塑料改性
塑料改性是什么?
在介绍塑料改性之前,我们先了解一下塑料。塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。
塑料的主要成分是树脂,因此其基本性能主要决定于树脂的本性,但添加剂也起着一定作用。树脂约占塑料总重量的40%~100%,树脂是未和各种添加剂混合的高分子化合物。
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塑料改性是通过物理、化学、机械等途径提高或改善树脂原有性能的都称为塑料改性。经过改性的塑料统称为“改性塑料”。
在实际的塑料生产中,几乎都会添加一定比例的稳定剂,为了防止原料在储存、运输及加工中降解。所以说,非改性的塑料是基本不存在的。
凡是塑料,都可以通过改性的方法来提高塑料质量,如密度、硬度、精度、加工性、化学性能、耐腐蚀性能、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。尤其在再生塑料行业应用广泛。
为什么要塑料改性?
至于为什么要进行塑料改性呢?
1. 资源再生理念深入人心。
世界资源永远是人类的一大热门话题,资源再生的理念已深入人心,塑料是由石油炼制的产品制成的,而石油资源是有限的,因此回收利用再生塑料可以节约石油资源,响应国家节约资源的倡导。
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回收的塑料往往丢失了原始塑料性能,要想利用再生料的生产新的塑料,塑料改性的过程是必然的。
根据不同的需要,加工某个方面的属性,制造出对应的产品,这样不会让资源流失。人们通过资源的回收利用,才能真正的做到环保节能。
2. 为了扩展塑料的适用范围。
首先说说塑料的优缺点。
优点:大多数塑料质轻;化学稳定性好,不易锈蚀;具有一定的韧性,即耐冲击性好;绝缘性好,导热性低;容易加工,加工成本低。
缺点:耐热性差,易燃;易应力变形,尺寸稳定性差;强度不高;低温脆性;耐溶剂性差等。
这些塑料在实际应用中,其强度、阻燃性、抗冲击性以及加工性能等属性需要达到指定要求才能应用在市场。
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比如说PP作为一种通用塑料,在汽车外饰领域,纯PP材料低温性、刚性、韧性均不能达到要求,在对PP材料进行性能增刚增韧改性之后,才能满足使用需求。
日常应用中往往需要塑料具备多种特性,要一定的韧性也还要抗低温脆性;不仅要绝缘性,还要稳定性。
塑料改性的目的就是拓宽原材料的使用环境,大幅提升原材料的部分性能,从而扩展塑料的适用范围,因此塑料的改性的意义不言而喻。
3. 合成新的高分子材料难度大,既不经济也不现实。
塑料化工从第一个塑料产品诞生算起,塑料工业发展至今已有120年的历史,已成功研究合成出上千种高分子材料,但其中具有工业价值的塑料仅百余种,而常用的塑料90%以上集中在PE、PP、PVC、PS、ABS这五大通用树脂。
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开发新的高分子聚合物不仅投资巨大,而且应用前景不明朗,既不经济也不现实。因此利用好现有的塑料,通过改性技术来扩充其性能是最具性价比的解决方案。
塑料改性怎么做?
塑料改性的方法也是多样的,总的来说分为物理方法和化学方法,物理方法主要是通过添加物质改善其性能;化学方法主要是通过化学反应对形态及结构来改性。
1 .添加改性。在聚合物(树脂)中加入小分子无机物或有机物,通过物理或化学作用,以达到某种预期性能的一种改性方法。
这种方法是最早也是最常用的改性方法,它改性效果明显,工艺简单,成本低,因而应用十分广泛。塑料改性的方向是根据其需求而定的。
这种方法常用的添加剂有:无机添加剂(填充剂、增强剂、阻燃剂、着色剂及成核剂等)、有机添加剂(增塑剂、稳定剂、抗氧剂及有机阻燃剂、降解添加剂等)。
鑫昌龙新材料研究所也是专注于增韧剂、熔指剂、除味剂、相容剂等多种塑料改性添加剂的研发,为塑料再生行业提供优良的塑料改性剂。
2. 共混改性。主要的方法是在一种树脂中掺入一种或多种其它树脂(包括塑料和橡胶),从而达到改变原有树脂性能。
它跟添加改性的区别是,在树脂中添加的是高分子物质,由于共混改性的复合体系中都为高分子物质,因而其相容性好于添加小分子的体系,改性同时对原有树脂的其它性能没有太大影响。
我们常见的聚合物合金就是此方法改性产物。共混改性是一种开发新型高分子材料最有效的办法,也是对现有塑料品种实现高性能化、精细化的主要途径。
3. 化学改性。主要是针对塑料本身的树脂形态及结构来改性,通过化学反应来对塑料改性的方式有很多,比如纺织行业中利用过氧化物来使树脂降解以改善流动性/成纤性能等,通常是改变塑料的晶型状态、交联、共聚、接枝等方法,这里不一一介绍了。
塑料改性的意义
与其他材料相比,改性塑料得益于生产效率高、见效快,因此具有更低的成本,同时在性能上也能满足使用要求,同等条件下当然选择性价比更高的改性塑料,从另一方面来说也是为企业节约了成本,增加了经济效益。
改性塑料不仅具备传统塑料的优势,如密度小、耐腐蚀等,同时通过改性技术让物理、机械性能也得到很好的改善,如高强度、高韧度、高抗冲性、耐磨抗震,综合性能相对出色,为其下游领域的广泛应用提供了强有力的支持。
响应国家“以塑代钢、以塑代木”政策,通过改性塑料来替代钢材料、木制品,达到节能减排的目的
改性塑料的应用领域
改性塑料凭借其超高性价比已经在下游领域得到广泛应用。常见于家电领域、汽车领域、电池壳、电子产品、体育运动领域等。
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改性塑料在家电领域的应用
改性塑料在家电行业的应用十分广泛,家电产品由于在使用过程中会频繁接触、易磨损;长期接触水、油、盐,易腐蚀;长期光照,易变色、失去光泽等一些列问题,因而要求材料外观表现力强、耐刮擦性能好、易加工、性价比高等。
常见的家电产品有电压力煲、电磁炉、面条机、馒头机、豆浆机、料理机、榨汁机、电吹风、剃须刀等等,这些都会用到改性塑料。
常见的有改性PBT、改性PET、改性PA、改性PPO等,以及用于外观壳体的改性PP、ABS、PC/ABS等。
改性塑料在汽车领域的应用
改性塑料在汽车中的应用有:踏板、遮阳板、置物架、风扇、雨刷、空调壳、保险杠、保险带夹等汽车内饰和外饰、汽车发动机周边、空调系统及照明系统等。
这些都是改性塑料的应用区域,可见在汽车领域应用是十分广泛的,通过增加改性塑料在汽车中的用量可以降低汽车重量,控制成本,从而达到节能的效果。
改性塑料在体育运动领域的应用
体育器材、运动用品由于要适应不同的室内外环境,还需根据不同的运动项目,在强度、韧性、受力、耐磨等方面给予运动员全面的保护。、
因此运动器材材料的一般要能具备耐高温、耐低温、抗冲击等性能。常用的材料有改性PA、改性PP、改性PC等。