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至改性塑料知多少?

技术资料发布时间:2021-09-15

改性塑料知多少?

1、改性塑料的概念和发展这也将给挤出机行业提供不竭的发展动力

概念:塑料聚合物通过添加功能助剂、添加剂、填料等、或通过不同聚合物的共混,通过机械装备采取物理方法、化学方法或将不同的方法有机结合,制成符合1定要求的塑料聚合物。

改性技术:主要采取共混、填充、增韧、增强、相容、阻燃、合金化等技术,以提升树脂在阻燃性、耐老化、力学性能和电、磁、光、热等方面的特性。

在通用塑料工程化、工程塑料高性能化基础上,改性塑料的生产进程也引入了纳米技术、凝聚态物理、节能环保等前沿科学,使得塑料制品的利用广度和深度进1步增加,成为节俭石油资源、下降生产本钱、增加经济效益的有益手段,其利用覆盖了办公装备、家用电器、电子电气等传统行业和轨道交通、精密仪器、航空航天、新能源等高新技术领域。

从传统行业和高新技术的需求对照来看,传统利用领域的需求更关注产品的本钱和不同批次间的1致性,而高新技术领域则关注产品的性能是不是满足设计需要。目前,我国从事改性塑料的企业有数百家,从业人员有数万人。汽车、家用电器、灯饰照明等市场的发展使得改性塑料消费量逐年增长,平均年增长率超过15%。

2、塑料改性的热门技术及其原理

虽然改性塑料可以通过量种方法进行实现,但如今采取最多的制作工艺还是在塑料中填充或是复合压抑合金材料。制作进程中主要触及长玻纤维增强技术、共混与合金技术和纳米技术等。

1、长玻纤维增强技术

长玻纤维增强技术即在塑料中融入玻璃纤一样开始于2011年、颇具深圳特点的“孔雀计划”维,从而取得较普通金属在强度、韧性、重量、价格等方面的优势。长玻纤维增强技术主要利用于汽车发展,所取得的高性能改性塑料能够替换汽车上的1些机械零部件,从而使汽车在满足1定强度、使用性条件下取得更轻的重量和性价比。

2、共混与合金技术

共混与合金技术是指将两种或两种以上的聚合物依照1定比例混合,然后通过化学、物理等方法混合金化。通过这类技术取得的改性塑料常常在加工性能、力学性能、耐热性、阻燃性等方面有很大提升,是塑料工业中最为活跃的品种之1,广泛用于精密仪器、办公装备、包装材料、建筑材料等领域。

3、填充与纳米技术

纳米技术不但能够帮助塑料制品具有更强的韧性和力学性能,还能够赋予塑料新的性能,拓宽塑料的利用领域。比如各种纳米无机粉体材料改性塑料, 就有着出众的抗老化性。

4、可降解技术

塑料1直是环境治理中的困难。它在自然界中难以降解,因此长时间存在于土壤中。如今,环保理念深入人心,淀粉塑料、可降解塑料等绿色环保型改性塑料产品成为新热门。

3、塑料改性再生技术的主要注意点

1、再生塑料的相容性

再生塑料常见的有:PVC、PE、PP、HIPS、ABS、、AS、PMMA、PET、PBT、PC、PA6、PA66、POM、PPS、高温尼龙、EVA、TPU、TPE等,其相容性是类似相容的原则。对再生材料,关键要掌控住哪些能适当混合,哪些混合不好。以下详细介绍不同种别的再生塑料改性需注意的重点:

PE、PP类

原则要分清HDPE(低压PE),LDPE(高压PE)、LLDPE(线性)。对LDPE与LLDPE混合使用相对问题少,而二者与HDPE混合使用在生产中出现问题较多;

对像HIPS、ABS、、AS、PMMA中不能含有PE料,而对象尼龙类含有部份PE,反而有益于解决其吸水性、易钉钉子等性能;

对PP,在回收再生改性中,可以适当含有部份LDPE与LLDPE。

PVC类

在其中混有部份ABS、EVA类的反而能提高其韧性,因此在生产PVC时,可以适当含有ABS、EVA等。原则上除做PVC/ABS合金,其它材料中不能含有PVC。

ABS类

对HIPS与ABS,二者之间相容性没有问题,关键是二者混合韧性大幅降落,即便加增韧剂都比较难以提高其冲击性,除非是进行合金化即加入第3成份才能提高其韧性,所以二者1定要分清,不能混合在1起;

ABS与AS可以完全混合,关键是根据其韧性要求来调剂其比例;

ABS、AS与PMMA混合在1起可以制作高光ABS,或添加在亚克力板中使用。

PA类

PA6与PA66可以完全混合,用来改性成尼龙工程料;

对高温尼龙类要避免混入在PA6或PA66中,因高温尼龙熔点温度比较高,在PA6或PA66的加工温度中完全不能熔融。

POM类

POM原则上不能混在其它材料中,因其加工温度比较窄且易降解。对POM再生水口,可以用TPU类增韧剂提高其韧性。

2、再生塑料的合金化

对再生塑料,有部份是不能充分分开,而我们也能够利用再生塑料的性质,用这些再生料或不能分开的再生料制作塑料合金,生产出符合要求的改性料。所以要知道这些就要了解常生产的塑料合金及其常使用的相容剂。

3、再生塑料的增强

对再生塑料的增强,常提到的多是玻纤增强,对像碳纤及钢纤等再生塑料增强比较少见。对玻璃纤维增强,主要要做好以下几点:

PE/PP合金

这两个材料本身有相容性,对PE在刚性和耐热性不够的情况下,可以斟酌适当加入部份PP(以实验为条件);

对在PP改性中常常加入PE,主要是提高其增韧性,减少增韧剂POE的用量;

对再生PE、PP斟酌到本钱,可以选择再生EVA、POE及聚烯烃弹性体增韧。

PA/PE合金

PA/PE合金,此类合金便可以减少尼龙的吸水性,也能够提高增强的尼龙的柔性。这类再生料市场最多的是此类复合膜,根据尼龙含量的不同再适用方向不同,对尼龙含量低于30%的可以斟酌在PE中消耗使用,对尼龙含量超过30%的,原则上要使用在尼龙产品中比较理想。如尼龙含量在50%的再生复合膜料,在尼龙6增强30%玻纤中,添加不超20%的再生复合膜料,可以做到与新料尼龙6增强30%的物性。

ABS/PC合金

ABS/PC合金具有良好的机械强度、韧性和阻燃性,广泛用于建材、汽车和电子电器,这类是市场使用量大,再生数量比较多的种类。经常使用相2月6日容剂如ABS、AS、PS等接枝马来酸酐;丙烯酸酯共聚物等,对其增韧剂主要是MBS类与丙烯酸酯共聚物等。

PC/PBT合金

PC/PBT合金具有高强度高韧性,广泛利用于汽车、电器、体育用品等部件。对经常使用相容增韧剂可以参考PC和PBT使用的,如甲基丙烯酸甲酯接枝物、丙烯酸酯共聚物等。

ABS/PMMA合金

ABS与PMMA合金, ABS/PA合金是耐冲击、耐化学性、耐热性和活动性良好的材料,用于汽车内饰件仪表盘、电开工具、运动用具、割草机和吹雪机等工业部件。

对经常使用相容增韧可以参考ABS和尼龙使用的,如ABS-g-MAH、POE-g-MAH等。

ABS /PBT合金

ABS/PBT合金有良好的耐热性、强度和活动性,适用于汽车内外饰件、摩托车外饰件、电器外观件等。对经常使用相容增韧剂可以参考ABS和PBT使用的,如甲基丙烯酸甲酯接枝物等。

ABS/PCTA合金

ABS/PCTA(常称为低温PET)合金,其二者相容性好,可以根据合金适当斟酌增韧相容体系,很多此类合金在市场作为ABS出售。

ABS/PET合金

ABS/PET合金,此类合金关键是处理好PET的后结晶性,在斟酌其相容增韧的同时,要斟酌到其结晶性,如增韧相容体系可以斟酌甲基丙烯酸甲酯接枝物、沙林树脂等,同时斟酌到其加工性,要选择适当的成核剂及润滑剂。

HIPS/PPO合金

HIPS与PPO合金,此2者合金可以以任何比例混合,判断其PPO含量的方式可以通过测试分析,也能够通过简单的热变形温度适当判断,如30%HIPS其热变形温度大概在145度(纯的PPO大概在190度)。

要处理好玻纤与塑料的表面结合,1是添加偶联剂进行表面处理,如PP加玻纤可以添加偶联剂KH⑸50等;2是添加相容剂进行表面连接处理,如PP加玻纤可以添加PP-g-MAH(PP接枝马来酸酐)等。

根据强度要求,对强度要求高的尽可能玻纤细,如常见玻纤988A,如果不强调1般是给14μ ,而用10μ~12μ的强度就会高。不过也不是越细越好,同等条件小越细就会致使越难剪切与分散,特别是象黏度低的PP与PE更难剪切,有时会致使拉条困难。(内容参考《塑料改性技术方法与新配方新材料实用手册》王经武)

4、改性塑料目前的主要输出行业

1、环保客运主导车用改性塑料

在1辆汽车中,有多个部件需要使用改性塑料,比如保险杠、燃油箱、方向盘、内饰等。每辆汽车使用改性塑料的重量约占汽车本身重量的7%到10%,在40 公斤至90公斤之间。美国、德国、日本等发达国家的汽车改性塑料用量比例在10%到15%之间,有些乃至高达20%,如奥迪A2型汽车,塑料件总重量已达220公斤,占自重的24.6%。

足以可见,改性塑料在汽车制造领域有着巨大的市场。

在轻量化技术中,以碳纤维为增强体,结合工程塑料耐腐蚀、低比重、抗冲击、易成型、可2次使用等优点制备的碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP),因其出色的性能已广泛利用于汽车领域,它可替换传统金属材料及玻璃纤维增强材料制备的零部件,如汽车前端模块、发动机周边、车身、座椅骨架、电池托架、动力电池包壳体等。如金旸新材料开发的碳纤维增强PA系列减重效果明显,可实现10%⑵0%的减重。

除轻量化材料外,免喷涂、低气味等环保材料也开始普遍利用于汽车领域。涂料中含有大量的VOC(挥发性有机物),免喷涂材料作为可以替换传统涂装的环保材料,受政策、市场的利好,如今已经是1款热门车用材料,可利用于汽车控制面板、格栅、挡泥板、保险杠、后视镜外壳等部件,还可显现金属质感。

2、轨道交通对改性塑料的需求

我国轨道交通的发展就像中国高铁的速度1样飞速向前,高铁和动车的国产化率愈来愈高,和乘坐舒适性的提升,无疑对国产材料提出了MAX相变形时其产生扭绞并分层更高的性能要求。

在改性塑料领域,聚酰胺复合材料具有高弹性、自润滑性、耐磨性、耐冲击性、耐腐蚀性等特点,能满足轴承的性能要求,对铁路运输安全、高速、重载起到了关键作用。

国外如瑞典SKF公司在客车车辆轴承和机车牵引机电轴承上均采取25%的玻纤增强PA66复合材料制作轴承保持架。国内如金旸开发的PA6/PA66,具有高弹性、耐冲击、耐腐蚀、易加工、质轻等特点,可用于转动轴承保持架、轨距挡板、轨距块、绝缘垫片、管套等零部件。

3、国产航空材料比例逐步增加

我国航空领域曾受制于人,对进口材料比较依赖,长时间以来国内材料供应商能够生产符合航空性能要求的材料少之又少。

不过,伴随着C919、运20、歼20等国产飞机研发技术的日益成熟,国内同步展开了1系列新材料研发,愈来愈多的技术壁垒被打破,愈来愈多的国产高性能材料开始利用到航空领域。目前,我国自主研发的改性塑料具有耐高温变化、自润滑、抗震、耐化学和耐磨等特点,可用于机翼、支架、摩擦面、天线罩等多个零部件。另外,PEEK复合材料可减轻飞机重量,曾利用于空客飞机的客舱门,目前也有多家国内供应商具有此项技术。