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      • 详解塑料的填充改性
        • 2020-11-21 00:39:59
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      • 塑料填充改性就是填料与塑料、树脂的复合,一般填料的填充量较大,有时甚至可达几百份(以树脂100份计算),因此填料是塑料工业重要的、不可缺少的辅助材料。从总体上讲,世界范围内填料的消耗量要占塑料总量的10%左右,可见其消耗量是巨大的。塑料填充改性有如下几方面的优点:

        ①降低成本:一般填料均比树脂便宜,因此添加填料可大幅度地降低塑料的成本,具有明显的经济效益,这也是塑料填充改性大行其道的主要原因。

        ②改善塑料的耐热性:一般塑料的耐热性较低,如ABS,其长期使用温度只有60℃左右,而大部分填料属于无机物质,耐热性较高。因此这些填料添加到塑料中可以明显地提高塑料的耐热性。如PP未填充时,其热变形温度在110℃左右,而填充30%滑石粉后其热变形温度可提高到130℃以上。

        ③改善塑料的刚性:一般塑料的刚性较差,如纯PP的弯曲模量在1000MPa左右,远不能满足一些部件的使用要求,添加30%滑石粉后,其弯曲模量可达2000MPa以上,可见滑石粉对PP的增刚作用明显。

        ④改善塑料的成型加工性:一些填料可改善塑料的加工性,如硫酸钡、玻璃微珠等,可以提高树脂的流动性,从而可以改善其加工性。

        ⑤提高塑料制品及部件的尺寸稳定性:有些塑料结晶收缩大,导致其制品收缩率大,从模具出来后较易变形,尺寸不稳定,而添加填料后,可大大降低塑料的收缩率,从而提高塑料制品及部件的尺寸稳定性。

        6 改善塑料表面硬度:一般塑料硬度较低,表面易划伤,影响外观,从而影响其表面效果和装饰性。无机填料的硬度均比塑料的高,添加无机填料后,可大大提高塑料的表面硬度。

        ⑦提高强度:通用塑料本身的拉伸强度不高,需要改进。添加无机填料后,在填充量适量的范围内,可以提高塑料的拉伸强度和弯曲强度,从而提高塑料的工程使用性。

        ⑧赋予塑料某些功能,提高塑料的附加值:有些填料可以赋予塑料一些功能,如PP添加滑石粉、碳酸钙后,可以改善PP的抗静电性能和印刷性能;中空玻璃微珠添加到塑料中,可以提高塑料的保温性能;金属粒子添加到塑料中可以提高塑料的导热性能和导电性能等。

        总之,塑料填充改性具有多方面的优点,得到了广泛的应用,但也要注意填充改性带来的问题,如:一般冲击强度要降低,密度要加大,表面光泽要下降,颜色饱和度要下降,填充量太大强度要大大下降。这些缺点要在配方设计时充分考虑。不能一味地加大填充量来降低成本,要考虑到制品的使用性和长久性能保持性。目前我国塑料填充行业不够规范,一些企业不顾产品性能,一味地加大填充量,降低成本,致使塑料制品性能大大下降,影响了塑料填充改性的声誉,这一点要引起广大塑料改性人员以及企业的重视。

        从理论上讲填料的粒径越小,填充改性材料的力学性能越好。近年来国内工业矿物超细粉碎与分级技术有了显著的进步,从而使某些预期的改性效果和目标得以实现。填料的细化和微细化也会给填充塑料的制备带来一定的困难,而且随着粒径减小,填料的价格会迅速升高。因此在考虑能够顺利加工的情况下,使用粒径适当的填料是实现填充塑料高性能、低成本的关键在填充改性过程中,为了使填充材料达到预期的性能目标,往往对填料进行表面处理,增加填料与基体树脂的亲合性。在设计理想界面时,要考虑的除两相力学性能方面的匹配外,还应考虑化学性能、酸碱性能、热性能乃至物理几何形貌方面的匹配,例如为了达到增强效果而又希望减少成型后制品变形,可将纤维状或片状增强型填料与球状或块状填料配合使用。塑料填充改性的效果好坏在很大程度上取决于混炼设备及工艺。填料的干燥、表面处理、填料与其他助剂和基体树脂的初步混合通常是在高速混合机中进行的。

        最为典型的是聚烯烃填充母料。目前用于聚丙烯编织袋、打包带、聚乙烯中空容器、聚烯烃注塑制品以及聚乙烯薄膜中的聚烯烃填充母料的总产量已达20多万吨。聚烯烃填充母料的开发颇具中国特色,对节约原料树脂、降低原材料成本、提高塑料加工企业经济效益贡献巨大。在聚乙烯农用塑料薄膜中使用含硅的矿物填料,如滑石粉、高岭土、云母粉等,因对红外线辐射有良好的阻隔作用,可以减少农用塑料大棚内的热量以红外线方式在夜间向棚外散失,因此在保证农用塑料薄膜具有较高透光度的前提下,使用含硅矿物填料大有可为。其中以云母的阻隔效果最好,但较难加工。以滑石粉的阻隔效果最差,但最为经济,目前已开发使用的填料是综合效果较好的煅烧高岭土。

        在汽车、家电等方面使用填充改性的专用料也已初步形成规模。采用滑石粉改性聚丙烯,同时加入三元乙丙橡胶不仅可用于制作汽车保险杠,而且可用于制作摩托车部件,这种产品已在全国摩托车行业推广。由于这种专用料在性能上和成型加工方面都与ABS相仿,而价格大大低于ABS,故具有重要意义。还有的企业生产碳酸钙改性聚丙烯,具有良好的耐热、耐压性能,并可很方便地二次加工,用于制作压滤机板框、电镀池槽板和电镀转动滤筒等,产品多年来获得良好信誉。


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