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技术交流

塑料改性有哪些手段?有哪些类别(经典教材)

发布时间:2018-1-22 16:13:23 浏览次数:592

一个什么是改性塑料?

在一般塑料和工程塑料的基础上,通过物理,化学,机械等方法,通过填充,混合,加固等加工方法来提高塑料的性能或增加功能,阻燃性,强度,塑料的抗冲击性改善和改善了韧性等机械性能,使塑料可以在特殊的环境条件下使用,如电,磁,光和热。

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两个塑料改性技术的应用范围

从生产原料树脂到生产各种规格和品种的改性塑料母粒;用于几乎所有塑料制品的原料和成型工艺。

塑料用于广泛的应用中,几乎所有塑料的性能都可以通过改性方法得到改善。如塑料外观,透明度,密度,精度,加工性,机械性能,化学性能,电磁性能,耐腐蚀性,耐老化性,耐磨性,硬度,热性能,阻燃性,阻隔性等。为了降低塑料制品的成本,提高性能,改善功能,塑料改性技术是必不可少的。

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塑料改性方法

物理修改:原则上,不发生化学反应,主要是物理混合过程。化学反应通常伴随着物理反应。

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化学改性:聚合物分子链通过化学方法进行嵌段共聚,接枝共聚,交联和降解,或引入新的官能团以形成具有特定功能的聚合物材料。

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塑料改性的主要技术手段

1.填写

通过在普通塑料中加入无机矿物(有机)粉末,提高塑料材料的刚性,硬度,耐热性等性能。填料有很多种,它们的特性极其复杂。

塑料填料(塑料填料)的作用:改善塑料加工性能,改善物理和化学性能,增加体积,降低成本。

塑料增量填料的特性:

(1)惰性,惰性,不与树脂和其他添加剂发生不良反应;

(2)不影响塑料的耐水性,耐化学性,耐候性,耐热性等;

(3)不降低塑料的物理性质;

(4)可以大量填写;

(5)相对密度小,对产品密度影响不大;

(6)价格相对较低。

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2.增强功能

1)措施:加入玻璃纤维和碳纤维等纤维物质。

2)效果:可显着提高材料的刚性,强度,硬度和耐热性,

3)不利影响:然而,许多材料会导致表面缺陷和韧性显着降低。

4)增强原则:

增强材料具有高强度和模量;

树脂具有许多固有的优异物理和化学性能(耐腐蚀性,绝缘性,耐辐射性,瞬态高温烧蚀性等)和加工性能;

在树脂与增强材料结合之后,增强材料可以促进树脂的机械性能或其他性能,并且树脂可以将负载结合并转移到增强材料,使得增强塑料具有优异的性能。

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3.增韧

有许多材料韧性不足,脆性太强。通过添加具有良好韧性的材料或超细无机材料,可以提高材料的韧性和低温性能。

增韧剂: 添加到树脂中的添加剂,以降低硬化后塑料的脆性并增加其冲击强度和伸长率。

常用增韧剂:

主要是马来酸酐接枝增容剂)——

乙烯 - 乙酸乙烯酯共聚物(EVA),

氯化聚乙烯(CPE),

丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS),

苯乙烯 - 丁二烯热塑性弹性(SBS),

EPDM ...

它们都是塑料,特别是工程塑料的增韧剂。

4.阻燃

在许多情况下,要求材料具有阻燃性。更常见的场合是电子设备,汽车行业也有阻燃要求,但通常较低。通过添加阻燃剂可以实现阻燃性。

大多数塑料都是易燃的。随着塑料在建筑,家具,运输,航空,航天,电器等领域的广泛应用,提高塑料的阻燃性已成为当务之急。

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阻燃剂:也称为阻燃剂,阻燃剂或阻燃剂,一种赋予易燃聚合物阻燃性的功能性添加剂;它们中的大多数是VA(磷),VIIA(溴,氯)和IIIA(在元素周期表中的锑)铝的化合物。

具有抑烟作用的钼化合物,锡化合物和铁化合物也属于阻燃剂类,并且主要适用于具有阻燃要求,延迟或防止塑料,特别是聚合物塑料燃烧的塑料。

它使点火时间增加,点燃自身并且难以点燃。

阻燃原理

1)吸热效应

任何燃烧在短时间内释放的热量都是有限的。如果火源释放的一部分热量可以在短时间内被吸收,则火焰温度将降低,辐射到燃烧表面并对气化起作用。可燃分子裂解成自由基的热量减少,燃烧反应受到一定程度的抑制。

在高温条件下,阻燃剂经历强烈的吸热反应,吸收燃烧释放的部分热量,降低可燃物质表面的温度,有效抑制可燃气体的形成,并防止燃烧扩散。 Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理是增加聚合物的热容量,以在达到热分解温度之前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。这种阻燃剂与水蒸气结合时充分发挥其吸热特性,提高了自身的阻燃能力。

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2)覆盖范围

阻燃剂加入可燃材料后,阻燃剂可在高温下形成玻璃状或稳定的泡沫涂层,隔离氧气,具有隔热,隔氧,防止可燃气体逸出的作用。向外,从而实现阻燃。目的。

例如,当加热有机阻磷阻燃剂时,它可以产生交联的固体物质或结构更稳定的碳化层。一方面碳化层的形成防止聚合物进一步热解,另一方面防止内部热分解产物进入气相参与燃烧过程。

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3)抑制链反应

根据燃烧的连锁反应理论,它是维持燃烧所需的自由基。阻燃剂作用于气相燃烧区以捕获燃烧反应中的自由基,从而防止火焰传播,降低燃烧区中的火焰密度,并最终降低燃烧反应速率直至终止。

例如,含有卤素的阻燃剂,其蒸发温度和聚合物分解温度相同或相似,当聚合物热分解时,阻燃剂也挥发。此时,含卤素的阻燃剂和热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素可以捕获燃烧反应中的自由基,从而防止火焰传播,降低火焰密度。燃烧区,最后降低燃烧反应速度直至终止。 。

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4)不燃气体窒息效应

当阻燃剂被加热时,不可燃气体被分解,并且分解可燃材料的可燃气体的浓度被稀释至低于燃烧的下限。同时,它还对燃烧区中的氧浓度具有稀释作用,防止燃烧进行并实现阻燃效果。

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塑料阻燃等级

可燃性UL94等级——是塑料材料中使用最广泛的可燃性能标准。它用于评估材料点燃后熄灭的能力。根据燃烧速度,燃烧时间,耐滴性以及珠子是否燃烧,存在各种评价方法。

塑料阻燃等级:从HB,V-2,V-1,V-0,5VB到5VA一步一步。

HB:UL94标准中最低的阻燃等级。

V-2,V-1,V-0,5VB,5VA阻燃标准

5.耐寒(风化)

一般而言,由于塑料固有的低温脆性,塑料在低温下的耐寒性使得塑料在低温下易碎,因此像汽车这样的塑料部件通常需要耐寒性。

耐候性: 它指的是由于暴露在阳光,温度变化,风和雨等外部条件下,塑料制品的褪色,变色,开裂,粉化和强度降低等一系列老化现象。

紫外线辐射是塑料老化的关键因素。

已经针对各种材料和不同的使用情况开发了各种风化方法,例如各种老化测试,模拟自然气候条件和进行测试。

涂层耐候性测试,也称为大气暴露测试,评估涂料本身对大气的耐久性。

皮革耐候性可以在模拟自然天气的防风雨测试室(或老化罐,加速老化测量仪)中测量。

6.塑料合金

通过物理共混或化学接枝或共聚合制备塑料合金,以将两种或更多种材料制备成具有高性能,功能化和专业化的新材料,以改善一种材料或两者的性能。材料属性的目的。

塑料合金广泛用于汽车,电子,精密仪器,办公设备,包装材料,建筑材料等领域。

它改善或改善现有塑料的性能并降低成本。

通用塑料合金:如PVC(聚氯乙烯),PE(聚乙烯),PP(聚丙烯),PS(聚苯乙烯)合金,应用广泛,生产技术一般掌握。

工程塑料合金:指工程塑料(树脂)的混合物,主要包括基于工程塑料的混合体系,如PC,PBT,PA,POM(聚甲醛),PPO,PTFE(聚四氟乙烯)。和ABS树脂改性材料。

PC/ABS合金的产量以每年约10%的速度增长,其增长率在塑料领域名列前茅。目前,PC/ABS合金化研究已成为聚合物合金研究的热点。

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改性塑料的主要细分

下表显示了改性塑料的主要子类别,消费者群体和市场应用。

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1.阻燃树脂

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阻燃塑料制品可以大大降低发生短路,过载,溢流等时的火灾风险。

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2.强化增韧树脂

主要分为耐候性增韧PP特种材料,玻璃纤维增​​强热塑性塑料等产品。

1)耐候和增韧PP特殊材料:耐候和增韧PP特殊材料是一种具有工程塑料性能的新型聚丙烯材料,具有良好的低温韧性,成型收缩小,刚性高,耐候性强等优点。需要耐紫外线的户外环境。其主要消费群体是家电公司和汽车零部件公司。

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2)玻璃纤维增​​强热塑性塑料:产品主要包括玻璃纤维增​​强AS/ABS,玻璃纤维增​​强PP,玻璃纤维增​​强尼龙,玻璃纤维增​​强PBT/PET,玻璃纤维增​​强PC,玻璃纤维增​​强PPE/PPS等。主要消费群体是电脑配件公司,机械配件公司,电动工具公司,照明公司。

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3.塑料合金

主要分为PC合金,PVC合金和聚酯合金。

PC合金产品特点:高冲击强度,抗蠕变性,耐热性,低吸水性,无毒,优异的介电性能。

PC合金应用:汽车仪表板,计算机和办公自动化设备,电动工具外壳,手机等。

PVC/ABS合金:它以PVC和ABS为基体,加入各种改性剂,如增韧剂,润滑剂,稳定剂和阻燃剂。

性能优势:优异的机械性能,耐候性,加工流变性,良好的表面光泽,良好的注塑和挤出,以及具有优异性价比的优异合金材料。

应用范围:它可以代替阻燃耐候ABS,PC等,用于家电外壳,电器开关,仪表外壳,照明材料,通讯网络,建筑材料等。

聚酯合金:优异的机械性能(抗疲劳性),尺寸稳定性,耐化学性,耐环境应力开裂性,

应用范围:在汽车,家用电器和电动工具领域。

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4.功能色彩大师班

主要指高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃母粒。

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色母粒——的特点可以降低生产成本并提高产品质量。

1)满足UL94,IEC-65和GB8898等电气和电子产品的阻燃要求;

2)提高HIPS树脂的韧性,加工流动性和脱模性;

3)赋予HIPS树脂的颜色。

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改性塑料的发展前景——三大变化

1.普通塑料的工程塑化

尽管新工程塑料的数量不断增加,并且应用领域不断应用,并且由于生产设备的扩大,成本也逐渐降低。然而,在当今成熟和改进的技术中,通用热塑性树脂已经不断设计并已经占据了一些传统的工程塑料应用市场。

2.高性能的工程塑料

随着国内汽车,电气,电子,通讯,机械等行业的蓬勃发展,对改性工程塑料的需求将大幅增加,各种高强度,耐热的工程塑料将得到广泛应用。

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3.特殊工程塑料的成本降低

高性能工程塑料,如聚苯硫醚(PPS),聚酰亚胺(PIM),聚醚醚酮(PEEK),聚砜(PSF)和液晶聚合物(LCP),由于其电性能和耐高温性和尺寸稳定性等特点,有些具有良好的阻燃性,放射性,耐化学性和机械性能,因此在电子,汽车,仪器仪表,家用电器,航空,涂料,石油化工和火箭等领域,航空航天等先进技术领域的应用越来越重要。


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