中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2018

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2018年 9月26日-28日 | 上海世博展览馆

助剂&塑料的N种匹配方式

2018-01-22

改性塑料,是指在通用塑料和工程塑料的基础上,经过填充、共混、增强等方法加工改性,提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。改性塑料产品主要种类有阻燃树脂类、增强增韧树脂类、塑料合金类、功能色母类等。

改性塑料的主要细分类别、消费群体及市场应用情况:

塑料助剂又叫塑料添加剂,是聚合物(合成树脂)进行成型加工时为改善其加工性能或为改善树脂本身性能所不足而必须添加的一些化合物。例如,为了降低聚氯乙烯树脂的成型温度,使制品柔软而添加的增塑剂;又如为了制备质量轻、抗振、隔热、隔音的泡沫塑料而要添加发泡剂;有些塑料的热分解温度与成型加工温度非常接近,不加入热稳定剂就无法成型。因而,塑料助剂在塑料成型加工中占有特别重要的地位。

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改性塑料如何选择助剂?

 塑料配方设计表面看起来很简单,但其实包含了很多内在的联系,为了设计出高性能、易加工、低价格的配方,选择助剂时需要考虑的因素很多,现提出以下几个方面的因素供参考:

 

按目的来选用助剂

按要达到的目的选择合适的助剂品种,所加入助剂应能充分发挥其预计功效,并达到规定指标。规定指标一般为产品的国家标准、国际标准,或客户提出的性能要求。

 

 助剂的具体选择范围如下:

 ◆ 增韧——选弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料;

◆ 增强——选玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维;

◆ 阻燃——溴类(普通溴系和环保溴系)、磷类、氮类、氮/磷复合类膨胀型阻燃剂、三氧化二锑、水合金属氢氧化物;

▲ 抗静电——各类抗静电剂;

▲ 导电——碳类(炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管)、金属纤维和金属粉、金属氧化物;

▲ 磁性——铁氧体磁粉、稀土磁粉包括钐钴类(SmCo5或Sm2Co17)、钕铁硼类(NdFeB)、钐铁氮类(SmFeN)、铝镍;

★ 导热——金属纤维和金属粉末、金属氧化物、氮化物和碳化物;碳类材料如炭黑、碳纤维、石墨和碳纳米管;半导体材料如硅、硼;

★ 耐热——玻璃纤维、无机填料、耐热剂如取代马来酰亚胺类和β晶型成核剂;

★ 透明——成核剂,对PP而言α晶型成核剂的山梨醇系列Millad 3988效果最好;

● 耐磨——石墨、二硫化钼、铜粉等钴类磁粉三大类

● 绝缘——煅烧高岭土;

● 阻隔——云母、蒙脱土、石英等。

 

助剂对树脂具有选择性

 ☆ 红磷阻燃剂对PA、PBT、PET有效;

☆ 氮系阻燃剂对含氧类有效,如PA、PBT、PET等;

☆ 成核剂对共聚聚丙烯效果好;

☆ 玻璃纤维耐热改性对结晶性塑料效果好,对非晶型塑料效果差;

☆ 炭黑填充导电塑料,在结晶性树脂中效果好。

 

助剂形态不同,作用有哪些区别?

 同一种成分的助剂,其形态不同,对改性作用的发挥影响很大。

 

 (1) 助剂的形状

○ 纤维状助剂的增强效果好(助剂的纤维化程度可用长径比表示,L/D越大、增强效果越好,这就是为什么我们加玻璃纤维要从排气孔加入);

○ 熔融状态比粉末状有利于保持长径比,减小断纤几率;

○ 圆球状助剂的增韧效果好、光亮度高。

硫酸钡为典型的圆球状助剂,因此高光泽PP的填充选用硫酸钡,小幅度刚性增韧

 

 (2) 助剂的粒度

 ①助剂粒度对力学性能的影响:

粒度越小,对填充材料的拉伸强度和冲击强度越有益;

 

②助剂粒度对阻燃性能的影响:

阻燃剂的粒度越小,阻燃效果就越好。例如水合金属氧化物和三氧化二锑的粒度越小,达到同等阻燃效果的加入量就越少;

 

③助剂粒度对配色的影响:

着色剂的粒度越小,着色力越高、遮盖力越强、色泽越均匀;

 

④助剂粒度对导电性能的影响:

以炭黑为例,其粒度越小,越易形成网状导电通路,达到同样的导电效果加入炭黑的量降低。但同着色剂一样,粒度也有一个极限值,粒度太小易于聚集而难于分散,效果反倒不好。

 

 (3) 助剂的表面处理

所有无机类添加剂的表面经过处理后,改性效果都会提高。尤其以填料最为明显,其它还有玻璃纤维、无机阻燃剂等。

表面处理以偶联剂和相容剂为主,偶联剂具体如硅烷类、钛酸酯类和铝酸酯类,相容剂为树脂对应的马来酸酐接枝聚合物。

来源:医用塑料