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塑料改性过程中助剂的选择

发布日期:2022/11/16 10:50:58 访问次数:33

塑料改性过程中助剂的选择

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、聚乙烯纤维、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:乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈胶(NBR)、丁苯胶、天然胶、顺丁胶、氯丁胶、聚异丁烯及丁二烯胶等;

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,越易形成网状导电通路,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。

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) 表面处理:以相容剂或偶联剂为表面处理剂,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。需经表面处理的助剂包括: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,但是,也要核定成本;

2) 导电助剂,一般形成电路通路即可;

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。

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