在介紹塑料改性之前,我們先瞭解一下塑料。塑料是以單體為原料,通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物,由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成。
塑料的主要成分是樹脂,因此其基本性能主要決定於樹脂的本性,但添加劑也起著一定作用。樹脂約占塑料總重量的40%~100%,樹脂是未和各種添加劑混合的高分子化合物。
塑料改性是通過物理、化學、機械等途徑提高或改善樹脂原有性能的都稱為塑料改性。經過改性的塑料統稱為“改性塑料”。
在實際的塑料生產中,幾乎都會添加一定比例的穩定劑,為瞭防止原料在儲存、運輸及加工中降解。所以說,非改性的塑料是基本不存在的。
凡是塑料,都可以通過改性的方法來提高塑料質量,如密度、硬度、精度、加工性、化學性能、耐腐蝕性能、耐老化性、耐磨性、阻燃性、阻隔性及成本性等方面。
塑料改性是降低成本,提高性能最有效的方法。尤其在再生塑料行業應用廣泛。
至於為什麼要進行塑料改性呢?
1. 資源再生理念深入人心。
世界資源永遠是人類的一大熱門話題,資源再生的理念已深入人心,塑料是由石油煉制的產品制成的,而石油資源是有限的,因此回收利用再生塑料可以節約石油資源,響應國傢節約資源的倡導。
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回收的塑料往往丟失瞭原始塑料性能,要想利用再生料的生產新的塑料,塑料改性的過程是必然的。
根據不同的需要,加工某個方面的屬性,制造出對應的產品,這樣不會讓資源流失。人們通過資源的回收利用,才能真正的做到環保節能。
2. 為瞭擴展塑料的適用范圍。
首先說說塑料的優缺點。
優點:大多數塑料質輕;化學穩定性好,不易銹蝕;具有一定的韌性,即耐沖擊性好;絕緣性好,導熱性低;容易加工,加工成本低。
缺點:耐熱性差,易燃;易應力變形,尺寸穩定性差;強度不高;低溫脆性;耐溶劑性差等。
這些塑料在實際應用中,其強度、阻燃性、抗沖擊性以及加工性能等屬性需要達到指定要求才能應用在市場。
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比如說PP作為一種通用塑料,在汽車外飾領域,純PP材料低溫性、剛性、韌性均不能達到要求,在對PP材料進行性能增剛增韌改性之後,才能滿足使用需求。
日常應用中往往需要塑料具備多種特性,要一定的韌性也還要抗低溫脆性;不僅要絕緣性,還要穩定性。
塑料改性的目的就是拓寬原材料的使用環境,大幅提升原材料的部分性能,從而擴展塑料的適用范圍,因此塑料的改性的意義不言而喻。
3. 合成新的高分子材料難度大,既不經濟也不現實。
塑料化工從第一個塑料產品誕生算起,塑料工業發展至今已有120年的歷史,已成功研究合成出上千種高分子材料,但其中具有工業價值的塑料僅百餘種,而常用的塑料90%以上集中在PE、PP、PVC、PS、ABS這五大通用樹脂。
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開發新的高分子聚合物不僅投資巨大,而且應用前景不明朗,既不經濟也不現實。因此利用好現有的塑料,通過改性技術來擴充其性能是最具性價比的解決方案。
塑料改性的方法也是多樣的,總的來說分為物理方法和化學方法,物理方法主要是通過添加物質改善其性能;化學方法主要是通過化學反應對形態及結構來改性。
1 .添加改性。在聚合物(樹脂)中加入小分子無機物或有機物,通過物理或化學作用,以達到某種預期性能的一種改性方法。
這種方法是最早也是最常用的改性方法,它改性效果明顯,工藝簡單,成本低,因而應用十分廣泛。塑料改性的方向是根據其需求而定的。
這種方法常用的添加劑有:無機添加劑(填充劑、增強劑、阻燃劑、著色劑及成核劑等)、有機添加劑(增塑劑、穩定劑、抗氧劑及有機阻燃劑、降解添加劑等)。
鑫昌龍新材料研究所也是專註於增韌劑、熔指劑、除味劑、相容劑等多種塑料改性添加劑的研發,為塑料再生行業提供優良的塑料改性劑。
2. 共混改性。主要的方法是在一種樹脂中摻入一種或多種其它樹脂(包括塑料和橡膠),從而達到改變原有樹脂性能。
它跟添加改性的區別是,在樹脂中添加的是高分子物質,由於共混改性的復合體系中都為高分子物質,因而其相容性好於添加小分子的體系,改性同時對原有樹脂的其它性能沒有太大影響。
我們常見的聚合物合金就是此方法改性產物。共混改性是一種開發新型高分子材料最有效的辦法,也是對現有塑料品種實現高性能化、精細化的主要途徑。
3. 化學改性。主要是針對塑料本身的樹脂形態及結構來改性,通過化學反應來對塑料改性的方式有很多,比如紡織行業中利用過氧化物來使樹脂降解以改善流動性/成纖性能等,通常是改變塑料的晶型狀態、交聯、共聚、接枝等方法,這裡不一一介紹瞭。
與其他材料相比,改性塑料得益於生產效率高、見效快,因此具有更低的成本,同時在性能上也能滿足使用要求,同等條件下當然選擇性價比更高的改性塑料,從另一方面來說也是為企業節約瞭成本,增加瞭經濟效益。
改性塑料不僅具備傳統塑料的優勢,如密度小、耐腐蝕等,同時通過改性技術讓物理、機械性能也得到很好的改善,如高強度、高韌度、高抗沖性、耐磨抗震,綜合性能相對出色,為其下遊領域的廣泛應用提供瞭強有力的支持。
響應國傢“以塑代鋼、以塑代木”政策,通過改性塑料來替代鋼材料、木制品,達到節能減排的目的
改性塑料憑借其超高性價比已經在下遊領域得到廣泛應用。常見於傢電領域、汽車領域、電池殼、電子產品、體育運動領域等。
改性塑料在傢電領域的應用
改性塑料在傢電行業的應用十分廣泛,傢電產品由於在使用過程中會頻繁接觸、易磨損;長期接觸水、油、鹽,易腐蝕;長期光照,易變色、失去光澤等一些列問題,因而要求材料外觀表現力強、耐刮擦性能好、易加工、性價比高等。
常見的傢電產品有電壓力煲、電磁爐、面條機、饅頭機、豆漿機、料理機、榨汁機、電吹風、剃須刀等等,這些都會用到改性塑料。
常見的有改性PBT、改性PET、改性PA、改性PPO等,以及用於外觀殼體的改性PP、ABS、PC/ABS等。
改性塑料在汽車領域的應用
改性塑料在汽車中的應用有:踏板、遮陽板、置物架、風扇、雨刷、空調殼、保險杠、保險帶夾等汽車內飾和外飾、汽車發動機周邊、空調系統及照明系統等。
這些都是改性塑料的應用區域,可見在汽車領域應用是十分廣泛的,通過增加改性塑料在汽車中的用量可以降低汽車重量,控制成本,從而達到節能的效果。
改性塑料在體育運動領域的應用
體育器材、運動用品由於要適應不同的室內外環境,還需根據不同的運動項目,在強度、韌性、受力、耐磨等方面給予運動員全面的保護。、
因此運動器材材料的一般要能具備耐高溫、耐低溫、抗沖擊等性能。常用的材料有改性PA、改性PP、改性PC等。
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