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改性塑料各類改性新技術探讨!塑料改性企業收藏好!

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改性塑料各類改性新技術探讨!塑料改性企業收藏好!

發布日期:2018-02-26 作者:改性塑料 點擊:

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,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。 


通過改性的塑料部件不僅能夠達到一些鋼材的強度性能,還具有質輕、色彩豐富、易成型等一系列優點,因此目前“以塑代鋼”的趨勢在很多行業都顯現出來,而現階段要找出一種大規模替代塑料制品的材料幾乎是不可能的。 


改性塑料是涉及面廣、科技含量高、能創造巨大經濟效益的一個塑料産業領域。而塑料改性技術—填充、共混和增強改性更是深入幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程。從原料樹脂的生産到從多種規格及品種的改性塑料母料,為了降低塑料制品的成本,提高其功能性,離不開塑料改性技術。 


普通的塑料往往會有它自身的特性和缺陷,改性塑料就是給塑料改變一下性質,基本的技術包括: 

1、增強:用玻纖給塑料的強度改變一下。 


2、填充:給普通塑料填充一些礦物質,使塑料的性質得到改變。 


3、增韌:給普通塑料加入一些增韌劑使得這些塑料可以韌性很強,改性後的産品:鐵軌墊片。 


4、阻燃:給普通塑料樹脂裡面加阻燃劑,即可使塑料具有阻燃特性.一般阻燃劑有溴+銻系,p系,n系,還有無機阻燃體系。


5、耐寒:一般指塑料在低溫下的耐寒能力,由于塑料固有的低溫脆性,使塑料在低溫下變脆,所以像汽車裡面的塑料件,一般要求耐寒。

 

一、塑料改性技術的作用


 

改性塑料憑借優越的性價比在越來越多的下遊領域得到應用,可以說改性塑料已經成為一種消費趨勢,而這種趨勢背後隐含了如下五種因素: 

1、高性能

改性塑料不僅具備傳統塑料的優勢,如密度小、耐腐蝕等,同時物理、機械性能得到很好的改善,如高強度、高韌度、高抗沖性、耐磨抗震,此外塑料綜合性能的提高為其下遊領域的廣泛應用提供了基礎。 


2、低成本

與其他材料相比,塑料得益于生産效率高、密度低等優勢,具有更低的成本,單位體積塑料的成本僅為金屬的十分之一左右。 


3、政府政策

我國推行的“3c”強制認證制度,對目錄内産品的安全性能進行了嚴格的規定,從而推動了阻燃塑料在家用電器、it、通訊等領域的廣泛應用。 


4、消費升級

随着生活水平的提高,人們開始追求更加卓越的産品性能,要求家電等産品更加美觀、安全、耐用,從而對上遊的塑料行業提出更高的要求,要求其具有更好的加工性能、力學性能、耐用性和安全性。 


5、技術因素

目前世界上已經發現1000多種聚合物,但真正有應用價值的隻有幾十種,開發新的聚合物不僅投資巨大,而且應用前景不明朗;相反,改性技術不僅可以提高現有聚合物的性能以适應産業的需求,同時可以降低一些高價工程塑料的成本,成為發展塑料工業的有效途徑。 


改性塑料産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。 


二、改性塑料的常用改進技術 



1、增強技術 

纖維增強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。以玻璃纖維增強的聚丙烯具有較低的密度,低廉的價格以及可以循環使用等優點,目前正逐步取代工程塑料與金屬在汽車儀表闆,汽車車身和底盤零件中的應用:與玻璃纖維相比,鎂鹽晶須的模塑制品具有更高的精度,尺寸穩定性和表面光潔度,适用于制造各種形狀複雜的部件,輕質高強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用越來越受到重視。 


2、填充改性 

新型高填充玻纖改性塑料,它可克服常規玻璃纖維增強熱塑性塑料的缺陷。這種材料的基體是高溫熱塑性塑料如液晶聚合物,聚醚砜,聚醚酰亞胺和聚苯硫醚。在玻纖填充量在80%時,改性材料但仍能操持良好的可加工性。用新材料生産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,适用于表面摸塑設備加工,潛在的應用包括汽車和燃料系統部件,軸承,電子零部件,抗刮傷外殼等,這種玻璃增強物的輔加效益是阻燃性好,能回收利用,高度耐熱和尺寸穩定等。 


3、共混與塑料合金技術 

塑料共混改性指在一種樹脂中摻入一種或多種其他樹脂(包括塑料和橡膠),從而達到改變原有樹脂性能的一種改性方法。氟塑料合金是采用國内現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,此材料性能超過了世界公認的“塑料王”聚四氟乙烯。 


4、阻燃技術 

高聚物的阻燃技術,當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、六溴環十二烷等,其中尤以十溴二苯使用量為最大,溴化環氧樹脂由于具有優良的熔流速率,較高的阻燃效率,優異的熱穩定性和光穩定性,又能使被阻燃材料具有良好的物理機械性能,不起霜,從而被廣泛地應用于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、矽系、膨脹型、無機型等,這些阻燃劑在各種不同使用領域發揮着各自獨特的阻燃效果。在磷系阻燃劑中,有機磷系的品種大都是油液狀,在高聚物加工過程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、變壓器油、纖維素樹脂、天然和合成橡膠中使用。而無機磷系中的紅磷,是純阻燃元素,阻燃效果好,但它色澤鮮豔,因而應用受部分限制。紅磷的應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,能長久保持高聚物難燃性能。 


5、納米複合技術 

科研人員發現,當微粒達到納米量級時會出現一種新奇現象,它的周期性邊界被破壞,從而使其聲、光、電、磁、熱力學等性能呈現出與傳統材料的極大差異。根據納米材料的結構特點,把不同材料在納米尺度下進行合成與組合,可以形成各種各樣的納米複合材料,例如納米功能塑料。 


一般塑料常用的種類有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,為滿足一些行業的特殊需求,用納米技術改變傳統塑料的特性,呈現出優異的物理性能,強度高,耐熱性強,重量更輕。随着汽車應用塑料數量越來越多,納米塑料很可能會普遍應用在汽車上。這些納米功能塑料最引起汽車業内人士注意的有阻燃塑料、增強塑料、抗紫外線老化塑料、抗菌塑料等。 


增強塑料是在塑料中填充經表面處理的納米級無機材料蒙脫土、CaCO3、SiO2等,這些材料對聚丙烯的分子結晶有明顯的聚斂作用,可以使聚丙烯等塑料的抗拉強度,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,因此廣泛用于汽車上可以大幅度減輕汽車重量,達到節省燃料的目的。這些用納米技術改性的增強增韌塑料,可以用于汽車上的保險杠、座椅、翼子闆、頂蓬蓋、車門、發動機蓋、行李艙蓋等,某至還可用于變速器箱體,齒輪傳動裝置等一些重要部件。 


6、熱塑性彈性體技術 

熱塑性彈性體簡稱tpe/tpr,以sebs、sbs為基材,是一類具有通用塑料加工性能,但産品有着類似文聯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個基本的類型,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第一個能夠運用熱塑性工藝加工的彈性體。有聚酯和聚醚兩種類型,聚酯型具有較高的機械性能,聚醚型比聚酯型具有較好的水解穩定性和低溫韌性。聚氨酯橡膠具有良好的耐磨性、添加劑可以提高耐候性,尺寸穩定性和耐熱性,減少摩擦或增加阻燃性,它們在各硬度等級産品中具有很廣泛的應用,涉及汽車密封件和墊圈,穩定杆套,醫用導管、起博器和人造心髒裝置、手機天線齒輪、滑輪、鍊輪、滑槽襯裡、紡織機械部件、腳輪、墊圈、隔膜、聯軸器和減振部件。 


共聚多酯彈性體具有良好的動态性能、高模數、高伸長和撕裂強度,還有在高溫和低溫條件下具有良好的抗撓屈疲勞性。通過組合紫外線穩定劑或炭黑可以提高耐候性,耐無氧化酸性、一些脂族烴、芳烴燃料、堿性溶液、液壓流體的性能表現為良好甚至優異;然而,無極性材料,如強無機酸和堿、氯化溶劑、苯酚類和甲酚會使聚酯降解,共聚多酯在一般情況下比熱塑性彈性體昂貴,應用于彈性聯軸器、隔、齒輪、波紋管墊環、保護套、密封件、運動鞋鞋底、電氣接頭、扣件、旋鈕和襯套中。 


7、反應接枝改性 

在由一種或幾種單體組成的聚合物的主鍊上,通過一定的途徑接上由另一種單體或幾種單體組成的支鍊的共聚反應。是高聚物改性技術中最易實現的一種化學方法。 


馬來酸酐接枝改性聚合物一般采用雙螺杆擠出機熔融接枝法制備,其系類品種包括聚乙烯(pe-g-mah)、聚丙烯(pp-g-mah)、abs(abs-g-mah)、poe(poe-g-mah)、epdm(epdm-g-mah)等,其操作工藝簡單、生産成本低、産品質量穩定等特點。其中産品mah接枝率在0.5~2.5%範圍内可調,其他力學性能指标優良。可廣泛用作各類非極性聚合物(如pe、pp等)與極性聚合物(如pc、pet、pa等)其混改性時的相容劑等。 


納米碳酸鈣是一種十分重要的無機增韌增強功能性填料,被廣泛地應用在塑料、橡膠、塗料和造紙等工業領域,為降低納米碳酸鈣表面高勢能、調節疏水性、提高與基料之間的潤濕性和結合力、改善材料性能,須對納米碳酸鈣進行表面改性常用的碳酸鈣表面改性方法主要以脂肪酸(鹽),钛酸酯,鋁酸酯等偶聯劑在碳酸鈣表面進行化學改性,從而使改性碳酸鈣填充的聚合物沖擊強度得到較大的提高,為了提高無機填料與有機基體之間的相容性,用高分子有機物對無機填料進行表面接枝改性是一種常用方法。takaonakatsuka以磷酸鹽改性超細CaCO3表面,然後與聚異丁烯酸接枝,p.godard采用羧酸吸附和聚丁基丙烯酸接枝對CaCO3表面改性,與丙稀單體混合後通過聚合制備了性能較好的PP/CaCO3複合材料。 


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