式：

1）合理排序所加入的填料，如：偶聯(lián)處理過(guò)程中，填料先進(jìn)，升溫脫水后，再加入偶聯(lián)劑；

2）組分要分主次次序加入體系中，大批量的填料可以分成多批次加入，便于混合均勻。偶聯(lián)劑處理，一般要分三次噴入方可分散均勻，偶聯(lián)效果好。

配方的選擇

配方可加工性即改性塑料配方具有可加工性，是滿(mǎn)足成型塑料改性后兼具制品成型的保重。對于配方可加工性的主要體現：助劑耐熱性好，不發(fā)生蒸發(fā)流失、分解失活；形成的配方對設備的磨損和腐蝕小，無(wú)毒性氣體釋放，均可以作為考核的標準。

1、改性后塑料的流動(dòng)性

塑料的流動(dòng)性是影響塑料加工性能的主要方面，也是選擇采用何種塑料加工方式的重要依據。一般而言，無(wú)機填料加入都會(huì )導致流動(dòng)性能降低，需要補加流動(dòng)改性型進(jìn)行優(yōu)化。常見(jiàn)的有機助劑包括：十溴二苯醚、四溴雙酚A。

2、耐熱性

耐熱性按照兩個(gè)方面考量：

降低樹(shù)脂的加工溫度，加工溫度不超過(guò)助劑的分解溫度，確保助劑的穩定存在，體現改性性能；

加入一定量的抗氧化劑助劑，防止熱分解發(fā)生，影響樹(shù)脂的性能。一般而言，大部分有機染料分解溫度低，不適合高溫加工的工程塑料；香料的分解溫度都低，一般在150℃以下，只能用EVA等低加工溫度的樹(shù)脂為載體。

3、配方的環(huán)保性

配方的環(huán)保性包括：對人體、設備、環(huán)境以及使用者無(wú)害。人體衛生性--樹(shù)脂和所選助劑應該絕對無(wú)毒，或其含量控制在規定的范圍內。對環(huán)境污染--所選組分不能污染環(huán)境。

4、成本價(jià)格和來(lái)源

塑料改性配方追求價(jià)格越低越好，實(shí)施過(guò)程中對于助劑的使用按以下原則：

優(yōu)先使用低價(jià)格原料；

優(yōu)先使用已有的原料：無(wú)需采購、來(lái)源穩定、性能清楚；

優(yōu)先使用國內原料：價(jià)格波動(dòng)受外匯、貿易政策等影響??；

優(yōu)先使用附近原料：減少庫存所需要的花費；

優(yōu)先選用通用原料：來(lái)源廣泛、性能比較穩定。