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    改性塑料知識普及

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    改性塑料知識普及

    發布日期:2016-06-14 00:00 來源:http://www.mon43.com 點擊:

    改性材料廠告訴你:改性材料是指在通用塑料和工程塑料的基礎上,經過填充、共混、增強等方法加工改性,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“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。

    可以這么說凡是塑料,都可以通過改性的方法來提高塑料質量,如密度、硬度、精度、外觀、加工性、透明性、機械性能、電磁性能、化學性能、耐腐蝕性能、耐老化性、耐磨性、熱性能、阻燃性、阻隔性及成本性等方面。而塑料改性是降低成本,提高性能最有效的方法。

    塑料改性相關知識

    改性材料廠告訴你塑料改性方法:

    1.填充改性:通過在塑料中添加一定量的填料可有效降低塑料生產成本,另外加入有特殊功能的納米粉體可以制成相應功能母料。

    2.共混改性:性質相近的兩種或兩種以上的高分子化合物按一定比例混合制成高分子共混物。

    3.共聚改性:兩種或兩種以上的單體發生聚合反應得到一種共聚物,如乙烯+丙烯=乙丙橡膠;丙烯腈+丁二烯+苯乙烯=ABS樹脂。

    降低塑料的密度:

    降低塑料的密度是指通過適當的辦法,使塑料原有的相對密度下降,以適應不同應用場合的需要。降低塑料的密度方法有發泡改性、添加輕質填料及共混輕質樹脂三種。

    1.發泡降低塑料的密度。塑料制品的發泡成型是降低其密度的最有效方法。而添加輕質添料和共混輕質樹脂兩種改性方法,只能小幅度地降低密度,其降幅一般只有50%左右,最低相對密度只能達到0.5左右。塑料發泡制品的密度變化范圍很廣范,相對密度最低可達到10-3。

    2.添加輕質填料降低塑料的密度。這種方法使密度降低幅度比較小,一般最低可下降到相對密度0.4—0.5左右。填料的相對密度大都比塑料大,比塑料相對密度小的填料品種只有如下幾種:

    (1)微珠類 a.玻璃中空微球(漂珠)相對密度為0.4—0.7,主要用于熱固性樹脂; b、 酚醛微珠 相對密度為0.1。

    (2)有機填料類 a、 軟木粉 相對密度0.5,表觀密度0.05—0.06; b、纖維粉屑、棉屑 相對密度0.2—0.3; c、果殼農作物 如稻草粉、花生粉及椰殼粉等。輕質填料的加入量一般在50%以下,以不嚴重影響其原有性能為原則。

    3、共混輕質樹脂降低塑料的密度。這種方法的降低幅度更小,一般只適合于相對密度較大的塑料選用,如氟塑料、POM、PPS、HPVC、PA66、PI及熱固性塑料等??蛇x用的輕質塑料指相對密度為1以下的幾種樹脂,如聚4-甲基戊烯-1、EPR(乙丙共聚物)、 PE類、PP類、EVA等。加入量以不影響塑料的其它性能為主中,一般為20%—40%左右。

    提高塑料的密度:

    提高塑料的密度是使原樹脂相對密度升高的一種方法,主要為添加重質填料和共混重質樹脂。

    1、添加重質填料提高塑料的密度

    (1) 金屬粉

    (2) 重質礦物填料

    2、共混重質樹脂提高塑料的密度 。此種方法提高幅度比較小,一般最高只能達到50%左右。主要適于一些輕質樹脂如PE、PP、PS、EVA、PA1010及PPO等。常加入的重質樹脂有:PTFE、FEP、PPS及POM等。

    改進塑料的透明性:

    塑料的透明性是衡量一種材料的透明性好壞,有許多性能指標都需要考慮。常用的指標有:透光率、霧度、折光指數、雙折射及色散等。在上述指標中,透光率和霧度二個指標主要表征材料的透光性,而折光指數、雙折射及色散三個指標主要用于表征材料的透光質量。一種好的透明性材料,要求上述性能指標優異且均衡。 透明性的分類 :按材料的透光率大小,可將其分為如下三類:

    透明材料——波長400nm—800nm可見光的透光率在80%以上;

    半透明材料——波長400nm—800nm可見光的透光率在50%—80%之間;

    不透明材料——波長400nm—800nm可見光的透光率在50%以下。

    按上述的分類方法,可將樹脂分成如下幾類:

    (1)透明性樹脂  主要包括:PMMA、PC、PS、PET、PES、J.D系列、CR-39、SAN(又稱AS)、TPX、HEMA及BS(又稱K樹脂)等。  其中PES為聚醚砜,J.D系列光學樹脂為PES的共聚衍生物,SAN為苯乙烯/丙烯腈共聚物,TPX為聚甲基戊烯-1,BS為25%丁二烯/75%苯乙烯共聚物,CR-39為雙烯丙基二甘醇碳酸酯聚合物,HEMA為聚甲基丙烯酸羥乙酯。

    (2)半透明樹脂  主要包括PP和PA兩種。

    (3)不透明樹脂  主要包括ABS、POM、PTFE及PF等。

    結晶性樹脂的成型品內部混雜有結晶部分和非晶部分,由于結晶時隨機性分子鏈會有規則地排列,因此樹脂體積會縮小。這種現象稱為“收縮”。

    樹脂一旦固化,其分子鏈就會固定下來,且固體成型品中的結晶部分/非晶部分的比例也似乎不再變化。然而實際情況則是,成型品遇到某種程度的高溫時,非晶部分的分子鏈有時會重新排列,從而出現結晶現象。其結果,成型品體積縮小。這種現象稱為“后收縮”。后收縮容易導致尺寸變化、凹痕、翹曲等故障。

    成型品的使用環境溫度偏高時容易導致后收縮。成型時的急冷固化有時會導致結晶不充分,從而容易引起后收縮。

    要防止后收縮,應在實際使用成型品前使之充分結晶。具體來說,要在比使用成型品時的環境溫度高20℃左右的溫度環境下靜置2~3小時。這稱為“退火處理”。如果在退火處理后已處于尺寸公差內,則通常不大會發生問題。

    2、結晶性樹脂

    樹脂材料多種多樣,“結晶性樹脂”便是其中之一。下面介紹其基本情況:

    樹脂大致分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。熱塑性樹脂是一種熱熔冷固性樹脂。熱固性樹脂則是一種樹脂其原材料在被加熱后會發生化學反應,并在固化后不再熔化的樹脂。熱塑性樹脂可進一步分為結晶性樹脂和非結晶性樹脂。

    熔融時,樹脂的分子鏈隨機混雜并運動。樹脂冷卻后,分子鏈開始整齊排列,最終結晶部分與非結晶部分混雜在一起并固化。即便是結晶性樹脂有時也不會100%結晶,其中必然混雜有非結晶部分。另一方面,結晶性樹脂則在那樣的隨機狀態下固化。

    3、ISO和ASTM物理性質的測定方法

    隨著國際標準化的推進,國內也大多用ISO規定的測量方法來作為標準。這和以前的ASTM的標準方法有多大區別呢?

    背景:世界各先進國家都有獨自的工業統一規格。比如說,日本有JIS(日本工業規格) ,美國有ANSI(美國規格協會),德國有DIN(德國規格)等等。除此之外,象美國的ASTM(美國材料實驗協會規格)的獨立團體的規格也廣泛地受到認可。這些各式各樣的規格,即使同樣的實驗項目也有很多不同的地方,隨著國際市場化的進程 的加快,它的不利點就越來越突出。為了消除這些不利點,大家都急需一個國際標準化。1995年1月WTO(世界貿易組織)就發行了TBT(關于貿易上的技術性障礙的協定),所有的都要按照ISO國際規定進行。日本的JIS(日本工業規格)也漸漸被ISO規格所取代,工程塑料也不例外。

    ASTM和ISO的區別:以拉伸實驗為例來說明ASTM和ISO的區別

    改性

    (1)共聚型聚酰亞胺的合成改性:聚酰亞胺通常是由二胺和二酐單體在一定溶劑中進行縮聚反應生成聚酰胺酸,再經熱環化或化學環化脫水得到。研究發現當體系中加入第三種單體組合成兩種二酐和一種二胺或是兩種二胺一種二酐時,制得的聚合物性能會發生改變。如果全部用全芳香族的二酐或二胺,合成材料耐熱性和強度提高;若使用脂肪族的二酐或二胺,溶解性會適當增加。

    (2)聚酰亞胺主鏈改性:主鏈改性主要是在聚酰亞胺單體上引入柔性基團、硅元素或液晶單元等。改性后的材料在加工流動性、柔韌性等性能上有所改善。

    (3)聚酰亞胺側鏈改性:引入功能性側基的方法有兩種:一種是先合成含官能團的單體,再進一步聚合成側鏈性PI;另一種是先合成已經亞胺化的且主鏈上帶有活性基團的PI,再把一些功能性基團接到PI主鏈上。由于主鏈和側鏈結構上的差異且聚集態結構不同,引入側基后,PI的加工性和溶解性可得到改善,長側鏈的力學性能要優于短側鏈的聚合物。改性材料廠告訴你:引入的功能性側基一般是有機硅氧烷側基、生色側基、含乙炔側基等。


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