塑料二次料的特性和熔点

废旧塑料经 再生加工后，性能有不同程度的下降，主要是由光老化、氧化和热老化引起的。性能下降程度的大小主要取决于使用年限和环境。成型加工厂生产时产生的废边、废 品，其回收料的性能下降很小，几乎可以当新料用；室内使用、使用年限短的产品，回收料性能变化也不大；而在室外使用，年限长、环境差 ( 如受压力、电场、化学介质等作用 ) 的产品性能就差，甚至无法回收。由于再生过程中的热老化，再生料颜色由浅变深。以下介绍几种常用塑料再生料的性能变化。

聚氯乙烯：再生后变色较明显，一次再生挤出后会带有浅褐色，三次则几乎变为不透明的褐色。比粘度在二次时不变，两次以上有下降倾向。无论是硬质还是软质聚氯乙烯，再生时都应加入稳定剂。为使再制品有光泽，再生时可添加掺混用的ABS 1 ％～ 3 ％。

聚乙烯：聚乙烯再生后性能都有所下降，颜色变黄。经多次挤出后，高密度聚乙烯粘度下降，低密度聚乙烯粘度上升。

聚丙烯：一次再生时，颜色几乎不变，熔体指数上升。两次以上颜色加重，熔体指数仍上升。再生后断裂强度和伸长率有所下降，但使用上无问题。

聚苯乙烯：再生后颜色变黄，故再生聚苯乙烯一般进行着色。再生料各项性能的下降程度与再生次数成正比，断裂强度在掺入量小于60 ％无明显变化，极限粘度在掺入量为40 ％以下时，无明显变化。

其他塑料：ABS再生后变色较显著，但使用掺入量不超过20% ～ 30%时，性能无明显变化。

尼龙再生也存在变色及性能下降问题，掺入量以20 ％以下为宜。再生后伸长率下降，弹性却有增加趋向。

2、看看是什么材料，有的材料必须干燥后再注塑，否则就会有银丝；

3、适当降低注塑温度，因为材料已经经过一次高温，再次注塑可能会变色。

4、与原材料混合使用通常15%-20%左右。

注塑是一种工业产品生产造型的方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。 注塑还可分注塑成型模压法。和压铸法。注射成型机(简称注射机或注塑机)是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的。

一、收缩率

热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述，影响热塑性塑料成型收缩的因素如下：

(1)塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强，冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显，另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热固性塑料大。

(2)塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外，有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。

(3)进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。

(4)成型条件模具温度高，熔融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影 响到各部分收缩量大小及方向性。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高，熔融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性 回跳大，故收缩也可适量的减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。

模具设计时根据各种塑料的收缩范围，塑件壁厚、形状，进料口形式尺寸及分布情况，按经验确定塑件各部位的收缩率，再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收缩率时，一般宜用如下方法设计模具：

①对塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后修正的余地。

②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。

③要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况（测量时必须在脱模后24小时以后）。

④按实际收缩情况修正模具。

⑤再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。

二、流动性

1、热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长度、表现粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的则流动性就好，对同一品名的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用于注塑成型。按模具设计要求大致可将常用塑料的流动性分为三类：

①流动性好 PA、PE、PS、PP、CA、聚（4）甲基戍烯；

②流动性中等 聚苯乙烯系列树脂（如ABS、AS）、PMMA、POM、聚苯醚；

③流动性差 PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。

2、各种塑料的流动性也因各成型因素而变，主要影响的因素有如下几点：

①温度料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异，PS（尤其耐冲击型及MFR值较高的）、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯（如ABS、AS）、PC、CA等塑料的流动性随温度变化较大。对PE、POM、则温度增减对其流动性影响较小。所以前者在成型时宜调节温度来控制流动性。

②压力注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大，特别是PE、POM较为敏感，所以成型时宜调节注塑压力来控制流动性。

③模具结构浇注系统的形式，尺寸，布置，冷却系统设计，熔融料流动阻力（如型面光洁度，料道截面厚度，型腔形状，排气系统）等因素都直接影响到熔融料在型腔内的实际流动性，凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。模具设计时应根据所用塑料的流动性，选用合理的结构。成型时则也可控制料温，模温及注塑压力、注塑速度等因素来适当地调节填充情况以满足成型需要。

三、结晶性

热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型（又称无定形）塑料两大类。

所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。

作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般结晶性料为不透明或半透明（如POM等），无定形料为透明（如PMMA等）。但也有例外情况，如聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性，ABS为无定形料但却并不透明。

在模具设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料有下列要求及注意事项：

①料温上升到成型温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。

②冷却回化时放出热量大，要充分冷却。

③熔融态与固态的比重差大，成型收缩大，易发生缩孔、气孔。

④冷却快，结晶度低，收缩小，透明度高。结晶度与塑件壁厚有关，壁厚则冷却慢，结晶度高，收缩大，物性好。所以结晶性料应按要求必须控制模温。

⑤各向异性显著，内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向，处于能量不平衡状态，易发生变形、翘曲。

⑥结晶化温度范围窄，易发生未熔料末注入模具或堵塞进料口。

四、热敏性塑料及易水解塑料

（1)热敏性系指某些塑料对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易发生变色、降解，分解的倾向，具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，POM，聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物，特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或毒性。因此，模具设计、选择注塑机及成型时都应注意，应选用螺杆式注塑机，浇注系统截面宜大，模具和料筒应镀铬，不得有*角滞料，必须严格控制成型温度、塑料中加入稳定剂，减弱其热敏性能。

(2)有的塑料（如PC）即使含有少量水分，但在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为易水解性，对此必须预先加热干燥。

，原料各方面性能都会有所下降。一级料、二级料、三级料要看回收料的质量和添加的助剂质量而定。在高分子材料里对再生料的级别没有严格的定义。也可以从料的成色知纯度来区分

外观鉴定主要是通过视觉、触觉、嗅觉等来观察塑料产品的外观特征，如产品的形状、透明性、颜色、光泽、硬度等。塑料经过回收再加工过程，颜色、光泽、强度等都会发生变化，无二次料的颜色一般都会较透明，混有二次料的产品会降低透明性，透明性比无二次料的低；二次料的光泽比较差；塑料的强度可用牙齿咬来初步确定，有添加二次料的比较脆。[6]外观法一般作为塑料二次料的初步鉴定。

1.2 密度、冲击强度、抗拉强度、压缩强度、弯曲强度等物理性能检验法

同种类的塑料，其密度通常相差比较大，同一种塑料经再回收前后密度相差也会有较大的差别。密度法可用于塑料二次料的大致鉴别，但不能用来表征塑料二次料，因为塑料回收再生过程中会产生许多空洞或其他缺陷。[5]例如，ABS/PC的再生过程就会产生很多微小的孔洞，并且孔洞的数量随着再生次数的增多而增加。[7]

对于冲击强度、抗拉强度、压缩强度、弯曲强度等强度性质，随着塑料二次回收料含量的增加会发生变化。例如，HP-126NC001、GAR-011C(KS 2511BK)、GAR-011(L65) KS2511BK、GAR-011(L85) KS2511BK这四种ABS塑料产品，四种产品ABS二次料添加量是依次增大的。依次对四种产品做抗拉强度、弯曲强度、压缩强度、冲击强度测试，这些强度性质随着二次料含量的增大关系，如图1~4所示。从图中，可以看出塑料的抗拉强度、弯曲强度、压缩强度、冲击强度都有随着二次料添加量的增加而降低的趋势，特别是抗拉强度和弯曲强度出现了明显的下降。这些强度性质的降低是与二次料在回收利用过程中形成空洞与缺陷、分子量的减小是密切相关的。因此，对于塑料回收料的鉴定，可以通过测试塑料的这些强度性质，通过对比可以初步确定产品中是否含有二次回收料。

1.3 溶解法

利用塑料在不同有机溶剂的溶解性可以鉴别不同的塑料，也可以鉴别塑料二次料，由于二次料回收再利用过程中，难以达到较高的纯度，都会存在些杂质，导致二次料的溶解性没有原产料的好，塑料二次料在有机溶剂溶解过程中会有残渣的出现。常用的塑料溶解有机溶剂有苯、二甲苯、四氢呋喃、乙醚、丙酮与甲酸等。但是溶解法有非常大的局限性，很多塑料产品在加工过程中都会加有各种填料，这就影响了二次料与原产料的对比。因此，溶解法做二次料鉴定有很大的误差，但作为鉴定塑料二次料种类是比较快的方法。[4]

以上为三种常用的物理鉴定法，也是比较简单的鉴定方法，能初步判断是否为二次回收料产品。

3． 仪器分析鉴定法

3.1红外光谱吸收光谱分析法

红外光谱是记录物质对红外光的吸收程度（或透过程度）与波长（或波数）的关系图。波长范围从0.75μm到300μm的区域称为红外区。可以根据红外光谱吸收峰的位置和形状来推断未知物结构，依照特征吸收峰的强度来测定混合物各组分的含量，红外光谱分析法具有快速、高灵敏度、试样用量少、能分析各种状态的试样等特点。[8]因此，利用红外光谱可以分析鉴定塑料二次料。

按照红外光波长的不同，可以将红外光谱分为3个区域，分别为近红外区、中红外区和远红外区，相对应的为近红外分析技术（NIR）、中红外分析技术(MIR)和远红外分析技术(FIR)。近红外分析技术的波长范围为0.75-2.5μm，适用于大多数通用塑料和工程塑料的鉴定。中红外分析技术是目前应用较为广泛的定性与定量分析的技术之一，利用中红外光分析技术可以确定塑料特定的化学键与官能团，因此，也可以用来鉴别塑料。远红外光谱只能引起骨架的振动，不适用于鉴别分析。在塑料二次料的鉴定当中，红外光谱也是一个能有效保证结果准确的方法之一，由于塑料在回收过程中分子量会减小和杂质的存在，利用红外光谱分别对塑料二次料与原产料分析，比较红外吸收峰位移和强弱，可以鉴定二次料的存在。[9][10]

3.2 差示扫描量热法（DSC）

差示扫描量热法是指在程序温度控制下，测量输入到被测样品与参比样品的功率差或热量差与温度（或时间）关系的技术。常用的DSC有功率补偿型与热流补偿型两大类。功率补偿型DSC，通过功率差与温度（或时间）的关系曲线，能提供关于物质的物理和化学的变化，包括吸热、放热、热容变化过程和物质相转变的定量或定性的信息。不同物质在升温或降温过程中，其关系曲线也不相同，功率差与温度的曲线变化对应于物质热容的变化。[11][12]废旧塑料在回收再利用过程中，塑料的热学性质会发生改变，因此，利用DSC得出的功率差与温度的关系曲线和原产料相对应的DSC曲线是有区别的，可以利用这点对塑料二次料进行鉴定。下面以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物（ABS）和耐冲击性苯乙烯（HIPS）为例子分析。

分别用含0%、10%、20%、40%、50%、70%、100%二次料的ABS和HIPS进行DSC测试，以国际标准ISO11357的条件进行测试，取第二次升温曲线分析，测试的结果如图5和图6。

，我们可以看出ABS中加入二次料对其玻璃化转变温度的影响较小，几乎可以忽略不计。通过观察含0%-100%二次料样品的DSC曲线，可以看出在120℃至140℃之间的热容变化台阶随着二次料的含量增加而向左移动，并且随着二次料添加量的增加在165℃左右出现了新的热容变化台阶，并且随着二次料含量的增加热容变化越来越强，这个台阶可以看成是二次料的特征热容变化。

如果能将各种塑料原产料和二次料的DSC曲线中的特征热容变化台阶积累成DSC曲线数据库，即可利用DSC鉴定二次料能达到方便准确的效果，将产品的DSC曲线与数据库里面的曲线对照就能得出该塑料产品是否含有二次料。同时，利用DSC法鉴定二次料也可利用与原产料的DSC曲线对比，找出曲线之间的特征热容变化台阶以鉴定产品中是否含有二次料。