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        改性塑料助劑選擇要點

        2016年12月06日

        塑料配方設計表面看起來很簡單,但其實包含了很多內在的聯系,為了設計出高性能、易加工、低價格的配方,選擇助劑時需要考慮的因素很多,現提出以下幾個方面的因素供參考:
        一、按要達到的目的選用助劑
        按要達到的目的選擇合適的助劑品種,所加入助劑應能充分發揮其預計功效,并達到規定指標。規定指標一般為產品的國家標準、國際標準,或客戶提出的性能要求。助劑的具體選擇范圍如下:
        增韌——選彈性體、熱塑性彈性體和剛性增韌材料。
        增強——選玻璃纖維、碳纖維、晶須和有機纖維。
        阻燃——溴類(普通溴系和環保溴系)、磷類、氮類、氮/磷復合類膨脹型阻燃劑、三氧化二銻、水合金屬氫氧化物。
        抗靜電——各類抗靜電劑。
        導電——碳類(炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管)、金屬纖維和金屬粉、金屬氧化物。
        磁性——鐵氧體磁粉、稀土磁粉包括釤鈷類(SmCo5或Sm2Co17)、釹鐵硼類(NdFeB)、釤鐵氮類(SmFeN)、鋁鎳鈷類磁粉三大類。
        導熱——金屬纖維和金屬粉末、金屬氧化物、氮化物和碳化物;碳類材料如炭黑、碳纖維、石墨和碳納米管;半導體材料如硅、硼。
        耐熱——玻璃纖維、無機填料、耐熱劑如取代馬來酰亞胺類和β晶型成核劑。
        透明——成核劑,對PP而言α晶型成核劑的山梨醇系列Millad 3988效果最好。
        耐磨——石墨、二硫化鉬、銅粉等。
        絕緣——煅燒高嶺土。
        阻隔——云母、蒙脫土、石英等。
        二、助劑對樹脂具有選擇性
        紅磷阻燃劑對PA、PBT、PET有效;氮系阻燃劑對含氧類有效,如PA、PBT、PET等;成核劑對共聚聚丙烯效果好;玻璃纖維耐熱改性對結晶性塑料效果好,對非晶型塑料效果差;炭黑填充導電塑料,在結晶性樹脂中效果好。
        三、助劑的形態
        同一種成分的助劑,其形態不同,對改性作用的發揮影響很大。
        1、助劑的形狀
        纖維狀助劑的增強效果好。助劑的纖維化程度可用長徑比表示,L/D越大、增強效果越好,這就是為什么我們加玻璃纖維要從排氣孔加入。熔融狀態比粉末狀有利于保持長徑比,減小斷纖幾率。
        圓球狀助劑的增韌效果好、光亮度高。硫酸鋇為典型的圓球狀助劑,因此高光澤PP的填充選用硫酸鋇,小幅度剛性增韌也可用硫酸鋇。
        2、助劑的粒度
        A.助劑粒度對力學性能的影響
        粒度越小,對填充材料的拉伸強度和沖擊強度越有益。
        B.助劑粒度對阻燃性能的影響
        阻燃劑的粒度越小,阻燃效果就越好。例如水合金屬氧化物和三氧化二銻的粒度越小,達到同等阻燃效果的加入量就越少。
        C.助劑粒度對配色的影響
        著色劑的粒度越小,著色力越高、遮蓋力越強、色澤越均勻。但著色劑的粒度不是越小越好,存在一個極限值,而且對不同性能的極限值不同。對著色力而言,偶氮類著色劑的極限粒度為0.1μm,酞箐類著色劑的極限粒度為0.05μm。對遮蓋力而言,著色劑的極限粒度為0.05μm左右。
        D.助劑粒度對導電性能的影響
        以炭黑為例,其粒度越小,越易形成網狀導電通路,達到同樣的導電效果加入炭黑的量降低。但同著色劑一樣,粒度也有一個極限值,粒度太小易于聚集而難于分散,效果反倒不好。
        3、助劑的表面處理
        助劑與樹脂的相容性要好,這樣才能保證助劑與樹脂按預想的結構進行分散,保證設計指標的完成,保證在使用壽命內其效果持久發揮,耐抽提、耐遷移、耐析出。如大部分配方要求助劑與樹脂均勻分散,對阻隔性配方則希望助劑在樹脂中層狀分布。除表面活性劑等少數助劑外,與樹脂良好的相容性是發揮其功效和提高添加量的關鍵。因此,必須設法提高或改善其相容性,如采用相容劑或偶聯劑進行表面活化處理等。
        所有無機類添加劑的表面經過處理后,改性效果都會提高。尤其以填料最為明顯,其它還有玻璃纖維、無機阻燃劑等。
        表面處理以偶聯劑和相容劑為主,偶聯劑具體如硅烷類、鈦酸酯類和鋁酸酯類,相容劑為樹脂對應的馬來酸酐接枝聚合物。

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