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塑料改性是什么?
在介紹塑料改性之前,我們先了解一下塑料。塑料是以單體為原料,通過加聚或縮聚反應(yīng)聚合而成的高分子化合物,由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)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于樹脂的本性,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(xué)、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(jīng)過改性的塑料統(tǒng)稱為“改性塑料”。
在實際的塑料生產(chǎn)中,幾乎都會添加一定比例的穩(wěn)定劑,為了防止原料在儲存、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(zhì)量,如密度、硬度、精度、加工性、化學(xué)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(yè)應(yīng)用廣泛。
為什么要塑料改性?
至于為什么要進行塑料改性呢?
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(chǎn)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(jié)約石油資源,響應(yīng)國家節(jié)約資源的倡導(dǎo)。
回收的塑料往往丟失了原始塑料性能,要想利用再生料的生產(chǎn)新的塑料,塑料改性的過程是必然的。
根據(jù)不同的需要,加工某個方面的屬性,制造出對應(yīng)的產(chǎn)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(huán)保節(jié)能。
2. 為了擴展塑料的適用范圍。
首先說說塑料的優(yōu)缺點。
優(yōu)點:大多數(shù)塑料質(zhì)輕;化學(xué)穩(wěn)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(dǎo)熱性低;容易加工,加工成本低。
缺點:耐熱性差,易燃;易應(yīng)力變形,尺寸穩(wěn)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(yīng)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(yīng)用在市場。
比如說PP作為一種通用塑料,在汽車外飾領(lǐng)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后,才能滿足使用需求。
日常應(yīng)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(wěn)定性。
塑料改性的目的就是拓寬原材料的使用環(huán)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(jīng)濟也不現(xiàn)實。
塑料化工從第一個塑料產(chǎn)品誕生算起,塑料工業(yè)發(fā)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(yè)價值的塑料僅百余種,而常用的塑料90%以上集中在PE、PP、PVC、PS、ABS這五大通用樹脂。
開發(fā)新的高分子聚合物不僅投資巨大,而且應(yīng)用前景不明朗,既不經(jīng)濟也不現(xiàn)實。因此利用好現(xiàn)有的塑料,通過改性技術(shù)來擴充其性能是最具性價比的解決方案。
塑料改性怎么做?
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(xué)方法,物理方法主要是通過添加物質(zhì)改善其性能;化學(xué)方法主要是通過化學(xué)反應(yīng)對形態(tài)及結(jié)構(gòu)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(xué)作用,以達到某種預(yù)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(yīng)用十分廣泛。塑料改性的方向是根據(jù)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(wěn)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注于增韌劑、熔指劑、除味劑、相容劑等多種塑料改性添加劑的研發(fā),為塑料再生行業(yè)提供優(yōu)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(qū)別是,在樹脂中添加的是高分子物質(zhì),由于共混改性的復(fù)合體系中都為高分子物質(zhì),因而其相容性好于添加小分子的體系,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(chǎn)物。共混改性是一種開發(fā)新型高分子材料最有效的辦法,也是對現(xiàn)有塑料品種實現(xiàn)高性能化、精細化的主要途徑。
3. 化學(xué)改性。主要是針對塑料本身的樹脂形態(tài)及結(jié)構(gòu)來改性,通過化學(xué)反應(yīng)來對塑料改性的方式有很多,比如紡織行業(yè)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(tài)、交聯(lián)、共聚、接枝等方法,這里不一一介紹了。
塑料改性的意義
與其他材料相比,改性塑料得益于生產(chǎn)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(dāng)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(yè)節(jié)約了成本,增加了經(jīng)濟效益。
改性塑料不僅具備傳統(tǒng)塑料的優(yōu)勢,如密度小、耐腐蝕等,同時通過改性技術(shù)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,為其下游領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了強有力的支持。
響應(yīng)國家“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(jié)能減排的目的
改性塑料的應(yīng)用領(lǐng)域
改性塑料憑借其超高性價比已經(jīng)在下游領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。常見于家電領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、電池殼、電子產(chǎn)品、體育運動領(lǐng)域等。
改性塑料在家電領(lǐng)域的應(yīng)用
改性塑料在家電行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛,家電產(chǎn)品由于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(xiàn)力強、耐刮擦性能好、易加工、性價比高等。
常見的家電產(chǎn)品有電壓力煲、電磁爐、面條機、饅頭機、豆?jié){機、料理機、榨汁機、電吹風(fēng)、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,以及用于外觀殼體的改性PP、ABS、PC/ABS等。
改性塑料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
改性塑料在汽車中的應(yīng)用有:踏板、遮陽板、置物架、風(fēng)扇、雨刷、空調(diào)殼、保險杠、保險帶夾等汽車內(nèi)飾和外飾、汽車發(fā)動機周邊、空調(diào)系統(tǒng)及照明系統(tǒng)等。
這些都是改性塑料的應(yīng)用區(qū)域,可見在汽車領(lǐng)域應(yīng)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(jié)能的效果。
改性塑料在體育運動領(lǐng)域的應(yīng)用
體育器材、運動用品由于要適應(yīng)不同的室內(nèi)外環(huán)境,還需根據(jù)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。