塑料配方設(shè)計(jì)的根本原則

塑料配方設(shè)計(jì)的根本原則配方設(shè)計(jì)的關(guān)鍵為選材、搭配、用量、混合四大要素，外表看起來(lái)很簡(jiǎn)潔，但其實(shí)包含了很多內(nèi)在聯(lián)系，要想設(shè)計(jì)出一個(gè)高性能、易加工、低價(jià)格的配方也并非易事很多，作者積多年的配方設(shè)計(jì)閱歷供給如下幾個(gè)方面的因素供讀者參考。1、樹脂的選擇樹脂品種的選擇首先考慮選擇三大耐磨樹脂PA、POM、UHMWPE；再如透亮改性，樹脂要首先考慮選擇三大透亮樹脂PS、PMMA、PC。樹脂牌號(hào)的選擇熱改性PP100～140℃的PP140℃的PP牌號(hào)，具體如大韓油化的PP-4012。樹脂流淌性的選擇渡料，以減小粘度梯度。如PA66增韌、阻燃配方中常參加PA6作為過(guò)渡料，PA6增韌、阻燃配方中常參加HDPE作為過(guò)渡料。不同加工方法要求流淌性不同。性塑料，具體如下：高流淌性塑料——PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等。低流淌性塑料——PC、MPPO、PPS等。不流淌性塑料——聚四氟乙烯、UHMWPE、PPO等。料分為不同的牌號(hào)。不同的加工方法所需用的流淌性不同，所以牌號(hào)分為注塑級(jí)、擠出級(jí)、吹塑級(jí)、壓延級(jí)等。電纜料等。樹脂對(duì)助劑的選擇性如PPS不能參加含鉛和含銅助劑，PC不能用三氧化銻，這些都可導(dǎo)致解聚。同時(shí)，助劑的酸堿性，應(yīng)與樹脂的酸堿性要全都，否則會(huì)起兩者的反響。2、助劑的選擇按要到達(dá)的目的選用助劑范圍如下：增韌——選彈性體、熱塑性彈性體和剛性增韌材料。增加——選玻璃纖維、碳纖維、晶須和有機(jī)纖維。阻燃——溴類〔一般溴系和環(huán)保溴系/磷復(fù)合類膨脹型阻燃劑、三氧化二銻、水合金屬氫氧化物?？轨o電——各類抗靜電劑。導(dǎo)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。鐵氧體磁粉、稀土磁粉包括釤鈷類SmCo5或Sm2Co1(NdFeB鐵氮類(SmFeN)、鋁鎳鈷類磁粉三大類。導(dǎo)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(dǎo)體材料如硅、硼。耐熱——玻璃纖維、無(wú)機(jī)填料、耐熱劑如取代馬來(lái)酰亞胺類和β晶型成核劑。透亮——成核劑，對(duì)PP而言α晶型成核劑的山梨醇系列Millad3988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。助劑對(duì)樹脂具有選擇性紅磷阻燃劑對(duì)PA、PBT、PET有效；氮系阻燃劑對(duì)含氧類有效，如PA、PBT、PET等；成核劑對(duì)共聚聚丙烯效果好；玻璃纖維耐熱改性對(duì)結(jié)晶性塑料效果好，對(duì)非晶型塑料效果差；炭黑填充導(dǎo)電塑料，在結(jié)晶性樹脂中效果好。3、助劑的形態(tài)同一種成分的助劑，其形態(tài)不同，對(duì)改性作用的發(fā)揮影響很大。助劑的外形纖維狀助劑的增加效果好。助劑的纖維化程度可用長(zhǎng)徑比表示，L/D越大、增加效果越好，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。助劑的粒度助劑粒度對(duì)力學(xué)性能的影響粒度越小，對(duì)填充材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度越有益。例如，不同粒度的20%硅灰石填充對(duì)PA63。再如，就沖擊強(qiáng)度而言,1μm1倍。助劑粒度對(duì)阻燃性能的影響同等阻燃效果的參加量就越少.再如，ABS4%45μm1%0.03μm的三氧化二銻阻燃效果一樣。助劑粒度對(duì)配色的影響0.1μm0.05μm0.05μm左右。助劑粒度對(duì)導(dǎo)電性能的影響但同著色劑一樣，粒度也有一個(gè)極限值，粒度太小易于聚攏而難于分散，效果反倒不好。助劑的外表處理的完成，保證在使用壽命內(nèi)其效果長(zhǎng)久發(fā)揮，耐抽提、耐遷移、耐析出。如大部安排方要求其相容性，如承受相容劑或偶聯(lián)劑進(jìn)展外表活化處理等。玻璃纖維、無(wú)機(jī)阻燃劑等。脂對(duì)應(yīng)的馬來(lái)酸酐接枝聚合物。4、助劑的合理參加量有的助劑參加量越多越好具體如阻燃劑、增韌劑、磁粉、阻隔等，參加量越多越好。有的助劑參加量有最正確值又如抗靜電劑，在制品外表形成泄電荷層即可。5、助劑與其它組分關(guān)系配方中所選用的助劑在發(fā)揮自身作用的同時(shí)抗作用。協(xié)同作用協(xié)同作用是指塑料配方中兩種或兩種以上的添加劑一起參加時(shí)的效果高于其單獨(dú)參加的平均值。在抗老化的配方中，具體協(xié)同作用有：兩種羥基鄰位取代基位阻不同的酚類抗氧劑并用有協(xié)同效果；兩種構(gòu)造和活性不同的胺類抗氧劑并用有協(xié)同效果；抗氧化性不同的胺類和酚類抗氧劑復(fù)合使用有協(xié)同效果；全受阻酚類和亞磷酸酯類抗氧劑有協(xié)同作用；半受阻酚類與硫酯類抗氧劑有協(xié)同作用，主要用于戶內(nèi)制品中；受阻酚類抗氧劑和受阻胺類光穩(wěn)定劑；受阻胺類光穩(wěn)定劑與磷類抗氧劑；受阻胺類光穩(wěn)定劑與紫外光吸取劑。在阻燃配方中，協(xié)同作用的例子也很多，主要有：在鹵素/銻系復(fù)合阻燃體系中，鹵系阻燃劑可于Sb2O3發(fā)生反響而生成SbX3，SbX3可以隔離氧氣從而到達(dá)增大阻燃效果的目的。在鹵素/磷系復(fù)合阻燃體系中，兩類阻燃劑也可以發(fā)生反響而生成PX3、PX2、POX3等高密互促進(jìn)，從而提高阻燃效果。對(duì)抗作用對(duì)抗作用是指塑料配方中兩種或兩種以上的添加劑一起參加時(shí)的效果低于其單獨(dú)參加的平均值。在防老化塑料配方中，對(duì)抗作用的例子很多，主要有：HALS類光穩(wěn)定劑不與硫醚類輔抗氧劑并用，緣由為硫醚類滋生的酸性成分抑制了HALS的光穩(wěn)定作用。芳胺類和受阻酚類抗氧劑一般不與炭黑類紫外光屏蔽劑并用氧化有催化作用抑制抗氧效果的發(fā)揮。有助氧化作用。HALS不能與酸性助劑共用，酸性助劑會(huì)與堿性的HALS發(fā)生鹽化反響，導(dǎo)致HALS失效；在酸性助劑存在時(shí)，一般只能選用紫外光吸取劑。在阻燃塑料配方中，也有對(duì)抗作用的例子，主要有：鹵系阻燃劑與有機(jī)硅類阻燃劑并用，會(huì)降低阻燃效果；紅磷阻燃劑與有機(jī)硅類阻燃劑并用，也存在對(duì)抗作用。其它對(duì)抗作用的例子有：PVC加工配方中，硬脂酸鉛潤(rùn)滑劑和硫醇類有機(jī)錫千萬(wàn)不要一起參加層中，否則引起銅污染；又如在含有大量吸油性填料的填充配方中，油性助劑如DOP、潤(rùn)滑劑的參加量要相應(yīng)增大，以彌補(bǔ)被吸取局部。6、配方各組分混合要均勻有些組分要分次參加口。如PE150份氫氧化鋁的無(wú)鹵阻燃配方，就要分兩次參加，否則不能造粒。對(duì)于填料的偶聯(lián)劑處理，一般要分三次噴入方可分散均勻，偶聯(lián)效果好。合理排布加料挨次在PVC或填充母料的配方中，各種料的加料挨次很主要。填充母料配方中，要先加填料，PVC配方中，外潤(rùn)滑劑要后加，以免影響其它物料的均勻混合。7、配方對(duì)其它性能的負(fù)面影響所設(shè)計(jì)的配方應(yīng)當(dāng)不劣化或最小限定地影響樹脂的根本物理機(jī)械性能性能，最好能順便提高原樹脂的某些性能。但客觀存在的事實(shí)是，任何事物都具有兩面性，下面舉幾個(gè)常常受影響的性能。沖擊性/增韌劑配方。透亮性些。近來(lái)，透亮填充母料比較流行，主要針對(duì)HDPE塑膠袋，參加特別品種的滑石粉對(duì)透亮性影響小，但不是確定沒(méi)有影響。PVC增韌，只有MBS不影響透亮性，而CPE、EVA、ACR都影響其透亮性。在無(wú)機(jī)阻燃材料中，膠體五氧化二銻不影響透亮性。顏色性本身也具有顏色性，如炭黑、碳納米管、石墨、二硫化鉬都為黑色，紅磷為深紅色，各類著色劑為五顏六色。品的顏色，難以加工淺色制品。如炭黑為黑色，只能加工深色制品；其他如石墨、紅磷、二硫化鉬、金屬粉末及工業(yè)礦渣等本身都帶有顏色，選用時(shí)要留意。還有些助劑本身為白色，但在加工中因高溫反響而變色其它性能同時(shí)會(huì)提高導(dǎo)電性，從而影響絕緣性。而導(dǎo)熱很多用于要求絕緣的材料如線路板、接插件、瓷類金屬氧化物。8、配方應(yīng)具有可加工性配方要保證適當(dāng)?shù)目杉庸ば阅埽员ＷC制品的成型，并對(duì)加工設(shè)備和使用環(huán)境無(wú)不良影響?！步宦?lián)劑、引發(fā)劑和發(fā)泡劑除外；助劑的參加對(duì)樹脂的原加工性能影響要?。凰鶇⒓又鷦?duì)設(shè)備的磨損和腐蝕應(yīng)盡可能小，加工時(shí)不放出有毒氣體，損害加工人員的安康。流淌性大局部無(wú)機(jī)填料都影響加工性如參加潤(rùn)滑劑等。有機(jī)助劑一般都促進(jìn)加工性，如十溴二苯醚、四溴雙酚A阻燃劑都可促進(jìn)加工流淌性，尤其四溴雙酚A的效果更明顯。一般的改性配方都需參加適量的潤(rùn)滑劑。耐熱性要留意以下幾點(diǎn)：氫氧化鋁因分解溫度低，不適合于PP中使用，只能用于PE中。四溴雙酚A因分解溫度低，不適合于ABS的阻燃。大局部有機(jī)染料分解溫度低，不適合高溫加工的工程塑料。香料的分解溫度都低，一般在150℃以下，只能用EVA等低加工溫度的樹脂為載體。原料變黃。9、塑料配方組分的環(huán)保性人體間接接觸的也不行，要對(duì)環(huán)境無(wú)污染，如土、水、大氣層等。人體衛(wèi)生性樹脂和所選助劑應(yīng)當(dāng)確定無(wú)毒，或其含量掌握在規(guī)定的范圍內(nèi)。對(duì)環(huán)境污染架空的電纜護(hù)套經(jīng)雨淋滲入土壤中，農(nóng)作物吸取后人食用。幾種增塑劑DOA、DOP不能用于玩具、食品包裝膜。鉛、鎘、六價(jià)鉻、汞重金屬不能用，污染土壤。多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚不能用，產(chǎn)生二惡英，污染大氣層。10、助劑的價(jià)格和來(lái)源要選低價(jià)格的種類。如在P