塑料改性的目标
在通用塑料和工程塑料的基礎上,通過物理、化學、機械等方式,經過填充、共混、增強等加工方法,改善塑料的性能或增加功能,對塑料的阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等機械性能得到改善和提高,使得塑料能适用在特殊的電、磁、光、熱等環境條件下。
塑料改性的應用範圍改性技術的應用範圍:
從原料樹脂的生産到多種規格及品種的改性塑料母料的生産,廣泛應用于幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程中。
如塑料的外觀、透明性、密度、精度、加工性、機械性能、化學性能、電磁性能、耐腐蝕性能、耐老化性、耐磨性、硬度、熱性能、阻燃性、阻隔性等方面。為了降低塑料制品的成本、改善性能、提高功能,都離不開塑料改性技術。
塑料改性的常用改性手段
1、填充改性
通過給普通塑料加入無機礦物(有機)粉末,改善塑料材料的剛性、硬度、耐熱性等性能。填充劑種類繁多,其特性也及其複雜。塑料填充劑的作用:提高塑料加工性能、改進物化性質、增加容積、降低成本。
對塑料添加劑的要求:1、化學性質不活潑,呈惰性,不與樹脂及其他助劑發生不良反應;2、不影響塑料的耐水性、耐化學藥品性、耐候性、耐熱性等;3、不降低塑料的物理性能;4、可以大量填充;5、相對密度小,對制品的密度影響不大;6、價格相對低廉。
2、增強改性
增強措施:通過在加入玻璃纖維、碳纖維等纖維狀物質。
增強效果:可以明顯改善材料的剛性、強度、硬度、耐熱性,
改性的不良影響:但很多材料會導緻表面不良和斷裂伸長率降低。
增強原理:
1)、增強材料具有較高的強度和模量;
2)、樹脂具有許多固有的優良物理、化學(耐腐蝕、絕緣、耐輻照、耐瞬時高溫燒蝕等)和加工性能;
3)、樹脂與增強材料複合後,增強材料可以起到增進樹脂的力學或其他性能,而樹脂對增強材料可以起到粘合和傳遞載荷的作用,使增強塑料具有優良性能。
3、增韌改性
有較多的材料韌性不夠、太脆,可以通過加入韌性較好的材料或者超細無機材料,增加材料韌性和低溫使用性能。
增韌劑:為了降低塑料硬化後的脆性,提高其沖擊強度和延伸率而加入樹脂中的一種添加劑。常用增韌劑--多為馬來酸酐接枝相容劑:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA);聚烯烴彈性體(POE);氯化聚乙烯(CPE);丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS);苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性(SBS);三元乙丙橡膠(EPDM)。
4、阻燃改性
在電子電器、汽車等很多行業要求材料有阻燃性,但很多塑料原料本身的阻燃性較低。提高阻燃性可以通過加入阻燃劑實現。
阻燃劑:又稱難燃劑,耐火劑或防火劑,賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑;它們大多是元素周期表中第ⅤA(磷)、ⅦA(溴、氯)和ⅢA(銻、鋁)族元素的化合物。具有抑煙作用的钼化合物、錫化合物和鐵化合物等亦屬阻燃劑的範疇,主要适用于有阻燃需求的塑料,延遲或防止塑料尤其是高分子類塑料的燃燒。使其點燃時間增長,點燃自熄,難以點燃。塑料阻燃等級:由HB,V-2,V-1,V-0,5VB 向5VA逐級遞增。
5、耐候改性
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,因而對于很多在低溫環境下使用的塑料制品,一般要求其具有耐寒性。
耐候性:是指塑料制品因受到陽光照射,溫度變化,風吹雨淋等外界條件的影響,而出現的褪色、變色、龜裂、粉化和強度下降等一系列老化的現象。紫外線照射是促使塑料老化的關鍵因素。
6、改性合金
塑料合金是利用物理共混或化學接枝、共聚的方法,将兩種或多種材料制備成高性能、功能化、專用化一種新材料,達到改善一種材料的性能或兼具兩種材料特性的目的。它能改善或提高現有塑料的性能并降低成本。
通用塑料合金:如PVC、PE、PP、PS合金使用廣泛,生産技術已被普遍掌握。工程塑料合金:泛指工程塑料(樹脂)的共混物,主要包括以PC、PBT、PA、POM(聚甲醛)、PPO、PTFE(聚四氟乙烯)等工程塑料為主體的共混體系,以及ABS樹脂改性材料。PC/ABS合金的産量每年都以10%左右的速度增長,其增速在塑料領域中排在前列。目前,PC/ABS合金化研究已經成為高分子合金研究熱點。
塑料改性的市場分類、消費群體及市場應用
改性塑料的主要細分類别、消費群體及市場應用情況。
01、阻燃樹脂類
阻燃塑料産品可大大減少發生短路、過載、水浸等情況時産生火災的風險。
02、增強增韌樹脂類
主要分為耐候增韌PP專用料、玻纖增強熱塑性塑料等産品:
1)、耐候增韌PP專用料:耐候增韌PP專用料是一種具有工程塑料特性的聚丙烯新材料,具有低溫韌性好、成型收縮率小、剛性高、耐候性強等優點,主要用于需耐氣候、紫外線的戶外環境。其主要消費群體有家電企業,汽車零部件企業等。
2)、 玻纖增強熱塑性塑料類:産品主要有玻纖增強AS/ABS、玻纖增強PP、玻纖增強尼龍、 玻纖增強PBT/PET、玻纖增強 PC、玻纖增強PPE/PPS等。其主要消費群體有電腦配件企業、機械零部件企業、電動工具企業、燈具企業等。
03、塑料合金類
主要分為PC合金、PVC合金以及聚酯合金等。PC合金産品特點:沖擊強度高、抗蠕變性、耐熱、吸水率低,無毒、介電性優良等特點。PC合金應用:汽車儀表面闆、計算機和辦公室自動化設備、電動工具外殼、蜂窩電話等。PVC/ABS合金:以PVC和ABS為基體,添加增韌劑、潤滑劑、穩定劑、阻燃劑等多種改性劑生産而成。
性能優勢:優異的力學性能、耐候性能、加工流變性能,制品表面光澤好,注塑、擠出效果好,是一種性價比極為優異的合金材料。應用範圍:可以替代阻燃耐候ABS、PC等,應用于家電外殼、電器開關、電表外殼、燈飾材料、通訊網絡、建材等方面。聚酯合金:具有優異的機械性能(耐疲勞)、尺寸穩定性、耐化學試劑、耐環境應力開裂的能力,應用範圍:汽車、家電、電動工具等領域。
04、功能色母類
主要是指高抗沖聚苯乙烯增韌阻燃色母料。 功能色母的特點--既能降低生産成本又能提高産品品質。
1)、滿足UL94、IEC-65和GB8898等标準對電器、電子産品的阻燃要求;
2)、改善HIPS樹脂的韌性、加工流動性和脫模性;
3)、賦予HIPS樹脂顔色。
常見的幾種助劑,表格中的助劑主要分為加工用助劑、熱力學性能助劑、功能助劑三大類,然後從具體的品種、适用的基材及作用的方面去闡述。
塑料改性的發展趨勢
改性塑料發展趨勢1、常規塑料轉變為工程塑料
常規塑料價格便宜,來源廣泛,可以進行應用的領域有限。常規塑料經過改性處理,得到工程塑料是技術不斷成熟的必然。常規塑料不斷工程化推進,已展現出占領部分傳統工程塑料的領域。
2、工程塑料高性能化、特種化
工程塑料通過不斷改性,進入高端領域,諸如:汽車、航空、軍事領域的應用。這也是未來國家戰略比武的争奪點。
3、特種工程塑料的低成本以及普及推廣應用
特種工程塑料由于其性能特殊如:電性能好、耐高溫和尺寸穩定、阻燃性能、耐放射性、耐藥性以及機械性能高等特性,但是,價格成本往往過高,應用領域有限。如何進行低成本改良,決定其是否能夠進入更廣闊的應用領域。
注明:本文來源于“今日塑價”公衆号(id:jinrisujia)
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