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上海舜力实业有限公司
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塑料改性
2011-6-16
来源:未知
点击数:  4736        作者:未知
  • 改性塑料

    目录

    改性塑料相关概念
    改性塑料的特点
    改性塑料的主要细分类别及其消费群体
    改性塑料的常用改进技术
    改性塑料技术较新技术进展
    中国改性塑料的技术地位

    编辑本段改性塑料相关概念

    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,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
    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,因此目前“以塑代钢”的趋势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。
    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。而塑料改性技术—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。从原料树脂的生产到从多种规格及品种的改性塑料母料,为了降低塑料制品的成本,提高其功能性,离不开塑料改性技术。
    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:用玻纤给塑料的强度改变一下。
    2、填充:给普通塑料填充一些矿物质,使塑料的性质得到改变。
    3、增韧:给普通塑料加入一些增韧剂使得这些塑料可以韧性很强,改性后的产品:铁轨垫片。
    4.阻燃: 给普通塑料树脂里面加阻燃剂,即可使塑料具有阻燃特性.一般阻燃剂有溴+锑系,P系,N系,还有无机阻燃体系.
    5.耐寒: 一般指塑料在低温下的耐寒能力,由于塑料固有的低温脆性,使塑料在低温下变脆,所以像汽车里面的塑料件,一般要求耐寒.
    图表 塑料改性技术的作用
    作用 举例
    克服局限性 克服加工性能差、强度不够等缺陷
    赋予新的功能 赋予阻燃、耐候、高抗冲性、抗菌、抗静电等新的功能
    降低成本 如对PP进行矿物质增强增韧改性,对工程塑料改性,降低成本的效果更明显
    资料来源:力勤资讯 2010.01

    编辑本段改性塑料的特点

    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:我国推行的“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、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:目前世界上已经发现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。

    编辑本段改性塑料的主要细分类别及其消费群体

    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、功能色母类等。
    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 家电厂商、电子电器厂商等 家电外壳、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
    资料来源:力勤资讯 2010.01
    1、阻燃树脂类
    阻燃树脂类主要分为阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂、阻燃聚丙烯树脂、阻燃ABS树脂等。上述产品又根据阻燃等级分为UL94 V0级、UL94 V1级、UL94 V2级以及UL94 HB级等不同的阻燃规格,相对于普通的塑料,阻燃塑料产品可大大减少发生短路、过载、水浸等情况时产生火灾的风险。
    阻燃树脂类产品的主要消费群体有: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。主要用于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。
    2、增强增韧树脂类
    增强增韧树脂类主要分为耐候增韧PP专用料、玻纤增强热塑性塑料等产品。
    1)耐候增韧PP专用料。耐候增韧PP专用料是一种具有工程塑料特性的聚丙烯新材料,具有低温韧性好、成型收缩率小、刚性高、耐候性强等优点,主要用于需耐气候、紫外线的户外环境。其主要消费群体有家电企业,汽车零部件企业等。
    2)玻纤增强热塑性塑料类。玻纤增强热塑性塑料类产品主要有玻纤增强AS/ABS、玻纤增强PP、玻纤增强尼龙、玻纤增强PBT/PET、玻纤增强PC、玻纤增强PPE/PPS等产品。其主要消费群体有电脑配件企业、机械零部件企业、电动工具企业、灯具企业等。
    3、塑料合金类
    塑料合金类主要分为PC合金产品、PVC合金产品以及聚酯合金产品等。
    PC合金产品具有冲击强度高、抗蠕变性、耐热、吸水率低,无毒、介电性优良等特点。主要应用于汽车仪表面板、计算机和办公室自动化设备、电动工具外壳、蜂窝电话等。PC合金的主要消费群体有: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。
    PVC/ABS合金是以PVC和ABS为基体,添加增韧剂、润滑剂、稳定剂、阻燃剂等多种改性剂生产而成,具有优异的力学性能、耐候性能、加工流变性能,制品表面光泽好,注塑、挤出效果好,是一种性价比极为优异的合金材料。PVC/ABS合金可以替代阻燃耐候ABS、PC等,广泛应用于家电外壳、电器开关、电表外壳、灯饰材料、通讯网络、建材等方面。
    聚酯合金具有优异的机械性能(耐疲劳)、尺寸稳定性、耐化学试剂、耐环境应力开裂的能力,主要应用在汽车、家电、电动工具等领域。
    4、功能色母类
    功能色母类主要是指高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母料。该母料与HIPS(高抗冲聚苯乙烯树脂)按一定的比例(1:2~1:30)混合注塑的制品能满足UL94、IEC-65和GB8898等标准对电器、电子产品不同的阻燃要求,同时还可以改善HIPS树脂的韧性、加工流动性和脱模性,赋予HIPS树脂颜色,既降低生产成本又提高产品品质。
    高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母料的主要消费群体有电视机制造企业、音响厂等,主要用于制造电子、电器产品的外壳。

    编辑本段改性塑料的常用改进技术

    一、增强技术
    纤维增强是塑料改性的重要方法这一,镁盐晶须和玻璃纤维均能有效地提高聚丙烯的综合性能。以玻璃纤维增强的聚丙烯具有较低的密度,低廉的价格以及可以循环使用等优点,目前正逐步取代工程塑料与金属在汽车仪表板,汽车车身和底盘零件中的应用:与玻璃纤维相比,镁盐晶须的模塑制品具有更高的精度,尺寸稳定性和表面光洁度,适用于制备各种形状复杂的部件,轻质高强度阻燃部件和电子电器部件。作为一种改性剂,镁盐晶须能大幅度提高聚丙烯的强度,刚度,抗冲击和阻燃性能。因此,镁盐晶须和玻璃纤维在聚丙烯改性中的应用越来越受到重视。
    二、增韧技术
    矿物质增强增韧是最为普遍的改性途径之一。向聚丙烯原料中添加的矿物质通常是碳酸钙,滑石粉,硅灰石,玻璃微珠,云母粉等。这些矿物质不仅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的机械性能和冲击韧性,降低聚丙烯材料的成型收缩率以加强其尺寸稳定性,并且由于矿物质与聚丙烯基体在成本上的巨大差别,可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。
    矿物质增强增韧聚丙烯是所有改性聚丙烯材料在家用电器中应用最广泛的一种。目前,波轮洗衣机和滚筒洗衣机的内筒一般使用的都是矿物质增强增韧聚丙烯材料,以代替早期的不锈钢内筒。聚丙烯材料经矿物质增强增韧后,可克服其原有的强度不足,光泽度不好,收缩太大等问题。目前,这种改性聚丙烯除了用于制作洗衣机的内筒以外,还被用于制作波轮和取衣口等部件,仅海尔集团对其每年的用量就在1700吨左右(每个洗衣机内筒约重2kg)。这种材料的矿物质添加量高达40%,其拉伸强度达33Mpa,断裂伸长率可达90%以上,缺口冲击强度约为10KJ/m2。
    微波炉的很多部件也采用矿物质增强增韧聚丙烯材料制造。由于矿物质的加入,可以在聚丙烯材料本身较高的耐热温度的基础上,使其耐热温度进一步得到提高,以适应微波炉对高温的要求。例如,微波炉门体的密封条,微波炉扬声器喇叭口,喇叭支架等都采用了这种改性的聚丙烯材料。冰箱上的搁物架现在也基本采用了矿物质增强增韧聚丙烯材料,由于与玻璃面板可进行整体注塑,从而很好地解决了原来ABS材料的面板沁水问题。
    三、填充改性
    新型高填充玻纤改性塑料,它可克服常规玻璃纤维增强热塑性塑料的缺陷。这种材料的基体是高温热塑性塑料如液晶聚合物,聚醚砜,聚醚酰亚胺和聚苯硫醚。在玻纤填充量在80%时,改性材料但仍能操持良好的可加工性。用新材料生产的部件具有耐磨损和耐温变的良好特性。这种新材料可与塑料和金属粘合,适用于表面摸塑设备加工,潜在的应用包括汽车和燃料系统部件,轴承,电子零部件,抗刮伤外壳等,这种玻璃增强物的辅加效益是阻燃性好,能回收利用,高度耐热和尺寸稳定等。
    四、共混与塑料合金技术
    塑料共混改性指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂(包括塑料和橡胶),从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。氟塑料合金是采用国内现有的超高分子量聚全氟乙丙烯(FER)为主要原料,与四氟乙烯加填料直接共混,用物理方法制造的,此材料性能超过了世界公认的“塑料王”聚四氟乙烯。
    五、阻燃技术
    高聚物的阻燃技术,当前主要以添加型溴系阻燃剂为主,常用的有十溴二苯醚、八溴醚、四溴双酚A、六溴环十二烷等,其中尤以十溴二苯使用量为******,溴化环氧树脂由于具有优良的熔流速率,较高的阻燃效率,优异的热稳定性和光稳定性,又能使被阻燃材料具有良好的物理机械性能,不起霜,从而被广泛地应用于PBT、PET、ABS、尼龙66等工程塑料,热塑性塑料以PC/ABS塑料合金的阻燃处理中。
    阻燃剂家族中的其他品种有磷系、三嗪系、硅系、膨胀型、无机型等,这些阻燃剂在各种不同使用领域发挥着各自独特的阻燃效果。在磷系阻燃剂中,有机磷系的品种大都是油液状,在高聚物加工过程中不易添加,一般在聚氨酯泡沫、变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中使用。而无机磷系中的红磷,是纯阻燃元素,阻燃效果好,但它色泽鲜艳,因而应用受部分限制。红磷的应用要注意微粒化和表面包覆,这样使它在高聚物中有较好的分散性,与高聚物的相容高性好,不易迁移,能长久保持高聚物难燃性能。
    六、纳米复合技术
    科研人员发现,当微粒达到纳米量级时会出现一种新奇现象,它的周期性边界被破坏,从而使其声、光、电、磁、热力学等性能呈现出与传统材料的极大差异。根据纳米材料的结构特点,把不同材料在纳米尺度下进行合成与组合,可以形成各种各样的纳米复合材料,例如纳米功能塑料
    一般塑料常用的种类有PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)等几十种,为满足一些行业的特殊需求,用纳米技术改变传统塑料的特性,呈现出优异的物理性能,强度高,耐热性强,重量更轻。随着汽车应用塑料数量越来越多,纳米塑料很可能会普遍应用在汽车上。这些纳米功能塑料最引起汽车业内人士注意的有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。
    增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等,这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用,可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度,抗冲击韧性和弹性模量上升,使塑料的物理性能得到明显改善。增强增韧塑料可以代替金属材料,由于它们比重小,重量轻,因此广泛用于汽车上可以大幅度减轻汽车重量,达到节省燃料的目的。这些用纳米技术改性的增强增韧塑料,可以用于汽车上的保险杠、座椅、翼子板、顶蓬盖、车门、发动机盖、行李舱盖等,某至还可用于变速器箱体,齿轮传动装置等一些重要部件。
    七、热塑性弹性体技术
    热塑性弹性体简称TPE/TPR,以SEBS、SBS为基材,是一类具有通用塑料加工性能,但产品有着类似文联橡胶性能的高分子合金材料。在多材料模塑中,热塑性弹性体有4个基本的类型,即苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、热塑性硫化胶(TPV)、热塑性聚氨酯(TPU)和共聚多酯(COPE)。
    热塑性聚氨酯弹性体是******个能够运用热塑性工艺加工的弹性体。有聚酯和聚醚两种类型,聚酯型具有较高的机械性能,聚醚型比聚酯型具有较好的水解稳定性和低温韧性。聚氨酯橡胶具有良好的耐磨性、添加剂可以提高耐候性,尺寸稳定性和耐热性,减少摩擦或增加阻燃性,它们在各硬度等级产品中具有很广泛的应用,涉及汽车密封件和垫圈,稳定杆套,医用导管、起博器和人造心脏装置、手机天线齿轮、滑轮、链轮、滑槽衬里、纺织机械部件、脚轮、垫圈、隔膜、联轴器和减振部件。
    共聚多酯弹性体具有良好的动态性能、高模数、高伸长和撕裂强度,还有在高温和低温条件下具有良好的抗挠屈疲劳性。通过组合紫外线稳定剂或炭黑可以提高耐候性,耐无氧化酸性、一些脂族烃、芳烃燃料、碱性溶液、液压流体的性能表现为良好甚至优异;然而,无极性材料,如强无机酸和碱、氯化溶剂、苯酚类和甲酚会使聚酯降解,共聚多酯在一般情况下比热塑性弹性体昂贵,应用于弹性联轴器、隔、齿轮、波纹管垫环、保护套、密封件、运动鞋鞋底、电气接头、扣件、旋钮和衬套中。
    2007年世界热塑性弹性体(TPE)消费超过230万吨,总产值超过110亿美元,2001-2007年间世界消费保持年均6.5%的增长率。其中,北美消费平均增幅为5.7%,欧洲为4.4%,拉丁美洲则以两位数速率快速增长,亚太地区年均增幅大于8%。高速的增长将带动各行各业对TP巨的使用,汽车和日用品消费是拉动热塑性弹性体消费增长的主要因素,不同品种的热塑性弹性体增长率不相同。目前,热塑性聚氨酯应用以年均6.3%的速率增长,主要应用于汽车业预计未来热塑性聚氨酯在日用品和体育用品上应用会有所突破。
    八、反应接枝改性
    在由一种或几种单体组成的聚合物的主链上,通过一定的途径接上由另一种单体或几种单体组成的支链的共聚反应。是高聚物改性技术中最易实现的一种化学方法。
    马来酸酐接枝改性聚合物一般采用双螺杆挤出机熔融接枝法制备,其系类品种包括聚乙烯(PE-g-MAH)、聚丙烯(PP-g-MAH)、ABS(ABS-g-MAH)、POE(POE-g-MAH)、EPDM(EPDM-g-MAH)等,其操作工艺简单、生产成本低、产品质量稳定等特点。其中产品MAH接枝率在0.5~2.5%范围内可调,其他力学性能指标优良。可广泛用作各类非极性聚合物(如PE、PP等)与极性聚合物(如PC、PET、PA等)其混改性时的相容剂等。
    纳米碳酸钙是一种十分重要的无机增韧增强功能性填料,被广泛地应用在塑料、橡胶、涂料和造纸等工业领域,为降低纳米碳酸钙表面高势能、调节疏水性、提高与基料之间的润湿性和结合力、改善材料性能,须对纳米碳酸钙进行表面改性常用的碳酸钙表面改性方法主要以脂肪酸(盐),钛酸酯,铝酸酯等偶联剂在碳酸钙表面进行化学改性,从而使改性碳酸钙填充的聚合物冲击强度得到较大的提高,为了提高无机填料与有机基体之间的相容性,用高分子有机物对无机填料进行表面接枝改性是一种常用方法。Takao Nakatsuka 以磷酸盐改性超细CaC03表面,然后与聚异丁烯酸接枝,P.Godard采用羧酸吸附和聚丁基丙烯酸接枝对CaC03表面改性,与丙稀单体混合后通过聚合制备了性能较好的PP/CaC03复合材料。

    编辑本段改性塑料技术较新技术进展

    随着科学技术的发展,现代社会对塑料材料提出了更多、更高、更苛刻的要求。在这种情况下,一般的改性方法已不能满足人们的需要,近几年一些新的改性技术不断问世,促进了塑料工业的发展。下面简要介绍近几年研究开发的改性新技术:
    液晶改性技术液晶改性技术是塑料改性中较为新颖的改性手段,液晶聚合物的出现及其特有的性能为塑料改性理论和实践又增添了新的内容。液晶聚合物分为溶致性和热致性两大类,它具有多种优良的物理、力学和化学性能,如高温下强度高、弹性模量高,热变形温度远高于PPS、PSF、PEI、PEEK 等工程塑料,线膨胀系数极小、尺寸稳定性好、熔体粘度极低、成型加工性能优越、阻燃性能优异、自润滑性好、耐老化、耐辐射性能优良等。充分利用这种高性能液晶聚合物作为塑料改性的增强剂,是80 年代发展起来,并被称为“原位复合”新技术,它改变了原有的填充、增强和共混改性的传统观念,被认为是本世纪末塑料改性的重大进展之一。原位复合是指在加工过程中液晶聚合物共混于基体树脂中以其刚性棒状分子微纤增强基体树脂的改性方法。
    PP/ LCP(液晶共聚酯,一种热致性液晶)原位复合体系较好地解决了传统的玻璃纤维对PP 增强存在的缺陷。最近Hogh 等人对PP/ LCP 原位复合体系进行了系统的研究,利用LCP 在成型过程容易流动形成高取向结构,从而产生自增强作用,将LCP 用于PP共混体系中,LCP 的微纤就分散于PP 基体当中,形成原位复合材料体系。这种复合材料具有较好的力学性能。
    图表1-4 PP、LCP及PP/LCP原位复合体系弯曲性能比较
    材料 弯曲模量/Gpa 弯曲强度/Gpa
    PP 1.68 49.6
    LCP 13.10 181.2
    PP/LCP 4.10 61.7
    资料来源:力勤资讯整理 2010.01
    从上表可以看出:PP/ LCP 原位复合体系的弯曲性能比纯PP 要大得多,影响该体系的力学性能的主要因素是LCP 的微纤结构在PP 基体中的分散情况。要使PP/ LCP 原位复合体系具有较好的力学性能,必须保证LCP 在PP 基体中具有均匀的分布。
    相容剂技术的进步 相容剂在塑料改性中起着表面活性剂的作用,分布于两种聚合物的表面上,其作用为降低界面张力、增加界面层厚度、减小分散粒子直径、阻止分散相的凝聚、稳定已形成的相形态结构。塑料改性技术的关键是解决不同聚合物的相容性,相容性的好坏决定是否能够达到改性的目的。相容剂技术的进步极大地推动塑料改性技术的发展。
    相容剂一般分为非反应型相容剂和反应型相容剂(含有酸基型、环氧基型、异腈酸酯基型、乙烯基型)。非反应型相容剂无特别官能基,FPR、SEBS 等为此例,特别是SEBS 对许多体系具有相容剂效果。反应型相容剂在分子中有官能基,这是合金成分的一方或双方反应,因此成型物具有相容剂功能,典型的例子有马来酸酐改性PP,乙烯2缩水甘油甲基丙烯酸酯等。
    现在国内外许多研究机构都在致力于相容剂的研究,并不断开发成功一些性能优良的相容剂。Polyrell公司开发了过氧化物母料,用于PP、PE 和乙丙橡胶合金改性;Exxon 公司开发的Exxelor PO 1015 具有较高和较有效的反应官能度,使其成为PA/ PP 共混物出色的相容剂;Ameri Hass 公司推出的聚戊二酰胺共聚物相容剂,对PA、PC 共混物具有相互作用,使用该相容剂后,共混物性能的均衡性优于未改性前的各组分的性能,即共混物既具有PA 的耐化学药品性和加工性,又具有PC 的耐热性和耐冲击性能。该相容剂与PA、PC 均能反应,改进了共混物的微观结构,PA 在其中为连续相。
    分子复合技术分子复合技术是将少量的棒状高分子加入到作为分散相的线性链状高分子中,以获得高强度、高模量的聚合物。分子复合技术已进入实用阶段,这是近年进步特别显著的领域,已实用的有日本丰田汽车公司生产的尼龙6/ 粘土复合物、东洋纺织公司的PC合金薄膜等。
    近几年日本三菱油化公司开发的超级烯烃聚合物(SOP)也与分子复合技术有关。在EPR 系的基体中(含PE 共聚物作为强固成分),使高结晶性和耐冲击性PP 共聚物(含滑石粉)微细分散,形成分子复合结构。SOP 在密度、弹性模量、硬度、低温冲击性能、耐热性和热膨胀系数等各个方面都很优异。
    互穿网络技术IPN 材料的研究最早是由Miller在苯乙烯2二乙烯基苯上进行的。所谓互穿网络是指两种或两种以上的高分子链相互贯穿,相互缠结的混合体系,通常具有两个或多个交联网络形成的微相分离结构。形成这种人为聚合的网络结构的共混聚合物与以前的共混物、接枝共聚物不同,各种成分聚合物交联后,其网链具有相互缠结的结构。利用IPN 技术对塑料进行改性一直是高分子材料改性的热点问题。
    IPN 技术以前只限于热固性树脂,高新技术的发展已经突破了这一界限,热塑性树脂也可形成IPN 结构。比较典型的例子有PU/ 丙烯酸树脂、PU/ 聚甲醛、TPE/ 聚酯等。IPN 已成为塑料改性的有力手段,在改善塑料的耐冲击性能方面已获得成功应用。在用无规聚丁二烯改性PS 时,将PS 进行IPN 化所得到的改性材料的冲击性能超过了高抗冲PS,下表试验数据说明了这一点。
    图表 各种材料冲击性能比较
    材料 PS含量/% 悬臂梁冲击强度/(J/m)
    PS 100 15.4
    HIPS 87
    聚丁二烯/PS IPN 70 116
    聚丁二烯/PS IPN 85 112
    资料来源:力勤资讯 2010.01
    反应挤出技术反应挤出技术是塑料加工中两种技术的综合,一是塑料在挤出机内的合成和化学改性;二是对塑料进行加工和成型。反应挤出要求原材料包含有高反应能力的官能团,而且反应进行的速度快,应在几秒至十几分钟内完成,且应为低放热反应。反应挤出要求螺杆有较大的长径比,且沿机筒长度方向可以方便地加入各种反应物和除去挥发物。
    反应挤出增容大致有3种类型:共混组分官能化、加入高聚物相容剂、加入低分子相容剂。
    (1)采用已官能化的聚合物就地进行相容化。通常采用的反应官能团是羧基、环氧基、异腈酸酯和酯酐。
    (2)添加第三种高分子聚合物,它应能与共混物之一起反应,再通过共价键或离子键起到相容化作用。
    (3)采用低分子量化合物进行共聚反应或交联,形成共聚物或交联物。
    在反应挤出技术中应用最广泛的是将马来酸酐(MA)引入到各种物质上。由于马来酸酐一方面含有C=C双键结构,具有参与自由基和光化学反应的能力;另一方面酸酐基团可以和含有活泼氢的一些分子起反应,如酰胺化、酯化等。因此可利用MA中的C=C双键的自由基反应将其接枝到各种聚合物链上。聚合物的这种酸酐化增加了极性和官能度,从而有了各种继续反应的能力。
    近年来在聚烯烃的MA化方面有不少研究报道,而且得到了广泛的应用,其中主要有以下几个方面:
    (1)借助酸酐化引入极性基团,可应用于三类聚合物:聚烯烃、聚双烯烃和极性聚合物,如PP、PE、聚丁二烯、PVC、PA和EVA等均可接枝MA。(2)形成梳型支化结构。
    (3)交联网络的形成。聚合物有一定量的离子交联键存在而形成交联网络结构,使聚合物具有离聚体的性质。
    (4)界面增容作用,如在PA/PP中加入少量的PP2g2MA就可以起到增容作用,使PP容易以微相分布到PA中。
    (5)制备荧光标记聚合物。
    (6)偶联作用和粘合作用。

    编辑本段中国改性塑料的技术地位

    虽然国内改性塑料行业尽管还存在许多不足之处,但是一些技术和产品已经达到国际领先水平。主要有以下几个方面:
    1、专用树脂:国外企业以生产具有专门用途的特定牌号树脂为主,而我国则以通用树脂为基础树脂,通过改性使其具有与用途相适应的特性从而得到专用树脂,这和国内石化企业较少生产专用合成树脂的国情有关。
    2、无机粉体材料改性:在这一领域我国的技术水平居于国际领先地位。国外企业不把填料当成降低成本的手段,只是应产品性能要求而使用填料,这在门窗异型材产品中体现得尤为突出。
    3、废旧塑料的利用:我国在这方面居于******领先地位。国外对废旧塑料的态度一是抛弃外运,二是低档次加工使用,而我国把废旧塑料当作合成树脂原料必要的补充,如阻燃ABs、PC/ABS合金等废旧塑料经过改性加上,完全可以作为塑料制品的原料使用。
    4、改性用助剂和添加剂:我国在改性助剂、添加剂的研发生产上已取得重大进展。偶联剂、抗静电剂、阻燃剂等基本可以满足使用要求,主要不足是个别厂家为追求利润,恶意改变产品成份,造成质量下降,功能不稳定;稀土偶联剂、成核剂、水镁石粉等由于我国具有资源优势,在国际上处于领先地位。
    5、机械设备制造业:我国改性塑料常用的高速混合机、平行双螺杆挤出机在使用功能和连续运行寿命方面都已达到国际先进水平,但价格远远低于国际市场平均价格。适合于对热剪切敏感的材料改性和混炼的往复式单螺杆挤出机也已规模化生产,打破了由国外公司垄断的局面,有力促进了改性塑料产品多样化和高性能化的发展。
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