塑料配方设计的基本原则1

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1、塑料配方设计的基本原则一塑料配方设计的基本原则配方设计的关键为选材、搭配、用量、混合四大要素，表面看起来很简单，但其实包含了很多内在联系，要想设计出一个高性能、易加工、低价格的配方也并非易事，需要考虑的因素很多，作者积多年的配方设计经验提供如下几个方面的因素供读者参考。　　1、树脂的选择　　（1）树脂品种的选择　　树脂要选择与改性目的性能最接近的品种，以节省加入助剂的使用量。如耐磨改性，树脂要首先考虑选择三大耐磨树脂PA、POM、UHMWPE；再如透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC。　　（2）树脂牌号

2、的选择　　同一种树脂的牌号不同，其性能差别也很大，应该选择与改性目的性能最接近的牌号。如耐热改性PP，可在热变形温度100～140℃的PP牌号范围内选择，我们要选用本身耐热140℃的PP牌号，具体如大韩油化的PP-4012。　　（3）树脂流动性的选择　　配方中各种塑化材料的粘度要接近，以保证加工流动性。对于粘度相差悬殊的材料，要加过渡料，以减小粘度梯度。如PA66增韧、阻燃配方中常加入PA6作为过渡料，PA6增韧、阻燃配方中常加入HDPE作为过渡料。　　不同加工方法要求流动性不同。　　不同品种的塑料具有不同的流动性。由此将塑料

3、分成高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料，具体如下：　　高流动性塑料——PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等。　　低流动性塑料——PC、MPPO、PPS等。　　不流动性塑料——聚四氟乙烯、UHMWPE、PPO等。　　同一品种塑料也具有不同的流动性，主要原因为分子量、分子链分布的不同，所以同一种原料分为不同的牌号。不同的加工方法所需用的流动性不同，所以牌号分为注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。不同改性目的要求流动性不同，如高填充要求流动性好，如磁性塑料、填充目料、无卤阻燃电缆料等。　　（4）树脂对助剂的选择性　　如PP

4、S不能加入含铅和含铜助剂，PC不能用三氧化锑，这些都可导致解聚。同时，助剂的酸碱性，应与树脂的酸碱性要一致，否则会起两者的反应。　　2、助剂的选择　　（1）按要达到的目的选用助剂　　按要达到的目的选择合适的助剂品种，所加入助剂应能充分发挥其预计功效，并达到规定指标。规定指标一般为产品的国家标准、国际标准，或客户提出的性能要求。助剂的具体选择范围如下：　　增韧——选弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料。　　增强——选玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。　　阻燃——溴类（普通溴系和环保溴系）、磷类、氮类、氮/磷复合类膨胀型阻燃剂、三氧

5、化二锑、水合金属氢氧化物。　　抗静电——各类抗静电剂。　　导电——碳类（炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管）、金属纤维和金属粉、金属氧化物。　　磁性——铁氧体磁粉、稀土磁粉包括钐钴类（SmCo5或Sm2Co17）、钕铁硼类(NdFeB)、钐铁氮类(SmFeN)、铝镍钴类磁粉三大类。　　导热——金属纤维和金属粉末、金属氧化物、氮化物和碳化物；碳类材料如炭黑、碳纤维、石墨和碳纳米管；半导体材料如硅、硼。　　耐热——玻璃纤维、无机填料、耐热剂如取代马来酰亚胺类和β晶型成核剂。　　透明——成核剂，对PP而言α晶型成核剂的山梨醇系列Milla

6、d3988效果最好。　　耐磨——石墨、二硫化钼、铜粉等。　　绝缘——煅烧高岭土。　　阻隔——云母、蒙脱土、石英等。　　（2）助剂对树脂具有选择性　　红磷阻燃剂对PA、PBT、PET有效；氮系阻燃剂对含氧类有效，如PA、PBT、PET等；成核剂对共聚聚丙烯效果好；玻璃纤维耐热改性对结晶性塑料效果好，对非晶型塑料效果差；炭黑填充导电塑料，在结晶性树脂中效果好。　　3、助剂的形态　　同一种成分的助剂，其形态不同，对改性作用的发挥影响很大。　　（1）助剂的形状　　纤维状助剂的增强效果好。助剂的纤维化程度可用长径比表示，L/D越大、增强

7、效果越好，这就是为什么我们加玻璃纤维要从排气孔加入。熔融状态比粉末状有利于保持长径比，减小断纤几率。　　圆球状助剂的增韧效果好、光亮度高。硫酸钡为典型的圆球状助剂，因此高光泽PP的填充选用硫酸钡，小幅度刚性增韧也可用硫酸钡。　　（2）助剂的粒度　　A．助剂粒度对力学性能的影响　　粒度越小，对填充材料的拉伸强度和冲击强度越有益。例如，不同粒度的20%硅灰石填充对PA6力学性能的影响见表3。　　再如，就冲击强度而言,三氧化二锑的粒径每减少1μm，冲击强度就会增加1倍。　　B．助剂粒度对阻燃性能的影响　　阻燃剂的粒度越小，阻燃效果就

8、越好。例如水合金属氧化物和三氧化二锑的粒度越小，达到同等阻燃效果的加入量就越少.　　再如，ABS中加入4%粒度为45μm的三氧化二锑与加入1%粒度为0.03μm的三氧化二锑阻燃效果相同。　　C．助剂粒度对配色的影响　　着色剂的粒度越小，着色力越高、遮盖力越强、色泽越均匀。但着