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塑料配方的设计表面上看似简单,但实际上却蕴含着许多内在联系。为了设计出一种高性能、易加工、价格低廉的配方,在选择添加剂时需要考虑许多因素。建议参考以下因素:
1.按目的来选用助剂
根据要达到的目的,选择合适的添加剂类型,添加剂应能充分发挥其预期功效,并达到规定的指标。规定的指标一般为国家标准、国际标准或顾客提出的性能要求。
助剂的具体选择范围参考如下:
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。
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效果好。
耐磨——石墨、二硫化钼、铜粉等钴类磁粉三大类。
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.助剂形态不同,作用有区别
相同一种成分的助剂,其形态不同,对改性作用的发挥的影响也很大。
(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。
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。
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。
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。
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