《改性塑料简介》由会员分享，可在线阅读，更多相关《改性塑料简介（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、改性塑料简介Final revision by standardization team on December 10, 2020.改性塑料改性塑料，是指在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工改性，提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。中文名改性塑料加工方法 填充、共混、增强目录1简要5改性知识6细分类别2发展简介7改性PA3特点分散状态8改进技术4硬度填充物态9、基本定义基 础通用塑料和工程塑料作用 提高了阻燃性、强度、抗冲击性1、简要通过改性的塑料部件不仅能够达到一些钢材的强度性能，还具有质轻、色彩丰富、易 成型等一系列优点，因此“以塑代钢”的趋势
2、在很多行业都显现出来，而现阶段要找出一 种大规模替代塑料制品的材料几乎是不可能的。2、发展改性塑料属于石油化工产业链中的中间产品，主要由五大通用塑料和五大工程塑料为 塑料基质加工而成，具有阻燃、抗冲、高韧性、易加工性等特点。我国改性塑料行业发展迅猛，产量、表观消费量年均增长分别达到20%、15%。国内 改性塑料年总需求在500万吨左右，约占全部塑料消费量的10%左右，但仍远低于世界平 均水平20%。此外，我国人均塑料消费量与世界发达国家相比还有很大的差距。作为衡量 一个国家塑料工业发展水平的指标一一塑钢比，我国仅为30： 70，不及世界平均的50： 50,更远不及发达国家如美国的70：30和德
3、国的63：37。塑料在汽车工业中的应用始于20世纪50年代，已经有50多年的历史。随着汽车向 轻量化发展、节能方向发展，对材料提出了更高的要求。由于lkg塑料可以替代2-3kg钢 等更重的材料，而汽车自重每下降10%,油耗可以降低6%-8%。所以增加改性塑料在汽车 中的用量可以降低整车成本、重量，并达到节能效果。改性塑料是涉及面广、科技含量高、能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域。而改 性技术一填充、共混和增强改性更是深入几乎所有的塑料制品的原材料与成型加工过程。普通的塑料往往会有它自身的特性和缺陷，改性塑料就是给塑料改变一下性质，基本 的技术包括：1、增强：将玻璃纤维等与塑料共混以增加塑料的
4、机械强度。2、填充：将矿物等填充物与塑料共混，使塑料的收缩率、硬度、强度等性质得到改 变。3、增韧：通过给普通塑料加入增韧剂共混以提高塑料的韧性，增韧改性后的产品： 铁轨垫片。4、阻燃：给普通塑料树脂里面添加阻燃剂，即可使塑料具有阻燃特性，阻燃剂可以 是一种或者是几种阻燃剂的复合体系，如溴+锑系，磷系，氮系，硅系，以及其他无机阻 燃体系。5、耐寒：增加塑料在低温下的强度和韧性，一般塑料在低温下固有的低温脆性，使 得在低温环境中应用受限，需要添加一些耐低温增韧剂改变塑料在低温下的脆性，例如汽 车保险杠等塑件，一般要求耐寒。3、特点改性塑料凭借优越的性价比在越来越多的下游领域得到应用，可以说改性塑
5、料已经成 为一种消费趋势，而这种趋势背后隐含了如下五种因素：高性能：改性塑料不仅具备传统塑料的优势，如密度小、耐腐蚀等，同时物理、机械 性能得到很好的改善，如高强度、高韧度、高抗冲性、耐磨抗震，此外塑料综合性能的提 高为其下游领域的广泛应用提供了基础。低成本：与其他材料相比，塑料得益于生产效率高、密度低等优势，具有更低的成 本，单位体积塑料的成本仅为金属的十分之一左右。政府政策：中国推行的“3C”强制认证制度，对目录内产品的安全性能进行了严格的 规定，从而推动了阻燃塑料在家用电器、IT、通讯等领域的广泛应用。消费升级：随着生活水平的提高，人们开始追求更加卓越的产品性能，要求家电等产 品更加美观
6、、安全、耐用，从而对上游的塑料行业提出更高的要求，要求其具有更好的加 工性能、力学性能、耐用性和安全性。技术因素：世界上已经发现1000多种聚合物，但真正有应用价值的只有几十种，开 发新的聚合物不仅投资巨大，而且应用前景不明朗；相反，改性技术不仅可以提高现有聚 合物的性能以适应产业的需求，同时可以降低一些高价工程塑料的成本，成为发展塑料工 业的有效途径。4、硬度硬度是指材料抵抗其它较硬物体压入其表面的能力。硬度值的大小是表征材料软硬程度的有条件的定量反映，它不是一个单纯而确定的物 理量。硬度值的大小不仅取决于材料的本身，而且取决于测试条件和测定方法，即不同的 硬度测量方法，对同一种材料测定的硬
7、度值不尽相同。因此，要比较材料之间的硬度大 小，必须用同一种测量方法测量的硬度值，才有可比性。常用于表示硬度的方法有如下几种：a、邵氏硬度b、洛氏硬度c、莫氏硬度添加改性塑料的硬度添加改性塑料的硬度是指在塑料中加入硬质添加剂的一种改性方法。常用的硬度填加 剂为刚性无机填料及纤维。（1）添加刚性无机填料表面处理改进塑料的硬度塑料的表面硬度改进方法是指只改善塑料制品外表的硬度，而制品内部的硬度不变。 这是一种低成本的硬度改进方法。这种改性方法主要用于壳体、装饰材料、光学材料及日用品等。这种改性方法主要包 括涂层、镀层及表面处理三种方法。共混与复合改进塑料的硬度（1）共混改进塑料的硬度塑料共混改进方
8、法即在低硬度树脂混高硬度树脂，以提高其整体硬度。常见的共 混树脂有：PS、PMMA、ABS及MF等，需要改性的树脂主要为PE类、PA、PTFE及PP等。（2）复合改进塑料的硬度塑料复合改进硬度的方法即在低硬度塑料制品表面上复合一层高硬度树脂。此方法主 要适合于挤出制品，如板、片、膜及管材等。常用的复合树脂为PS、PMMA、ABS及MF 等。5、改性知识简介一、塑料的添加剂 二、改性塑料中填充材料的分散状态及其形成填充改性塑料的性 能除了与主要组分基体树脂的性质以及填充材料的性质、形态、尺寸、浓度密切相关外， 填充材料的分散状态：基体树脂的高分子聚集态结构、织态结构：填充材料与树脂界面结 构也有
9、很大的影响。下面主要讨论填充材料的分散状态。分散状态1. 无机粒子添加到聚合物熔体中经过螺杆或其他机械剪切作用，可能形成三种无机 粒子分散的微观结构状态。（1）无机粒子在聚合物中形成第二聚集态结构。在这种情况 下，如果无机粒子的粒径足够小粒子间界面结合良好，无机粒子如同刚性链条一样对聚合 物起着增强作用，这种分散状态具有很好的增强效果。如胶体二氧化硅和炭黑之所以对橡 胶有增强作用，其中一个重要作用是他们在橡胶中形成了这种第二聚集态结构。（2）无 机粒子以无规的分散状态存在，有的聚集成团，有的以个别分散形式存在。这种分散状态 既不能增强也不能增韧。由于粉团中粒子间的相互作用很弱，将成为填充材料中
10、最为薄弱 的环节。（3）无机粒子均匀而个别地分散在基体树脂中。在这种情况下，无论粒子与基 体树脂间有无良好的界面结合，都会产生一定的增强增韧效果。为了获得增强增韧的填充 改性塑料，希望是第三种分散状态。2. 无机粉粒状填充材料能否个别地均匀分散于基体树脂中与多种因素有关。在加工 条件固定的情况下与无机粒子的比表面积、表面自由能、表面极性树脂熔体的黏度，无机 粒子与基体树脂间的相互化学作用等有关。从填充改性预期的效果来看无机粒子尺寸越小 越好。但尺寸越小表面能越高，自凝聚能力越强，越难均匀分散。因表面能及高速运动碰 撞摩擦下产生静电而凝聚成一个个粉团。这种凝聚体在后序的混炼加工及成型加工中靠机
11、械剪切力是再也打不开的，就呈现上述第二种分散状态成为改性塑料中最不愿意看到的“白点”。填充物态粉粒状是属于长/径比近似为1的填充材料的分散状态，长径比较大的填充材料是指 短纤维状、针状、薄片状的填充材料。这类材料分散问题，有两个层次，其一、分散的均 匀性;其二、取向。由于这类填充材料长径比明显的不对称性，其填充改性塑料成型加工 制品时，物料的流动总会产生填充剂不同程度的取向分布。其取向有两种情况也伴随有两 种取向状态。加压下，物料不发生大流动状态下的填充材料取向。加压下各个填料个体顺 着把各个部位所受的压力差尽可能平均化的方向运动使得最大面积上接受压力导致填充材 料方向与压力方向成直角的方向取
12、向。在制品同一层上填充材料的取向是随机的基本上是 属于二维取向状态。6、细分类别改性塑料产品主要种类有阻燃树脂类、增强增韧树脂类、塑料合金类、功能色母类图表改性塑料的主要细分类别、消费群体及市场应用情况大类细分消费群体具体应用阻燃树脂类阻燃高抗冲聚苯乙 烯树脂、阻燃聚丙 烯树脂、阻燃ABS 树脂等电视机制造企业、电脑 制造企业、办公电器（打印机、复印机、传 真机等）企业、灯饰企 业、电工企业、音响厂 等制造各种产品的外壳、 内部零件、周边器材（接插件、配电盘、插 头）等增强增韧树脂类耐候增韧PP专用料家电企业，汽车零部件企业等生产家电及汽车产品内部零件玻纤增强热塑性塑料电脑配件企业、机 械零部
13、件企业、电 动工具企业、灯具 企业等制造电脑配件、机械零 部件、电动工具及灯具 零部件塑料合金类PC合金产品电工企业、计算机制造 企业、办公电器（打印 机、复印机、传真机 等）企业、汽车配件厂 等生产汽车仪表面板、计 算机和办公室自动化设 备、电动工具外壳、蜂 窝电话等PVC合金产品家电丿商、电子电器厂商等豕电外冗、电器开关、 电表外壳、灯饰材料、 通讯网络、建材等聚酯合金产品等汽车、家电、电动工具等企业汽车零部件、家电零 件、电动工具零件等功能色母类高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母料电视机制造企业、音响厂等制造电子、电器产品的外壳等7、改性 PA玻璃纤维增强 PA 在 20 世纪 50 年代就有研
14、究，但形成产业化是 20 世纪 70 年代，自 1976 年美国杜邦公司开发出超韧 PA66 后，各大公司纷纷开发新的改性 PA 产品，美国、 西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA,大量的改性PA投放 市场。PA 作为工程塑料中最大最重要的品种,具有很强的生命力,主要在于它改性后实现 高性能化,其次是汽车、电器、电讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越 强烈,相关产业飞速发展,促进了工程塑料高性能化的进程,使其扮演着越来越重要的角 色。1. 高强度高刚性尼龙的市场需求越来越大,新的增强材料如无机晶须增强,碳纤维增 强 PA 成为重要的品种,主要是用于汽车发动
15、机部件,机械部件以及航空设备部件。2. 尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要 途径,也是制造尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段。通过掺混其他高聚物,来改善尼 龙的吸水性,提供制品的尺寸稳定性,以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而,适用车种不同要求的用途。3. 纳米尼龙的制造技术与应用得到迅速发展。纳米尼龙的优点在于其热性能，力学性 能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高，而制造成本与背通尼龙相当。因而，具有很大的竞争 力。4. 用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增，绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重 视：5. 抗静电、导电尼龙以及磁性尼龙成为电子设备、高性能化的进程。6. 加工助剂的研究与应用，将推动改性尼龙的功能化、高性能化的进程。7. 综合技术的应用，产品的精细化是推动其产业发展的动力。二：成型加工加工特性：1. 尼龙容易受潮。在大气中，PA的平衡吸水率为、PA66为、PA610为, PA1010 为%，尼龙含水量对其力学性能有较大的影响。在熔融状态下，水分的存在，会引起尼龙 的水解而导致分子量下降，使制品机械性能下降，还会在成型中使制品表面出现气泡、银 丝和斑纹等缺陷。所以成型前必须充分干燥。
