改進(jìn)塑料的透明性、硬度和柔性.doc

降低塑料的密度降低塑料的密度是指通過(guò)適當(dāng)?shù)霓k法，使塑料原有的相對(duì)密度下降，以適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)合的需要。降低塑料的密度方法有發(fā)泡改性、添加輕質(zhì)填料及共混輕質(zhì)樹(shù)脂三種。發(fā)泡降低塑料的密度塑料制品的發(fā)泡成型是降低其密度的最有效方法。而添加輕質(zhì)添料和共混輕質(zhì)樹(shù)脂兩種改性方法，只能小幅度地降低密度，其降幅一般只有50%左右，最低相對(duì)密度只能達(dá)到0.5左右。塑料發(fā)泡制品的密度變化范圍很廣范，相對(duì)密度最低可達(dá)到10-3。添加輕質(zhì)填料降低塑料的密度這種方法使密度降低幅度比較小，一般最低可下降到相對(duì)密度0.40.5左右。填料的相對(duì)密度大都比塑料大，比塑料相對(duì)密度小的填料品種只有如下幾種。（1）微珠類a、 玻璃中空微球（漂珠）相對(duì)密度為0.40.7，主要用于熱固性樹(shù)脂；b、 酚醛微珠相對(duì)密度為0.1。（2）有機(jī)填料類a、 軟木粉相對(duì)密度0.5，表觀密度0.050.06；b、纖維粉屑、棉屑相對(duì)密度0.20.3；c、果殼農(nóng)作物如稻草粉、花生粉及椰殼粉等。輕質(zhì)填料的加入量一般在50%以下，以不嚴(yán)重影響其原有性能為原則。共混輕質(zhì)樹(shù)脂降低塑料的密度這種方法的降低幅度更小，一般只適合于相對(duì)密度較大的塑料選用，如氟塑料、POM、PPS、HPVC、PA66、PI及熱固性塑料等。可選用的輕質(zhì)塑料指相對(duì)密度為1以下的幾種樹(shù)脂，如聚4-甲基戊烯-1、EPR（乙丙共聚物）、PE類、PP類、EVA等。加入量以不影響塑料的其它性能為主中，一般為20%40%左右。提高塑料的密度提高塑料的密度是使原樹(shù)脂相對(duì)密度升高的一種方法，主要為添加重質(zhì)填料和共混重質(zhì)樹(shù)脂。添加重質(zhì)填料提高塑料的密度(1) 金屬粉(2) 重質(zhì)礦物填料共混重質(zhì)樹(shù)脂提高塑料的密度此種方法提高幅度比較小，一般最高只能達(dá)到50%左右。主要適于一些輕質(zhì)樹(shù)脂如PE、PP、PS、EVA、PA1010及PPO等。常加入的重質(zhì)樹(shù)脂有：PTFE、FEP、PPS及POM等。改進(jìn)塑料的透明性塑料的透明性衡量一種材料的透明性好壞，有許多性能指標(biāo)都需要考慮。常用的指標(biāo)有：透光率、霧度、折光指數(shù)、雙折射及色散等。在上述指標(biāo)中，透光率和霧度二個(gè)指標(biāo)主要表征材料的透光性，而折光指數(shù)、雙折射及色散三個(gè)指標(biāo)主要用于表征材料的透光質(zhì)量。一種好的透明性材料，要求上述性能指標(biāo)優(yōu)異且均衡。透明性的分類按材料的透光率大小，可將其分為如下三類：透明材料波長(zhǎng)400nm800nm可見(jiàn)光的透光率在80%以上；半透明材料波長(zhǎng)400nm800nm可見(jiàn)光的透光率在50%80%之間；不透明材料波長(zhǎng)400nm800nm可見(jiàn)光的透光率在50%以下。按上述的分類方法，可將樹(shù)脂分成如下幾類。（1）透明性樹(shù)脂主要包括：PMMA、PC、PS、PET、PES、J.D系列、CR-39、SAN（又稱AS）、TPX、HEMA及BS（又稱K樹(shù)脂）等。其中PES為聚醚砜，J.D系列光學(xué)樹(shù)脂為PES的共聚衍生物，SAN為苯乙烯/丙烯腈共聚物，TPX為聚甲基戊烯-1，BS為25%丁二烯/75%苯乙烯共聚物，CR-39為雙烯丙基二甘醇碳酸酯聚合物，HEMA為聚甲基丙烯酸羥乙酯。（2）半透明樹(shù)脂主要包括PP和PA兩種。（3）不透明樹(shù)脂主要包括ABS、POM、PTFE及PF等。改進(jìn)塑料透明性的原理塑料的透明性大小與其制品的結(jié)晶度大小和結(jié)晶結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，通過(guò)控制制品的不同形態(tài)結(jié)構(gòu)，可以改善其透明性?？刂平Y(jié)晶質(zhì)量（1）晶型（2）球晶含量（3）晶體尺寸（4）晶體規(guī)整性提高折射率主要是通過(guò)加入不影響透明性的高折射率有機(jī)物或無(wú)機(jī)物來(lái)提高其折射率。降低雙折射可通過(guò)控制加工中的取向，即降低取向度而達(dá)到降低雙折射的目的。綜上所述，塑料的透明改性即通過(guò)控制制品的聚集形態(tài)或加入其它物質(zhì)，來(lái)提高制品的透光率、折射率，而降低霧度、色散及雙折射。添加改進(jìn)塑料的透明性添加改進(jìn)塑料的透明性是指在透明樹(shù)脂中加入小分子物質(zhì)，從而改善其透明性的方法。利用這種方法可提高透光率、折射率，降低雙折射。添加成核劑添加成核劑是增大透明樹(shù)脂透光率最有效的一種方法。成核劑是一種可以促進(jìn)結(jié)晶的小分子物質(zhì)。它在樹(shù)脂中可以起到晶核的作用，使原有的均相成核變成異相成核，增加結(jié)晶體系內(nèi)晶核的數(shù)目，使微晶的數(shù)量增多，球晶數(shù)目減少，從而使晶體尺寸變細(xì)，樹(shù)脂的透明性提高。成核劑的種類很多，可以分為透明成核劑和標(biāo)準(zhǔn)型成核劑兩種。作為透明改性的成核劑，一般要選擇透明成核劑；有時(shí)也可選用標(biāo)準(zhǔn)型成核劑，但要嚴(yán)格控制加入量。（1）透明類成核劑。a、 山梨糖醇系b、 磷系（2） 標(biāo)準(zhǔn)型成核劑a、 羧酸類b、 羧酸鹽c、 無(wú)機(jī)物添加高折射率無(wú)機(jī)物添加能降低雙折射的物質(zhì)添加抗霧劑改性塑料的硬度和柔性性進(jìn)塑料的硬度概述（1）硬度的概念及表示方法硬度是指材料抵抗其它較硬物體壓入其表面的能力。硬度值的大小是表征材料軟硬程度的有條件的定量反映，它不是一個(gè)單純而確定的物理量。硬度值的大小不僅取決于材料的本身，而且取決于測(cè)試條件和測(cè)定方法，即不同的硬度測(cè)量方法，對(duì)同一種材料測(cè)定的硬度值不盡相同。因此，要比較材料之間的硬度大小，必須用同一種測(cè)量方法測(cè)量的硬度值，才有可比性。常用于表示硬度的方法有如下幾種。a、 邵氏硬度b、 洛氏硬度c、 莫氏硬度添加改進(jìn)塑料的硬度添加改進(jìn)塑料的硬度是指在塑料中加入硬質(zhì)添加劑的一種改性方法。常用的硬度填加劑為剛性無(wú)機(jī)填料及纖維。（1）添加剛性無(wú)機(jī)填料表面處理改進(jìn)塑料的硬度塑料的表面硬度改進(jìn)方法是指只改善塑料制品外表的硬度，而制品內(nèi)部的硬度不變。這是一種低成本的硬度改進(jìn)方法。這種改性方法主要用于殼體、裝飾材料、光學(xué)材料及日用品等。這種改性方法主要包括涂層、鍍層及表面處理三種方法。共混與復(fù)合改進(jìn)塑料的硬度（1）共混改進(jìn)塑料的硬度塑料共混改進(jìn)方法即在低硬度樹(shù)脂混高硬度樹(shù)脂，以提高其整體硬度。常見(jiàn)的共混樹(shù)脂有：PS、PMMA、ABS及MF等，需要改性的樹(shù)脂主要為PE類、PA、PTFE及PP等。（2） 復(fù)合改進(jìn)塑料的硬度塑料復(fù)合改進(jìn)硬度的方法即在低硬度塑料制品表面上復(fù)合一層高硬度樹(shù)脂。此方法主要適合于擠出制品，如板、片、膜及管材等。常用的復(fù)合樹(shù)脂為PS、PMMA、ABS及MF等。改性塑料的柔性概述從直觀上講，塑料的柔性是指塑料制品的柔軟程度，即塑料制品越軟，其柔性越好。在高分子物理學(xué)中，對(duì)柔性的定義為高分子鏈能夠改變其均象的性質(zhì)。一種塑料的柔性大小取決于其聚合物的分子鏈結(jié)構(gòu)。添加增塑劑改進(jìn)塑料的柔性增塑劑的主要作用是改善樹(shù)脂的加工性，即降低加工溫度，改善加工流動(dòng)性。但其加入到相關(guān)的樹(shù)脂中，還可以賦予制品以柔性。適用于增塑劑進(jìn)行改進(jìn)柔性的樹(shù)脂有：PVC、PVDC、CPE、SBS、PA、ABS、PVA及氯化聚醚等。改進(jìn)塑料的加工性能改進(jìn)塑料加工性能的原理塑料的加工過(guò)程塑料的加工過(guò)程是由塑料原料（樹(shù)脂+添加劑）變成具有一定強(qiáng)度制品的過(guò)程。熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂其加工過(guò)程中所發(fā)生的變化不同。改進(jìn)塑料加工性能的原理改進(jìn)塑料的加工性能主要集中在如下幾個(gè)方面。（1）提高樹(shù)脂的熱分解溫度（2）降低樹(shù)脂的熔融溫度（3）改善樹(shù)脂的加工流動(dòng)性（4）改善樹(shù)脂的熔體特性增塑劑的作用機(jī)理增塑劑是指可提高聚合物塑性的一類物質(zhì)，它主要用于PVC樹(shù)脂，在PVC中的用量可占整個(gè)增塑劑用量的98%以上。除PVC外，增塑劑還用于PVDC、CPE、SBS、聚乙酸乙烯酯、硝酸纖維素、PA、ABS及PVA等聚合物中。增塑劑的主要作用如下。a、 降低聚合物熔融溫度及熔體粘度，從而降低其成型加工溫度。b、 使聚合物制品具有柔軟性、彈性及耐低溫性能。增塑劑的具體作用機(jī)理如下。a、 體積效應(yīng)b、 屏蔽效應(yīng)潤(rùn)滑劑作用機(jī)理潤(rùn)滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的磨擦力，從面降低熔體的流動(dòng)阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動(dòng)性，避免熔體與設(shè)備的粘附，提高制品表面的光潔度等。常用潤(rùn)滑劑品種（1）潤(rùn)滑劑的分類a、 按潤(rùn)滑劉成分分類主要有飽和烴、鹵代烴類、脂肪酸類、脂肪酸酯類、脂肪族酰胺類、金屬皂類、脂肪醇及多元醇類等。b、 按潤(rùn)滑劑的作用分類可分為內(nèi)、外潤(rùn)滑劑兩種，內(nèi)、外潤(rùn)滑劑的區(qū)分主要依其與樹(shù)脂的相容性大小。內(nèi)潤(rùn)滑劑與樹(shù)脂親和力大，其作用是降低大分子間的作用力；外潤(rùn)滑劑與樹(shù)脂的親和力小，其作用是降低樹(shù)脂與加工機(jī)械之間的磨擦。常用潤(rùn)滑劑品種按潤(rùn)滑劑的組成可分為：飽各烴類、金屬皂類、脂肪族酰胺、脂肪酸類、脂肪酸酯類及脂肪醇類。降低塑料的成本填充降低塑料的成本概述填充降低塑料的成本是指在樹(shù)脂中加入成本低廉的填料，或稱為填加劑。常用的填料主要為天然礦物及工業(yè)廢渣等，此外還有木粉及果殼粉等有機(jī)填料及廢熱固性塑料粉等。填料是塑料助劑中應(yīng)用最廣泛，消耗量最大的一類助劑。塑料填充的目的對(duì)于熱塑性塑料，主要是降低成本；對(duì)于熱固性塑料是降低成本與改性兼而有之。填充除降低成本外，不可以改善制品的某些性能。普遍可以改善的有剛性、耐熱性（無(wú)機(jī)填料）、尺寸穩(wěn)定性、降低成型收縮率及抗蠕變性等；有的還可以改善絕緣性、阻燃性、消煙性及隔音性等。常用填料（1）天然礦物類填料a、 CaCO3類填料b、 滑石粉填料c、 硅灰石填料d、 高嶺土填料e、 云母填料f、 硅藻土填料填充降低塑料成本的配方設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）填料的吸油性及吸樹(shù)脂性a、 填料的吸油性b、 填料的吸樹(shù)脂性鑒于填料具有上述兩種吸油性和吸樹(shù)脂性，在填充配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。a、 配方體系中含有液體助劑時(shí)，要選用吸油性小的填料。b、 配方體系中含有液體樹(shù)脂時(shí)，要選用吸樹(shù)脂性小的填料。（2）填料的表面處理填料表面處理的目的在于降低填料的親水性，提高填料的親油性，從而增大填料同樹(shù)脂的相容性。a、 填料的偶聯(lián)處理填料的偶聯(lián)處理是指用偶聯(lián)劑對(duì)添料表面進(jìn)行活化處理的一種方法。在具體選用偶聯(lián)劑時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。（a） 不同填料品種選擇的偶聯(lián)劑不同共混降低塑料的成本共混降低塑料的成本是指在高價(jià)位樹(shù)脂中混入低價(jià)位樹(shù)脂或廢舊塑料，以達(dá)到降低成本的目的的過(guò)程。與填充降低塑料的成本相比其成本下降幅度不十分大，但具有對(duì)其自身性能影響較小的優(yōu)點(diǎn)。共混價(jià)廉樹(shù)脂在所用樹(shù)脂中，價(jià)位相對(duì)低的樹(shù)脂主要為：PVC、LDPE、LLDPE、HDPE、PP及PS七種，所謂共混價(jià)廉樹(shù)脂即混入這些樹(shù)脂。塑料的增強(qiáng)塑料添加纖維增強(qiáng)方法這是一種最常用且有效的增強(qiáng)方法。增強(qiáng)用纖維類材料增強(qiáng)用纖維類材料是塑料用最主要的增強(qiáng)材料，其用量可占整個(gè)增強(qiáng)材料的90%以上。增強(qiáng)用纖維類材料包括纖維和晶須兩大類，具體品種主要有：無(wú)機(jī)類（如玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、晶須、石英纖維、石墨纖維及陶瓷纖維等）、有機(jī)類（如PAN纖維、聚乙烯纖維、PA纖維、PC纖維、PVC纖維及聚酯纖維等）、金屬類（如硼纖維及鋁、鈦、鈣等金屬晶須等）。（1）玻璃纖維（GF）（2）碳纖維（3）晶須（4）硼纖維（5）其它超強(qiáng)無(wú)機(jī)纖維（6）有機(jī)纖維塑料添加補(bǔ)強(qiáng)填料增強(qiáng)方法大部分常規(guī)填料直接添加到樹(shù)脂中，會(huì)引起塑料的拉伸強(qiáng)度下降。但有些經(jīng)過(guò)表面獨(dú)步一時(shí)的或直接添加的特殊填料不但不引起拉伸強(qiáng)度的下降，反而會(huì)在一定程度上提高拉伸強(qiáng)度，我們稱這類填料為補(bǔ)強(qiáng)填料。補(bǔ)強(qiáng)填補(bǔ)的增強(qiáng)改性遠(yuǎn)不及增強(qiáng)纖維，只可用于一些強(qiáng)度要求不太高的場(chǎng)合。塑料的增韌塑料共混彈性體材料的增韌方法（1）常用彈性體增韌材料彈性體類材料有幾種分類方法。a、 按玻璃化溫度高低分類高抗沖擊樹(shù)脂主要有：CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油樹(shù)脂（MPR）等；其中，只有MPR的成本低于PVC樹(shù)脂。高抗沖擊橡膠主要有：乙丙橡膠（EPR）、三元乙丙橡膠（EPDM）、丁腈膠（NBR）、丁苯膠、天然膠、順丁膠、氯丁膠、聚異丁烯及丁二烯膠等。改變塑料的熱學(xué)性能塑料的熱學(xué)性能影響塑料制品使用的熱學(xué)性能主要為耐熱溫度和耐低溫溫度。耐熱溫度主要可用熱變形溫度、馬丁耐熱溫度及維卡軟化點(diǎn)表示；而耐低溫溫度一般可用脆化溫度表示。熱變形溫度熱變形溫度是衡量塑料耐熱性好壞的主要指標(biāo)之一，也是一種最常用最重要的指標(biāo)，已為大多數(shù)國(guó)家所采用。熱變形溫度的定義為：將一個(gè)具有尺寸要求的矩形試樣，放在跨距為100mm的支架上，并在兩支架中點(diǎn)處，施加規(guī)定的負(fù)荷（1.81N/mm2和0.45N/ mm2兩種），將受荷試樣浸在導(dǎo)熱的液體介質(zhì)中，以120攝氏度/h的速度升溫，當(dāng)試樣中點(diǎn)達(dá)到規(guī)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)變形量時(shí)，讀取相應(yīng)的溫度即為熱變形溫度。由于有兩種負(fù)荷，所以在熱變形溫度中一般要注明為何種負(fù)荷。但因大負(fù)荷一般常用，所以不標(biāo)注負(fù)荷時(shí)，即為大負(fù)荷。一般只有熱變形溫度十分低，比常溫高不了多少時(shí)，才選用小負(fù)荷。塑料添加改變耐熱性（1）塑料的填充改變耐熱性在所有填料中，除有機(jī)填料外，大部分無(wú)機(jī)礦物填料都可明顯提高塑料的耐熱溫度。常用的耐熱填料有：碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、煅燒陶土、鋁礬土及石棉等。例如，云母的最高使用溫度可達(dá)1000攝氏度，是最有效的耐熱改性填料。（2）塑料的增強(qiáng)改變耐熱性塑料的增強(qiáng)改變耐熱性效果比填充還要好，這主要是因?yàn)榇蟛糠掷w維的耐熱溫度十分高，熔點(diǎn)大都超過(guò)1500攝氏度。常用的耐熱纖維主要有：石棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、晶須、聚酰胺纖維及丙烯酸酯纖維等改性塑料的阻燃性塑料的燃燒性大多數(shù)塑料的阻燃性都不是十分好，衡量樹(shù)脂阻燃性的好與否，一般用如下三個(gè)指標(biāo)。（1）氧指數(shù)（OI）（2）美國(guó)UL標(biāo)準(zhǔn)（UL-94）美國(guó)UL標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)試方法為觀察塑料在直接接觸火源時(shí)的燃燒情況，并對(duì)其進(jìn)行耐燃性分析。a、V-0級(jí)離火后10s內(nèi)熄滅，并不引燃其下方30cm處藥棉b、V-1級(jí)離火后1030s內(nèi)熄滅，并不引燃其下方30cm處藥棉c、V-2級(jí)離火后30s內(nèi)熄滅，但可引燃其下方30cm處藥棉塑料添加用阻燃材料及配方設(shè)計(jì)（1）塑料添加用阻燃材料塑料添加阻