收藏!尼龙改性塑料配方中的四个重要点

网站编辑:平湖市上化塑业有限公司 │ 发布时间:2021-06-28 

尼龙改性塑料是通过添加添加剂、填料等来改变塑料的性能来提高塑料质量的方法。同时,塑料改性也是降低塑料成本最有效的方法。塑料改性中的配方主要包括:材料选择、配比、用量和混合方法。塑料改性过程虽然运作,但其背后的机制值得我们研究和讨论。这四个要素相互影响,可以相互补充,也可以相互抵消。因此,设计一种高性能、易于加工且成本低的配方绝非易事。

尼龙改性塑料

树脂的选择

1.树脂的种类和牌号

选择的目标树脂与需要改性的目标性能最接近:首先是对树脂品种进行专题筛选,如:提高韧性树脂,优选ABS、SBS等树脂;对于透明改性,首选三种透明树脂PS、PMMA、PC。

确定目标树脂后,选择树脂牌号。特定牌号的树脂具有更具体的性能指标,这将使目标选择更加确定。选择树脂:选择大品牌和通用树脂,确保以后购买树脂更方便。

2.树脂的复合性能

选定的目标树脂与主体树脂的复合性能,即选定的目标树脂与主体树脂相溶,可一体化,不发生相分离。目标树脂可以达到改性后的性能目标。

3.树脂的粘度和复合树脂的流动性

在配方中,所选目标树脂的粘度应接近主树脂的粘度。如果选择的目标树脂粘度过大,复合树脂的粘度就会很高,需要加入改性剂来降低粘度梯度。例如:PA66经过增韧改性,在阻燃配方中加入PA6作为改性剂; PA6经过增韧改性,在阻燃配方中加入HDPE作为改性剂。

粘度的变化会影响其流动性的变化,最终会影响加工方法的变化,如注塑、挤出、吹塑、压延等。同样的树脂影响其流动性的主要原因在于在分子量和分子链的排列方面,如线性分子和体形分子。其中,高流动性树脂包括:PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等;低流动性树脂:PC、MPPO、PPS等;不流动树脂:聚四氟乙烯、UHMWPE、PPO等。

助剂的选择

1.目的选择助剂

不同类型的助剂具有不同的目标性能,添加到系统中的助剂能够充分发挥其预期功能,达到目标规定的指标。其中,规定的指标一般为国家标准、国际标准或客户提出的性能要求。常见的目标树脂改性性能如下:

1)阻燃性:

无机磷、有机卤化物、有机磷、有机硅和氮化物等;

2) 增强材料:

纤维和晶须两大类:玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、晶须、石英纤维、石墨纤维和陶瓷纤维等; PAN纤维、聚乙烯纤维、PA纤维、PC纤维、PVC纤维、聚酯纤维等;硼纤维、铝、钛、钙等金属晶须等

3) 增韧:

高抗冲击树脂,如:CPE、MBS、ACR、SBS、ABS 、EVA、改性石油树脂(MPR)等;

高抗冲橡胶,如:乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、聚异丁烯和顺丁橡胶等。

4) 耐磨性:

石墨、二硫化钼、二氧化硅等;

5) 降解性:

淀粉填充、降解助剂等;

2.添加剂的形状影响复合性能

相同添加剂的形态分布不同,对改性效果没有影响。相同的。对于粉末添加剂,关键的影响因素是它们的粒径。 1)粒径越小,越有利于填充材料的拉伸强度和冲击强度。例如,在冲击强度方面,三氧化二锑的粒径减小1μm,冲击强度提高一倍; 2)、阻燃剂的粒径越小,阻燃效果越好。例如,在ABS中加入4%粒径为45μm的三氧化二锑,与加入1%粒径为0.03μm的三氧化二锑具有相同的阻燃效果; 3)、着色剂粒径越小,着色力越高,遮盖力越强,颜色越均匀。但是,着色剂的粒径并不是越小越好。有一个极限值,不同属性的极限值不同; 4)以炭黑为例,粒径越小,越容易形成网状导电通路,达到同样的导电效果,加入炭黑会降低导电效果。但是和着色剂一样,粒径也有一个极限值。粒径过小,容易团聚,不易分散,但效果不好。

注:目数是每平方英寸筛网的筛孔数。

对于纤维状添加剂,添加剂的纤维化程度越高,增强效果越好。其中助剂的纤维化程度可用长径比(L/D)表示。熔融状态比粉末状态更好,可以保持纵横比,减少纤维断裂的概率,所以也是更好的添加方式。

3.助剂与树脂的相容性

树脂与助剂良好的相容性是保证助剂良好性能和确保其在使用期间具有良好的耐久性、抗萃取、迁移和沉淀的重要基础。良好的相容性是基本要求,即使是阻隔配方,也要求添加剂在树脂中分层分布。提高树脂相容性的主要方法: 1)加入相容性助剂,如表面活性剂,以达到最佳效果的加入量为宜。

2)表面处理:使用相容剂或偶联剂作为表面处理剂,提高树脂与助剂的相容性。常见的偶联剂包括:硅烷、钛酸酯和铝酸酯;增容剂包括:对应于树脂的马来酸酐接枝聚合物。需要进行表面处理的添加剂包括:无机添加剂和纤维添加剂。

4.助剂的添加量

添加适量的助剂不仅是为了将目标树脂提高到合适的性能,而且要在经济基础上具有较低的成本。不同的添加剂有不同的要求: 1)、阻燃剂、增韧剂、磁粉、阻隔剂等,虽然用量越多性能越好,但必须验证成本; 2)、导电添加剂,一般形成电路通路; 3)、抗静电剂,只是在表面形成一个充放电层; 3)、偶联剂,只是形成表面涂层。

5.树脂与助剂的关系

添加助剂不会导致树脂本身性能变差,如:PPS不能与铅、铜等助剂一起添加,PC不能用三氧化二锑,这些会导致解聚;同时助剂的酸碱度要与树脂的酸碱度一致,否则两者会发生反应。

6.添加剂与其他成分的关系

在一个配方中,为了同时兼顾多种用途,需要加入多种不同的添加剂。添加剂的相互作用非常复杂,主要概述: 1)、相互独立不影响; 2)、协同作用:重配方的多种助剂相互促进,使整体效果高于单一助剂的平均值; 3)、互消:两种或两种以上添加剂一起加入的效果低于单独加入的平均值,如:在抗老化塑料配方中,硫醚辅助抗氧剂和HALS光稳定剂不能同时使用时间。因为硫醚的酸性成分会抑制 HALS 的光稳定性。

均匀混合

均匀混合是塑料配方改性的基本要求,同时也要求助剂在树脂的形成过程中分布均匀。助剂分布不均不仅不能提高原树脂的性能,而且可能因填料分布不均而导致性能比纯树脂差。例如,填料的使用会影响材料的力学性能和加工性能,而且分散不均匀,不仅力学性能大大降低,而且加工性能也会受到影响。提高添加剂混合均匀性的常用方法: 1)对加入的填料进行合理排序,如:在偶联处理过程中,先将填料提前,加热脱水后再加入偶联剂; 2)组分应分为一级和二级系统中,大批量填料可分多批加入,以利于混合均匀。偶联剂处理一般需要分3次喷涂才能分散均匀,偶联效果好。

配方的选择

配方的可加工性是指改性塑料的配方具有可加工性,即满足改性塑料和制品成型的需要.配方加工性的主要表现:添加剂耐热性好,无蒸发损失、分解失活;形成的配方对设备的磨损和腐蚀小,无有毒气体释放,可作为考核标准。

1.改性塑料的流动性

塑料的流动性是影响塑料加工性能的主要方面,也是选择采用何种塑料加工方法的重要依据。一般来说,添加无机填料会导致流动性能下降,需要添加流动改性类型进行优化。常见的有机添加剂有:十溴二苯醚和四溴双酚A。

2.耐热性

耐热性从两个方面考虑:1)降低树脂的加工温度,加工温度不超过助剂的分解温度,保证助剂的稳定树脂的存在反映了改性性能; 2)加入一定量的抗氧化添加剂,防止发生热分解而影响树脂的性能。一般来说,大多数有机染料分解温度低,不适合高温加工工程塑料;香料的分解温度低,一般在150℃以下,只有EVA等加工温度低的树脂才能作为载体。

3.配方的环保

配方的环保包括:对人体、设备、环境和使用者无害。人体卫生——树脂及选用的助剂应绝对无毒,或控制在规定范围内。对环境的污染——所选组件不能污染环境。

4.成本价格和来源

尼龙改性塑料配方的价格越低越好。实施过程中添加剂的使用遵循以下原则:

1) 优先使用低价原料;

2) 优先使用现有原料:无需购买,源头稳定,性能清晰;

3)、优先使用国内原材料:价格波动受外汇、贸易政策等影响较小;

4)、优先使用就近原材料:降低库存成本;

5)、优先选用一般原材料:来源广泛,性能相对稳定。