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塑料改性有哪些技术手段?

来源:/news/41.html   发布时间:2019-07-12

1.填充

通过给普通塑料加入无机矿物(有机)粉末,改善塑料材料的刚性、硬度、耐热性等性能。填充剂种类繁多,其特性也极复杂。

塑料填充剂(filler for plastics)的作用:提高塑料加工性能、改进物化性质、增加容积、降低成本。

塑料增量填充剂应具备的特性:

(1)化学性质不活泼,呈惰性,不与树脂及其他助剂发生不良反应;

(2)不影响塑料的耐水性、耐化学药品性、耐候性、耐热性等;

(3)不降低塑料的物理性能;

(4)可以大量填充;

(5)相对密度小,对制品的密度影响不大;

(6)价格相对低廉。

2.增强

1)措施:通过在加入玻璃纤维、碳纤维等纤维状物质。

2)效果:可以明显改善材料的刚性、强度、硬度、耐热性,

3)不良影响:但很多材料会导致表面不良和韧性明显降低。

4)增强原理:

增强材料具有较高的强度和模量;

树脂具有许多固有的优良物理、化学(耐腐蚀、绝缘、耐辐照、耐瞬时高温烧蚀等)和加工性能;

树脂与增强材料复合后,增强材料可以起到增进树脂的力学或其他性能,而树脂对增强材料可以起到粘合和传递载荷的作用,使增强塑料具有优良性能。

3.增韧

有较多的材料韧性不够、太脆,可以通过加入韧性较好的材料或者超细无机材料,增加材料韧性和低温使用性能。

增韧剂:为了降低塑料硬化后的脆性,提高其冲击强度和延伸率而加入树脂中的一种添加剂。

常用增韧剂:

多为马来酸酐接枝相容剂)——

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、

氯化聚乙烯(CPE)、

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、

苯乙烯-丁二烯热塑性弹性(SBS)、

三元乙丙橡胶(EPDM)......

都是用于塑料特别是工程塑料上效果显著的增韧剂。

4.阻燃

在较多的场合,要求材料有阻燃性,比较常用的场合是电子电器,汽车行业也有阻燃要求,但一般较低。阻燃可以通过加入阻燃剂实现。

大多数塑料具可燃性。随着塑料在建筑、家具、交通、航空、航天、电器等方面的广泛应用,提高塑料的阻燃性已成为十分迫切的课题。

阻燃剂:又称难燃剂,耐火剂或防火剂,赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂;它们大多是元素周期表中第ⅤA(磷)、ⅦA(溴、氯)和ⅢA(锑、铝)族元素的化合物。

具有抑烟作用的钼化合物、锡化合物和铁化合物等亦属阻燃剂的范畴,主要适用于有阻燃需求的塑料,延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧。

使其点燃时间增长,点燃自熄,难以点燃。

1)吸热作用

任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的,如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量,那么火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少,燃烧反应就会得到一定程度的抑制。

在高温条件下,阻燃剂发生了强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理就是通过提高聚合物的热容,使其在达到热分解温度前吸收更多的热量,从而提高其阻燃性能。这类阻燃剂充分发挥其结合水蒸汽时大量吸热的特性,提高其自身的阻燃能力。

2)覆盖作用

在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,隔绝氧气,具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而达到阻燃目的。

如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解,另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。

3)抑制链反应

根据燃烧的链反应理论,维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区,捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。

如含卤阻燃剂,它的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来。此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。

4)不燃气体窒息作用

阻燃剂受热时分解出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用,阻止燃烧的继续进行,达到阻燃的作用。

可燃性UL94等级——是应用最广泛的塑料材料可燃性能标准。它用来评价材料在被点燃后熄灭的能力。根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力以及滴珠是否燃烧可有多种评判方法。

塑料阻燃等级:由HB,V-2,V-1,V-0,5VB 向5VA逐级递增。

HB:UL94标准中最低的阻燃等级。

V-2,V-1,V-0,5VB ,5VA阻燃标准

5.耐寒(耐候)

一般指塑料在低温下的耐寒能力,由于塑料固有的低温脆性,使塑料在低温下变脆,所以像汽车里面的塑料件,一般要求耐寒。

耐候性:是指塑料制品因受到阳光照射,温度变化,风吹雨淋等外界条件的影响,而出现的褪色、变色、龟裂、粉化和强度下降等一系列老化的现象。

紫外线照射是促使塑料老化的关键因素。

针对各种材料及不同使用情况制订了各种耐候性的测定方法,如各种老化试验,模拟天然的气候条件,进行试验。

涂层耐候性试验又称大气曝晒试验,考核涂料本身对大气的耐久性。

皮革耐候性可在模拟自然气候的耐候试验箱(或老化箱,加速耐候仪)内进行测定。

6.塑料合金

塑料合金是利用物理共混或化学接枝、共聚的方法,将两种或多种材料制备成高性能、功能化、专用化一种新材料,达到改善一种材料的性能或兼具两种材料特性的目的。

塑料合金广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。

它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本。

通用塑料合金:如PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)合金,使用广泛,生产技术被普遍掌握。

工程塑料合金:泛指工程塑料(树脂)的共混物,主要包括以PC、PBT、PA、POM(聚甲醛)、PPO、PTFE(聚四氟乙烯)等工程塑料为主体的共混体系,以及ABS树脂改性材料。

PC/ABS合金的产量每年都以10%左右的速度增长,其增速在塑料领域中排在前列。目前,PC/ABS合金化研究已经成为高分子合金研究热点。

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