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2024-12-30
1、樹脂的選擇
(1)塑料粒子的品種的選擇
塑料粒子要選擇與改性目的性能z接近的品種，這樣做的好處是可以節(jié)省助劑的添加量，以降低制作成本和減少工藝流程。
z常見的例子：想要得到耐磨改性的品種，塑料粒子(樹脂)要首先考慮選擇三大耐磨樹脂PA、POM、UHMWPE;再如透明改性，樹脂要首先考慮選擇三大透明樹脂PS、PMMA、PC。
( 2 )樹脂流動(dòng)性的選擇
配方中各種塑化材料的粘度要接近，以保z加工流動(dòng)性。對于粘度相差懸殊的材料，要加過渡料，以減小粘度梯度。
(3)塑料分成高流動(dòng)性塑料、低流動(dòng)性塑料和不流動(dòng)性塑料.
具體如下：
高流動(dòng)性塑料——PS、HIPS、abs、PE、PP、PA等。
低流動(dòng)性塑料——PC、MPPO、PPS等。
不流動(dòng)性塑料——聚四氟乙烯、UHMWPE、PPO等。
不同的加工方法所需用的流動(dòng)性不同，所以牌號分為注塑級、擠出級、吹塑級、壓延級等。
不同改性目的要求流動(dòng)性不同，如高填充要求流動(dòng)性好。
( 4 ) 樹脂對助劑的選擇性
如PPS不能加入含鉛和含銅助劑，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)與樹脂的酸堿性要一致，否則會(huì)起兩者的反應(yīng)。
2、助劑的選擇
(1)按要達(dá)到的目的選用助劑
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(qiáng)——選玻璃纖維、碳纖維、晶須和有機(jī)纖維。
阻燃——溴類(普通溴系和環(huán)保溴系)、磷類、氮類、氮/磷復(fù)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(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。
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(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、無機(jī)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z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。
(2)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(jié)晶性塑料效果好，對非晶型塑料效果差;炭黑填充導(dǎo)電塑料，在結(jié)晶性樹脂中效果好。
(3)助劑的表面處理
助劑與樹脂的相容性要好，這樣才能保z助劑與樹脂按預(yù)想的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分散，保z設(shè)計(jì)指標(biāo)的完成，保z在使用壽命內(nèi)其效果持久發(fā)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(shù)助劑外，與樹脂良好的相容性是發(fā)揮其功效和提高添加量的關(guān)鍵。因此，必須設(shè)法提高或改善其相容性，如采用相容劑或偶聯(lián)劑進(jìn)行表面活化處理等。
所有無機(jī)類添加劑的表面經(jīng)過處理后，改性效果都會(huì)提高。尤其以填料z為明顯，其它還有玻璃纖維、無機(jī)阻燃劑等。
表面處理以偶聯(lián)劑和相容劑為主，偶聯(lián)劑具體如硅烷類、鈦酸酯類和鋁酸酯類，相容劑為樹脂對應(yīng)的馬來酸酐接枝聚合物。
3、助劑的合理加入量
(1)有的助劑加入量越多越好
具體如阻燃劑、增韌劑、磁粉、阻隔等，加入量越多越好。
(2)有的助劑加入量有z佳值
如導(dǎo)電助劑，形成到電通路后即可，再加入無效果;再如偶聯(lián)劑，表面包覆即可，再加無用;又如抗靜電劑，在制品表面形成泄電荷層即可。
4、助劑與其它組分關(guān)系
1、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加入時(shí)的效果高于其單獨(dú)加入的平均值。
(1)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;
典型的巴斯夫抗氧劑1010和168，分別起到主抗和輔抗的作用
(2)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)生反應(yīng)而生成SbX3，SbX3可以隔離氧氣從而達(dá)到增大阻燃效果的目的。
2、對抗作用
對抗作用是指塑料配方中兩種或兩種以上的添加劑一起加入時(shí)的效果低于其單獨(dú)加入的平均值。
(1)在防老化塑料配方中，對抗作用的例子很多，主要有：
HALS類光穩(wěn)定劑不與硫醚類輔抗氧劑并用，原因?yàn)榱蛎杨愖躺乃嵝猿煞忠种屏薍ALS的光穩(wěn)定作用。
(2)在阻燃塑料配方中，也有對抗作用的例子，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，也存在對抗作用。
5、配方各組分混合要均勻
(1)有些組分要分次加入
對于填料加入量太大的配方，填料z好分兩次加入。第一次在加料斗，第二次在中間側(cè)加料口。如PE加入150份氫氧化鋁的無鹵阻燃配方，就要分兩次加入，否則不能造粒。
對于填料的偶聯(lián)劑處理，一般要分三次噴入方可分散均勻，偶聯(lián)效果好。
(2)合理排布加料順序
在PVC或填充母料的配方中，各種料的加料順序很主要。填充母料配方中，要先加填料，混合后升溫后可除去其中的水份，利于后續(xù)的偶聯(lián)處理。在PVC配方中，外潤滑劑要后加，以免影響其它物料的均勻混合。
6、配方對其它性能的負(fù)面影響
所設(shè)計(jì)的配方應(yīng)該不劣化或z小限定地影響樹脂的基本物理機(jī)械性能，z起碼要保留原有的性能，z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，在改善某一性能時(shí)，可能降低其他性能，可謂顧此失彼。因此在設(shè)計(jì)配方時(shí)，一定要q考慮，盡可能不影響其它性能。如高填充配方對復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能影響很大，沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度都大幅度下降，加工流動(dòng)性變差。如果制品對復(fù)合材料的力學(xué)性能有具體要求，在配方中要做具體補(bǔ)償，如加入彈性體材料彌補(bǔ)沖擊性能，加入潤滑劑改善加工性能。
下面舉幾個(gè)經(jīng)常受影響的性能。
(1)沖擊性
大部分無機(jī)材料和部分有機(jī)材料都降低配方的沖擊性能。為了補(bǔ)償沖擊強(qiáng)度，在設(shè)計(jì)配方時(shí)需要加入彈性體。如在填充體系的PP/滑石粉/POE配方，在阻燃體系A(chǔ)BS/十溴/三氧化二銻/增韌劑配方。
(2)透明性
大多數(shù)無機(jī)材料對透明性都有影響，選擇折光指數(shù)與樹脂相近的無機(jī)材料對透明性影響會(huì)小些。近來，透明填充母料比較流行，主要針對HDPE塑膠袋，加入特殊品種的滑石粉對透明性影響小，但不是jd沒有影響。
有機(jī)材料也對透明性有影響，如PVC增韌，只有MBS不影響透明性，而CPE、EVA、ACR都影響其透明性。
在無機(jī)阻燃材料中，膠體五氧化二銻不影響透明性。
(3)顏色性
在配方設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意助劑本身的顏色及變色性，有些助劑本身顏色很深，這會(huì)影響制品的顏色，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)要注意。還有些助劑本身為白色，但在加工中因高溫反應(yīng)而變色，如硅灰石本身為白色，但填充到樹脂中加工后就成淺灰色了。
(4)其它性能
塑料的導(dǎo)熱改性一般為加入金屬類和碳類導(dǎo)熱劑，但此類導(dǎo)熱劑又是導(dǎo)電劑，在提高導(dǎo)熱性同時(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、封裝材料等。為此要絕緣導(dǎo)熱不能加入具有導(dǎo)電性的導(dǎo)熱劑，只能加入絕緣類導(dǎo)熱劑，如陶瓷類金屬氧化物。
7、配方應(yīng)具有可加工性
配方要保z適當(dāng)?shù)目杉庸ば阅?，以保z制品的成型，并對加工設(shè)備和使用環(huán)境無不良影響。復(fù)合材料中助劑的耐熱性要好，在加工溫度下不發(fā)生蒸發(fā)、分解(交聯(lián)劑、引發(fā)劑和發(fā)泡劑除外);助劑的加入對樹脂的原加工性能影響要小;所加入助劑對設(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，損害加工人員的健康。
(1)流動(dòng)性
大部分無機(jī)填料都影響加工性，如加入量大，需要相應(yīng)加入加工改性劑以補(bǔ)償損失的流動(dòng)性，如加入潤滑劑等。
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)加工流動(dòng)性，尤其四溴雙酚A的效果更明顯。
一般的改性配方都需加入適量的潤滑劑。
(2)耐熱性
保z助劑在加工過程中不要分解，除發(fā)泡劑、引發(fā)劑、交聯(lián)劑因功能要求必須要分解外。還要注意以下幾點(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。
大部分有機(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。
改性塑料配方因加工過程中剪切作用強(qiáng)烈，都需要加入抗氧劑，以防止熱分解發(fā)生，而導(dǎo)致原料變黃。
8、塑料配方組分的環(huán)保性
具體要求為配方中的各類助劑對操縱者無害、對設(shè)備無害、對使用者無害、對接觸環(huán)境無害。以前環(huán)保的要求范圍小，只是對食品、藥品等與人體接觸要無毒即可?，F(xiàn)在的要求高了，與人體間接接觸的也不行，要對環(huán)境無污染，如土、水、大氣層等。
