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对比八种常见的工程塑胶原料改性技能

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对比八种常见的工程塑胶原料改性技能

发布日期:2019-06-04 作者: 点击:

    (1)纤维增强

    长纤维增强热塑性塑胶原料(UCRT)是新型轻质高强度工程结构材 料,因其重量轻、价廉、易于收回重复使用,在轿车上的使用开展很快。用天然 纤维如亚麻、剑麻增强塑胶原料制造车身零件,在轿车行业已经得到认可。一方面是 因为天然纤维是环保资料,另一方面植物纤维比玻纤轻 40%,减轻车重可下降油 耗。用亚麻增强 PP 制造车身底板,资料的拉伸强度比钢要高,刚度不低于玻纤 增强资料,制件更易于收回。用纤维增强塑胶原料制造的传动轴, 重量减轻 50%-60%,抗扭性比钢大 1.0 倍,曲折刚度大 1.5 倍。塑胶原料弹簧可显着 减轻重量。 用碳纤维增强塑胶原料(CFRP)制造的板簧为 14kg, 减轻重量 76%。 在美国、 日本、欧洲都已使用板簧、圆柱形螺旋弹簧完成了纤维增强塑胶原料化,除具有显着 的防振和降噪作用外,还到达轻量化的意图。

    (2)增韧技能

    高分子结构资料的刚度(包含强度)和耐性是彼此制约的两 项重要的功用指标。因而,增强刚度的一起增强增韧的研讨一直是高分子资料 科学的难题。中科院化学研讨所高分子共混填充增强增韧新途径,该成果在解决 高分子资料一起增强增韧的科学难题方面获得重要打破, 在国内首次成功地制备 出超高耐性聚烯烃工程塑胶原料,为大种类通用塑胶原料晋级,为工程塑胶原料以及工程塑胶原料 进一步高功用化提供了新途径。教育部超重力工程技能研讨中心研发成功国家 “863”计划项目—“纳米 CaCO3 塑胶原料增韧母料及其制备技能” 。这种母料可使 PVC 增韧改性,首要使用于 PVC 门窗异型材出产,也可使用于 PVC 管材、板材等 其他硬制品的出产。从开展趋势看,PVC 塑胶原料门窗大有全面替代钢窗和木质门窗 之势。现在国内 PVC 门窗异型材年出产能力为 100 万 t,且呈不断上升之势。选用纳米 CaCO3 塑胶原料增韧母料出产 PVC 门窗异型材,不仅能够全面进步产品功用, 并且每吨异型材成本可下降 100 多元。一起,其使用范畴还将向 PP、ABS 等塑胶原料 资料中扩展。 选用纳米 CaCO3 对 PVC 进行增韧改性是近年开展起来的非弹性体增 韧塑胶原料技能(无机刚性粒子增韧塑胶原料技能),国内尚处于研讨阶段。直接增加纳米 CaCO3 会呈现两大问题: 一是纳米粒子会在塑胶原料基体中聚结, 以至于分散不均匀, 影响增韧作用;二是因为纳米 CaCO3 颗粒细小,极易产生粉尘,影响环境。而纳米 CaCO3 塑胶原料增韧母料及其制备技能的成功研发, 有用地解决了国内外同一研讨 范畴中所面对的这两大难题。

    (3)填充改性(粉体填充)

    塑胶原料填充改性自二十世纪八十年代初投入商场 以来,因为其价格低廉、产品功用优异,并改善塑胶原料制品的某些物理特性,可替 代合成树脂,且出产工艺简略、出资较小、具有显著的经济效益和社会效益。星 期填充改性的无机粉体资料表面改性剂从硬脂酸到偶联剂,收到了必定的作用, 而偶联剂有硅烷、钛酸酯、铝酸酯、硼酸酯、磷酸酯等种类纷繁涌现。 滑石粉常用于填充聚丙烯。滑石粉具有薄片构型的片状结构特征,因而粒度较 细的滑石粉可用作聚丙烯的补强填充剂。在聚丙烯的改性系统中,加人超细滑石 粉母料不光能够显著的进步聚丙烯制品的刚性、表面硬度、耐热蠕变性、电绝缘 性、尺寸稳定性,还能够进步聚丙烯的冲击强度。在聚丙烯中增加少数的滑石粉 还能起到成核剂的作用,进步聚丙烯的结晶性,从而使聚丙烯各项机械功用得以 进步,因为进步了聚丙烯的结晶性,细化晶粒,也就进步了聚丙烯的透明性。填充20%和 40%超细滑石粉的聚丙烯复合资料,不论是在室温和高温下,都能够显 著进步聚丙烯的刚性和高温下的耐蠕变功用。对于聚乙烯吹塑薄膜来说,填充超细滑石粉母料比其他填料好,易成型、工艺性好。

    (4)共混改性

    塑胶原料共混改性是指在一种树脂中掺入一种或多种其它树脂(包 括塑胶原料和橡胶),从而到达改动原有树脂功用的一种改性方法。塑胶原料共混改性是 一种与增加改性齐头并进的常用塑胶原料改性方法。它与塑胶原料增加改性的区别在于, 增加改性是在树脂中混入小分子物质, 而塑胶原料共混改性是在树脂中混入高分子物质。因为共混改性的复合系统中都为高分子物质,因而其相容性好于增加系统, 且改性的一起,对原有树脂的其它功用影响比较小。塑胶原料的共混物也称为聚合物 合金,是一种开发新型高分子资料较有用的方法,也是对现有塑胶原料种类完成高性 能化、精细化的首要途径。几乎所有塑胶原料需要的功用都可经过共混改性而取得。 例如,PP 具有密度小、透明性好、拉伸强度高、硬度高、耐热性好等长处,但 其冲击功用差、耐应力开裂性不好,如与 HDPE 共混,即可保持 PP 原有的长处, 又可使共混物具有耐冲击、耐应力开裂及耐低温等长处。

    (5)阻燃技能

    一般来讲,高聚物阻燃技能首要分为增加型与反响型两种 方式,首要是以增加型为主。即在普通粒料中增加与之匹配的阻燃剂,在搅拌机 内充分混合,然后进入以双螺杆挤出机为主的混炼设备重新造粒,制备出阻燃改 性的"阻燃塑胶原料"。近十年来在 PP 阻燃技能上,以意大利都灵大学教授 Camino 的胀大型阻燃剂发挥了巨大的作用,这类 PN 系阻燃剂具有高效、热和光稳 定性高、低毒、低烟、低腐蚀,对加工和机械功用影响小,不会引起环境污染。 增加型阻燃剂常用的有十溴二苯醚、八溴醚、四溴双酚 A,六溴环十二烷等,其 中尤以十溴二苯醚使用量大。溴系阻燃剂的分化温度大多在 200-300℃左 右,与各种高聚物的分化温度相匹配,因而能在理想时间与气相及凝集相一起起 到阻燃作用,且增加量小、阻燃作用好。

    (6)接枝改性

    现在接枝改性塑胶原料作为大分子偶联剂、相容剂、增韧剂等, 使用非常广泛。当时常见的接枝单体是马来酸酑、GMA 和丙烯酸、GMA 和丙烯 酸,均存在聚倾向大、接枝率和接枝效率低等缺陷,并且丙烯酸的腐蚀性很强。 聚丙烯接枝改性的意图是为了进步聚丙烯与金属、极性塑胶原料、无机填料的粘结性 或增溶性。所用的接枝单体一般是丙烯酸及其酯类、马来酸酑及其酯类、马来酰亚胺类等。接枝的方法有:①溶液法,在溶剂中加入过氧化物引发剂进行共聚; ②辐射法,在高能射线下接枝;③熔融混炼法,在过氧化物存鄙人,于熔融状态 下混炼,进行接枝,常常在双螺杆挤出机中进行。接枝改性的高分子资料的功用 与接枝物的物化功用有关,也与接枝物的含量、接枝链的长度等有关,其基赋性 能与聚丙烯类似, 但与极性高分子资料、 无机资料、 橡胶等的相容性可大大进步。 接枝 PP 的结晶度和熔点随接枝物含量的进步而下降,透明性和低温热封性却随 之进步。

    (7)导电功用改性

    多年以来,有关复合型导电高分子的研讨不胜枚举, 但仍有许多问题没有得到很好的解决。如在增加导电介质进步导电性的一起,力 学功用会有所下降, 因而复合型导电高分子资料的开展首要集中鄙人降电阻率与 进步资料的综合功用两个方面。POE 是使用茂金属催化剂乙烯-辛烯或乙烯-丁烯 的共聚物,其具有分子量散布窄、共聚单体散布窄和支链较长等特点,既有优异 的耐性,又有杰出的加工性,用 POE 对聚烯烃进行共混改性,显示出比传统弹性 体更好的增韧作用。

    (8)热塑性弹性体

    热塑性弹性体(TPE)兼具热塑性塑胶原料的重复加工性和橡胶的高弹性等物理机械功用,一起又具有优异的收回再生性,作为一种全新的 高分子资料商场迅速开展。热塑性弹性体具有非常广泛的产品适应性。因为热塑 性弹性体特殊的分子结构的可调整性和可控制性,表现出多种优异功用。跟着新 型改性技能的不断呈现与资料功用的不断进步, 热塑性弹性体必将拥有愈加宽广 的商场空间。现在热塑性弹性体已开展到十几个种类,已替代部分天然橡胶、合 成橡胶和塑胶原料。其中轿车用热塑性弹性体是重要的使用范畴,占到三分之一, 其次是建筑业、医用和日用日子制品。

    

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