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塑料的改性原理

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塑料的改性原理

发布日期:2020-01-30 作者: 点击:


前塑料的应用范围也越来越广泛,对塑料制品也提出了各种新的要求。为了满足不同用途的需要,除积极发展新的合成树脂品种外,还应该在把现有树脂加工成塑料制品的过程中,利用化学方法或物理方法改变塑料制品的一些性能,以达到预期的目的,这就是塑料改性。


一般来说,塑料改性技术要比合成一种新树脂容易得多,尤其物理改性,在一般塑料成型加工工厂都能进行,且容易见效,因此塑料改性工作逐渐得到了人们的重视。


塑料改性一般可分为化学改性和物理改性。


化学改性又分为接枝共聚改性、嵌段共聚改性、辐射交联改性等;


物理改性分为填充改性(也可再分为增强改性)、共混改性等。


也有不按化学和物理分类方法,而分为发泡改性、交联改性、拉伸改性、复合改性、共混改性的。


填充改性是指在塑料成型加工过程中加入无机或有机填料,不仅能使塑料制品价格大大降低,对塑料制品的推广应用有促进作用。而且更重要的是能显著改善塑料的机械性能、耐摩擦性能、热学性能、耐老化性能等,例如能克服塑料的低强度、不耐高温、低刚性、易碰撞、易蠕变等缺点。


共混改性是指在原来塑料基体中,再通过各种混合方法(如开放式炼塑机、挤出机等)混进另外一种或几种塑料或弹性体,以此改变塑料性能。共混塑料也称为塑料合金。如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),就是综合了丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三者的特性,其微观形态结构类似于合金。


贵州快3化学改性一般分为接枝共聚和嵌段共聚。接枝共聚是先将母体树脂溶解在所要接枝的塑料单体中,然后使要接枝的单体聚合,这时形成的树脂便要接枝到母体树脂中去。嵌段共聚是指每一种单体单元以一定长度的顺序,在其末端相互联结、形成一种新的线性分子。根据单体单元的种类,嵌段共聚物可分为二嵌段、三嵌段、多嵌段共聚物。


所谓增强塑料,就是高分子树脂与增强性填料(增强材料)相结合而提高了机械强度的一种有机复合材料。玻璃纤维及其制品称为增强材料,而棉布、纸张、无机物粉料等则称为填充材料或改性材料。一些通用塑料经过增强以后,也能作为工程塑料而应用。对于某些工程塑料,通过增强,其性能跨进了金属强度范畴,因而大大扩展了热塑性塑料作为结构材料应用于工程领域的深度和广度。


虽然改性能提高塑料制品的某些性能,但也会使塑料原有的一些性能受到损失。例如加入某些填料会使塑料的绝缘性能、耐腐蚀度下降,失去塑料原有的一些光泽等。这些问题可以根据制品的不同用途,选择合适配方,采用相应措施来克服。


塑料的共混改性


聚合物共混物(polymer blend)是指两种或两种以上均聚物或共聚物的混合物。


聚合物共混物中各聚合物组分之间主要是物理结合,因此聚合物共混物与共聚高分子是有区别的。但是,在聚合物共混物中,不同聚合物大分子之间难免有少量化学键存在,例如在强剪切力作用下的熔融混炼过程中,可能由于剪切作用使得大分子断裂,产生大分子自由基,从而形成少量嵌段或接枝共聚物。此外,近年来为强化参与共混聚合物组分之间的界面黏结而采用的反应增容措施,也必然在组分之间引入化学键。


聚合物共混物有许多类型,但一般是指塑料与塑料的共混物以及在塑料中掺混橡胶。对于在塑料中掺混少量橡胶的共混体系,由于在冲击性能上获得很大提高,故通称为橡胶增韧塑料。聚合物共混物的类型,按所含聚合物组分数目分为二元及多元聚合物共混物;按聚合物共混物中基体树脂名称又可分聚烯烃共混物、聚氯乙烯共混物、聚碳酸酯共混物、聚酰胺共混物等;按性能特征又有耐高温、耐低温、阻燃、耐老化等聚合物共混物之分。


ABS树脂是作为聚苯乙烯的共混改性材料而著称的,这种新型材料坚而韧,克服了聚苯乙烯突出的弱点-性脆。此外,ABS树脂耐腐蚀性好、易于加工成型,可用以制备机械零件,是最重要的工程塑料之一。因此,ABS树脂引起了人们极大的兴趣和关注,从此开拓了聚合物共混改性这一新的聚合物科学领域。1975年美国杜邦(Dupont)公司开发了超高韧聚酰胺,Zytel-ST。这是于聚酰胺中加入少量聚烯烃或橡胶而制成的共混物,冲击强度比聚酰胺有大幅度提高。这一发现十分重要,现在已知,其他工程塑料如聚碳酸酯(PC)、聚酯、聚甲醛(POM)等,加入少量聚烯烃或橡胶也可大幅度提高冲击强度。

塑料虽然具有很多优良的性能,但与金属材料比存在很多缺点,一些对综合性能要求高的领域,单一的塑料难以满足要求。因此,共混改性塑料的目的如下:


①提高塑料的综合性能。


贵州快3②提高塑料的力学性能,如强度、低温韧性等。


③提高塑料的耐热性。大多数塑料的热变形温度都不高,对于一些在一定温度下工作的部件来讲,通用塑料就难以胜任。


④提高加工性能。如PPO的成型加工性较差,加入Ps改性后其加工流动性大为改善。


⑤降低吸水性,提高制品尺寸稳定性。如聚酰胺的吸水性较大,引起制品的尺寸变化。


⑥提高塑料的耐燃烧性。大多数塑料属于易燃材料,用于电气、电子设备的安全性较低,通过阻燃化改性,使材料的安全性有所提高。


⑦降低材料的成本。塑料尤其是工程塑料的价格较高。用无机填料与工程塑料共混改性,既降低了材料的成本,又改善了成型收缩与挠曲性。


贵州快38,实现塑料的功能化,提高其使用性能,如塑料的导电性小,对一些需要防静电、需要导电的用途,可以与导电聚合物共混,以得到具有抗静电功能、导电功能和电磁屏蔽功能的塑料材料,满足电子、家电、通信、军事等的要求。


总之,通过共混改性,可以提高塑料的综合性能,在投资相对低的情况下增加塑料的品种,扩大塑料的用途,降低塑料的成本,实现塑料的高性能化、精细化、功能化、专用化和系列化,促进塑料产业以及高分子材料产业的发展,同时也促进了汽车、电子、电气、家电、通信、军事、航空航天等高技术工业的发展。


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