• 齐步辉工程师

    【分享】塑料配方设计中助剂的选择

    塑料配方设计中助剂的选择  

    (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Millad 3988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。  

    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。

    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。   

    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。但着色剂的粒度不是越小越好,存在一个极限值,而且对不同性能的极限值不同。对着色力而言,偶氮类着色剂的极限粒度为0.1μm,酞箐类着色剂的极限粒度为0.05μm。对遮盖力而言,着色剂的极限粒

    度为0.05μm左右。  
    D.助剂粒度对导电性能的影响  
    以炭黑为例,其粒度越小,越易形成网状导电通路,达到同样的导电效果加入炭黑的量降低。但同着色剂一样,粒度也有一个极限值,粒度太小易于聚集而难于分散,效果反倒不好。   
    (3)助剂的表面处理  
    助剂与树脂的相容性要好,这样才能保证助剂与树脂按预想的结构进行分散,保证设计指标的完成,保证在使用寿命内其效果持久发挥,耐抽提、耐迁移、耐析出。如大部分配方要求助剂与树脂均匀分散,对阻隔性配方则希望助剂在树脂中层状分布。除表面活性剂等少数助剂外,与树脂良好的相容性是发挥其功效和提高添加量的关键。因此,必须设法提高或改善其相容性,如采用相容剂或偶联剂进行表面活化处理等。  
    所有无机类添加剂的表面经过处理后,改性效果都会提高。尤其以填料最为明显,其它还有玻璃纤维、无机阻燃剂等。  
    表面处理以偶联剂和相容剂为主,偶联剂具体如硅烷类、钛酸酯类和铝酸酯类,相容剂为树脂对应的马来酸酐接枝聚合物(南京塑泰)。
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