列举一到两种塑料改性剂,并简述其主要功能?
ACR是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物,是一种综合性能优良的PVC抗冲改性剂。通常人们把以提高塑料韧性为目的而使用的助剂称为抗冲改性剂,以改进加工性能为目的而使用的助剂称为加工改性剂。ACR是兼具抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂,由于其具有核/壳结构,使其PVC制品具有优良的抗冲击性、低温韧性、与PVC相容性、耐候性、稳定性、加工性,且性能与价格比适中,可明显改善PVC熔体流动性、热变形性, 促进塑化、制品表面光洁美观。其主要用于硬、半硬聚氯乙烯制品中,特别是化学建材,如异型材、管材管件、板材、发泡材料等,而且特别适合于户外用制品中。
硅酮粉是凯杰高分子公司推出的不含有机载体的超高分子量塑料高效润滑剂。它能与几乎所有类型热塑性塑料融合,广泛适用于各种热塑性塑料的加工工艺,是一般塑料润滑剂如EBS及硅酮母料塑料润滑剂的升级换代产品。它克服了传统硅油作为塑料润滑剂容易析出的弱点。
凯杰硅酮粉在塑料加工中起着明显的作用,提高塑料加工流动性和脱模性能降低扭矩,减少设备磨损,充模容易,降低制品不良率。明显降低摩擦系数,提高爽滑性能,改善表面光泽,增进表面丝质触感,提高耐磨性及耐擦刮性。
硅酮粉有机硅塑料改性剂它是以高分子量有机硅聚合物为主要组分,和其它功能性助剂复合而成的分散润滑改性剂,具有不析出,在螺杆中挤出不打滑等特点。有机硅含量50%左右。而凯杰硅酮粉有机硅含量达70%左右,行业领先。
主要表现的作用有:提高阻燃性能,降低烟密度,提高阻燃(高填充)材料冲击强度。
具有良好的稳定性和非迁移性。
典型应用:改性塑料,电缆料,弹性体,薄壁复杂制件,硅芯管等。用于PA、 PC、PPS等高加工温度的工程塑料中提高产品流动性,促进结晶,改善表面浮纤,提高冲击强度。
CPE是PVC塑料优良的抗冲击改性剂;CPE能与聚丙烯、高低压聚乙烯、ABS等共混,改善这些塑料的阻燃性能、耐老化性能和制品的印刷性能。
CPE是乙烯、聚乙烯和1,2一二氯乙烯的无规共聚物,分子链饱和,极性氯原子无规分布,具有优异的物理性能和化学性能。CPE耐热性、耐老化优于多数橡胶,耐油性优于氯丁橡胶,耐老化优于氯磺化氯乙烯;耐酸、盐等腐蚀性质、无毒、难燃、无爆炸危险。
扩展资料
塑料加工工序
1、塑材配料:塑料加工所用的原料,除聚合物外,一般还要加入各种塑料助剂(如稳定剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、增强剂和填料等),以改善成型工艺和制品的使用性能或降低制品的成本。
2、塑料成型:塑料加工的关键环节。将各种形态的塑料(粉、粒料、溶液或分散体)制成所需形状的制品或坯件。成型的方法多达三十几种。
3、塑件接合:把塑料件接合起来的方法有焊接和粘接。
4、塑件装配:用粘合、焊接以及机械连接等方法,使制成的塑料件组装成完整制品的作业。例如:塑料型材等。
参考资料来源:百度百科-CPE
参考资料来源:百度百科-塑料加工
粒状的POE易与粒状的PP塑料混合,省去了块状乙丙橡胶繁杂的造粒或预混工序
POE与PP塑料有更好的混合分散效果,与EPDM相比共聚物的相态更为细微化,因而使抗冲击性得以提高
采用一般橡胶作为PP塑料的抗冲击改性剂,在提高冲击强度的同时使产品屈服强度降低,而使用POE弹性体在增韧的同时尚保持较高的屈服强度及良好的加工流动性。
塑料改性常用的方法有以下几种:
1、添加改性
(1)添加小分子无机物或有机物
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,以取得某种预期性能的一种改性方法。这种方法是最早的一种改性方法,它改性效果明显,工艺简单,成本低,因而应用十分广泛。相信在高校做过毕业课题的都接触和了解这种方法。
这种改性方法按照改性目的分为降低成本(添加各种价廉的无机、有机填料)、提高强度(添加各种增强纤维)、提高韧性(添加弹性体及超细填料等)、提高阻燃性(添加金属氧化物、金属氢氧化物、无机磷、有机卤化物、有机磷化物、有机硅及氮化物等)、提高寿命(添加各种抗氧剂、光稳定剂等)、改善加工性(添加增塑剂、热稳定剂、润滑剂及加工助剂等)、增加耐磨性(添加石墨、MoS2、SiO2等)、改善结晶结构(添加成核剂,具体有有机羧酸类、山梨醇类等)、改善抗静电及导电性(添加抗静电剂及导电剂)、改善可降解性(淀粉填充、降解添加剂等)、改善抗射线辐射性能等。
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、有机锡稳定剂、抗氧剂及有机阻燃剂、降解添加剂等)。
(2)添加高分子物质
这种方法也成为共混改性,其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。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。
2、形态及结构改性
这种方法主要是针对塑料本身的树脂形态及结构来改性。通常方法是改变塑料的晶型状态、交联、共聚、接枝等。
(1)形态控制改性
塑料的形态控制改性即控制塑料制品不同的聚集形态,使之取得我们预期的性能。这种方法是在非外力作用下通过加工成型工艺条件的调整,进行形态控制,一般称之为自我改性,其中以自增强最为常用。通过塑料形态控制可以改善塑料的许多性能,如力学、热学、光学等各个方面,有些方面的改性效果十分明显。例如通过成核技术控制结晶质量,用双向拉伸技术获取高度取向。
(2)交联改性
交联应该很熟悉,一般为线性结构交联为网状结构或立体结构。引发交联是需要外界条件的,通常为不同形式的能源(例如光、热、辐射等)。大分子链由于外界作用产生可反应自由基或官能团,从而在大分子链之间形成新的化学键,使线型结构聚合物形成不同程度网状结构聚合物。例如聚丙烯的交联改性可以提高其机械性能。
(3)共聚及接枝改性
这种方法主要是在原有的分子链上加上其他分子链段或功能基团。共聚是指两种或多种单体共同参加的聚合反应,能够扩展聚合物性能,是改进聚合物性能和用途的重要途径。例如聚苯乙烯与丙烯腈共聚改善聚苯乙烯性脆的弱点聚氯乙烯与醋酸乙烯酯共聚改善聚氯乙烯的塑性。接枝有链转移接枝、化学接枝、辐射接枝,其改性在刚性体和弹性体方面的应用较多,例如苯乙烯-丁二烯接枝共聚物改善PS的冲击性能。
3、复合改性
塑料的复合改性即通过粘合剂或热熔等方法将两层或两层以上的膜、片等材料复合在一起而形成一种多层膜、片等材料的方法。塑料的复合改性实际上是塑料共混改性方法中层状共混的极端化,也可以看成是一种特殊的塑料共混改性。
4、表面改性
塑料表面改性是指通过物理或化学方法使塑料制品表面性能发生变化的一类改性方法。塑料表面改性与其它改性不同之处有二点:一是其改性仅局限于制品的表面,其内部性能不发生变化二是其改性实施于塑料制品一次成型加工之后,属于二次加工改性。
塑料表面改性的目的主要可分为两大类:一类是直接应用的改性,另一类是间接应用的改性。
(1)直接应用的塑料表面改性直接应用改性是指可以直接获得应用的一些改性,具体有表面光泽度、表面硬度、表面耐磨性及摩擦性、表面防老化、表面阻燃、表面导电及表面阻隔等。塑料表面这方面的改性近年来开发应用很快,如在塑料阻隔改性方面,表面阻隔改性占有很重要的地位。
(2)间接应用的塑料表面改性间接应用改性是指为直接应用打基础的一些改性,具体如为改善塑料的粘接性、印刷性及层化性等而进行的提高塑料表面张力的改性。例如,以塑料电镀为例,未经表面处理的塑料品种只有abs的镀层牢度能达到要求尤其聚烯烃类塑料品种,镀层牢度十分低,必须进行表面改性以提高与镀层的结合牢度,方可进行电镀处理。
不少聚合物在室温下呈脆性,因而大大降低了它的使用价值、例如聚苯乙烯有良好的透明性、易加工性但需加入橡胶类的增加韧性才有较高的抗冲击强度。这种赋予塑料更好韧性的助剂称为增韧剂,也称为抗冲改性剂。当前开发增韧剂的主要目的是为了改善硬聚氯乙烯的脆性。世界上硬聚氯乙烯用量的不断增长与增韧剂、加工改性剂的日益开发有密切的关系。增韧剂是具有降低复合材料脆性和提高复合材料抗冲击性能的一类助剂。可分为活性增韧剂与非活性弹韧剂两类,活性增韧剂是指其分子链上含有能与基体树脂反应的活性基团,它能形成网络结构,增加一部分柔性链,从而提高复合材料的抗冲击性能。非活性增韧剂则是一类与基体树脂很好相溶、但不参与化学反应的增韧剂。根据需要增韧的材料的化学结构不同,有相应类型的增韧剂,塑料增韧剂的原理不同,是通过特殊的化学增聚和物理作用,在少量使用的条件下,能够有效增加各种塑料的韧性。
产品英文名 Polyethylene, chlorinated
产品别名 CPE
产品用途 用作聚氯乙烯,ABS及其它聚烯烃的改性剂
CAS号 63231-66-3
廖会长:加快我国氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯制品的发展
尊敬的各位领导、各位嘉宾,朋友们:
你们好,我很荣欣参加东营·河口塑胶产品推介会暨投资政策说明会的召开,我代表中国塑料加工工业协会预祝会议取得圆满成功。同时我还要代表中国塑协向张小文、刘旭思发明创造:《氯化聚氯乙烯注塑用树脂及其制品》和张小文《氯化聚氯乙烯塑料及其制备方法》国家知识产权局授予专利权表示祝贺。
近年来,在我国,氯化聚氯乙烯(CPVC)、氯化聚乙烯(CPE)发展很快,应用越来越广泛,在塑料制品行业多种塑料制造发挥着越来越大的作用,东营旭业塑胶材料有限公司正是抓住了该行业发展处于上升势头的机遇,走上了持续快速发展之路,已为我国塑料行业的发展做出了贡献,并将做出更大贡献。下面我就我国CPE、CPVC制品的发展情况向大家做简要汇报。
首先,我国氯化聚乙烯(CPE)制品现有生产能力和产量已居世界首位
据《中国氯碱》2004年第八期报道,氯化聚合物作为重要的合成材料在国民经济的许多领域得到应用,我国是世界上少数几个对氯化聚合物研究和开发较为深入的国家之一,在氯化聚合物的某些品种的生产和开发上已居世界前列,如氯化聚乙烯,已是第一生产大国。随着CPE产品推广力度的加大和国家产业政策的促进,CPE制品产业发展迅速,市场容量迅速增大,客观上具备了使CPE生产向集约化发展的可能。
CPE树脂优良综合性能和加工性能使之应用大有可为。CPE是由高密度聚乙烯氯化而成的一种综合性能优良的高分子材料,具有优良的耐候性、耐低温性能及电气性能;耐臭氧性;耐化学药品性、耐油性;阻燃性;还具有良好的加工流动性和与其他塑料和橡胶良好的相容性。主要用途有(1)塑料改性剂,(2)橡胶改性剂, (3)弹性橡胶制品, (4) 涂料及其它制品。如PVC改性剂;PP、PE、PS、ABS等的增韧剂和阻燃剂;产品有电冰箱磁性胶条、耐寒电线电缆护套、防水卷材、阻燃输送带、塑料异型材、彩色自行车带等。
CPE产品的系列化问题是目前我国与国外CPE厂商的最主要的差距。虽然我国现有生产能力和产量已居世界首位,但产品品种仍显单一,除CPE在化学建材领域中发展较快外,与国外相比在以下领域进展不大,亟待开发。
(1) 电线电缆用低门尼值CPE橡胶和特种CPE树脂;
(2) 汽车工业用CPE(用于耐热、耐油用输油管、密封件的制造);
(3) 改性ABS用特种CPE;
(4) 以CPE为基材的热塑性弹性体开发,用于减震材料、体育用品、汽车配件等。
目前美国杜邦-道化学公司、日本大曹公司和昭和电工公司等国外公司均有相应的CPE品种生产,以上品种的CPE消耗量约占国外CPE总消耗量的40%—50%,国内应加紧以上领域的研发和推广,在原料选择、生产技术及市场推广方面多下功夫。
总之,CPE是由PE经氯化制得的,它与许多塑料有良好的混溶性。广泛用作其他塑料的改性剂,尤其适用于PVC的改性。CPE与PVC共混可提高PVC的冲击强度,用于管材,建材(塑料门、窗、波纹板等)的生产,还可用于电线包覆。CPE与ABS或PE共混可改善后者的耐燃性和加工性能。
第二、我国氯化聚氯乙烯(CPVC)发展迅速
1、CPVC制品在我国仍处于起步阶段
国内氯化聚氯乙烯(CPVC)的开发较早,20世纪70年代即进行水相法生产工艺的开发并取得了一批成果,已开发出几个牌号的生产技术。
CPVC是重要的塑料原料,具有优异的耐老化、耐腐蚀、高阻燃性能,主要用于管材、板材、注塑件、泡沫材料、防腐涂料产品。CPVC树脂是一个具有一定市场潜力的新颖塑料材料,而提高CPVC树脂的性能已成为其产品开发的必要条件,同时也是CPVC成型加工企业的迫切需要。
高性能CPVC塑料用于生产各种挤出产品,包括管材、板材、型材、片材等。应用领域为化学工业、具有消防要求的场所及有耐温要求的场所等,目前市场上主要产品为:
(1)、工业用氯化聚氯乙烯(CPVC)管材,可应用于化工行业中输送带有一定温度的腐蚀性介质。主要性能符合国际标准ISO/DIS15493-1,维卡软化点温度≥110℃;
(2)、 工业用氯化聚氯乙烯(CPVC)管件,配套工业用CPVC管材,主要性能符合国际标准ISO/DIS15493-1,维卡软化点温度≥103℃;
(3)、冷热水用氯化聚氯乙烯(CPVC)管材,可应用于建筑行业中输送生活用冷热水,采暖等。主要性能符合国际标准ISO/DIS15877-2.2,维卡软化点温度≥110℃;
(4)、冷热水用氯化聚氯乙烯(CPVC)管件,配套冷热水用CPVC管材,主要性能符合国际标准ISO/DIS15877-2.2,维卡软化点温度为≥103℃;
(5)、埋地式高压电力电缆用氯化聚氯乙烯(CPVC)套管,可应用于电力工业中埋地高压电力电缆的保护管,主要性能符合国家标准QB/T2479-2000,维卡软化点温度为≥93℃。
上述品种的生产与应用有较好的效果,但就质量问题参差不齐,有的质量问题与PPR管类似不以合格的树脂组织生产,产品质量低下应引起各界人士关注。
2、高性能氯化聚氯乙烯(CPVC)塑料产品的生产设备
混和设备、双螺杆挤出机、真空定径冷却水箱、牵引机、锯割机、扩口机等。
3、CPVC生产中亟待解决的问题和对策
在我国要发展CPVC制品,必须重视CPVC的加工技术问题。目前国内CPVC树脂较少,且未能提供CPVC树脂专用牌号,国产CPVC的性能还达不到现有高氯含量(70~75%)又适合加工要求品位。氯化聚氯乙烯的生产和加工技术尚存在一些薄弱环节,造成国内氯化聚氯乙烯生产发展较慢, CPVC产品在我国仍处于起步阶段,由于市场导向还未到位,对这一具有强大市场活力的产品的认识还不够,市场推广进展不大。但是可以预见,一旦市场启动前景看好。我国业内专家认为亟需加强以下几方面的工作。
(1) 加强对加工配套助剂的研发和应用
CPVC在加工配套的耐热抗冲改性剂、耐热流动改性剂、CPVC专用稳定剂的开发十分重要。国外CPVC专业生产企业如Goodrich B. F. 公司、日本钟渊化学、积水化学、日本碳化物公司等多年来都进行了深入研究,形成了各自的配套加工体系,并不断予以完善,较好地解决了CPVC的加工问题。目前国内从事该方面研究的人员和机构较薄弱,有待予以提升,使之促进我国CPVC制品的发展。
(2) 加强对加工工艺研究和市场推广
由于CPVC加工的特殊性,对加工设备、配合技术、加工工艺条件均有相应的要求,CPVC加工技术与工艺的研究对其推广十分重要。我国进行过一些研究,但由于受配套助剂和加工设备的影响,难以进行深入工作,直接影响到该行业的快速发展。
(3) 加强对原辅材料的质量与检测
目前我国CPVC生产企业多为非CPVC专业生产企业,应注意加强PVC与CPVC生产企业之间的沟通与交流。PVC与CPVC虽然在加工、应用领域等方面具有一定的相似性,但在产品的性能要求上其着眼点又有较大差异。在国外,由PVC生产企业来生产CPVC在原料的配套开发上有优势,成功经验值得借鉴。
(4) 加强对产品的系列化和标准化工作
加快CPVC的推广,应尽快提高CPVC产品的品种系列化水平,积极采用国际标准和先进国家的标准组织生产,以适应市场对CPVC的不断增长需求。
为了能使CPVC具有巨大市场潜力的产品健康发展,我认为还应重视以下几个现实问题:一是市场竞争规范化;有市场就有竞争但市场不能混乱。在国内,用国产CPVC树脂生产“高压埋地电力电缆管”的市场开发已有几年了,随着电力工业的发展及大中城市的电网改造,市场用量很大。但低价位的竞争,迫使几乎所有生产CPVC电力管的企业在使用高填充的PVC管替代CPVC管,埋下了严重的隐患。二是标准的科学性及执行的标准的严肃性;对新材料的认识还不全面或深刻的情况下,拟套用已经实施的国际标准,不宜匆忙制定行业标准或国家标准,尤其是CPVC制品的标准。还有不但生产企业要严格执行标准,质量检验单位、用户单位也应具有执行标准的严肃性。
改性塑料的材料性能在某些方面得到改善、提高,或者其加工性能得到改善,很重要的一点就是正确选用改性剂和加工助剂。例如自上个世纪八十年代以来,钛酸酯、铝酸酯偶联剂的使用,对改善无机矿物粉体材料与高分子材料之间亲合性起到了决定性的作用。近年来,全球卫生、安全、环保等方面的法规日益严格,对塑料助剂的功能、效能、卫生安全和环保性等都提出了更新更高的要求,高效、多功能、无毒、无公害是塑料助剂发展的总趋势。
目前在市场上已出现了系列新型有机硅纯硅酮塑料改性添加剂,使塑料制品功能得到增强,帮助塑料制品功能完美化,使制品具有抑烟、不产生可见烟尘、发烟量减少;有阻燃效果可达V-0级的良好阻燃功能;增加色母粒滑动性,润滑作用强,使制品表面光滑;可提高挤出性能,使挤出机任何部件在任何操作过程均不产生粘滞,不粘钻头;能助进色料分散、混合,使制品内部结构致密、均匀;提高制成品的的强度,耐冲击,好成型;能改进塑料薄膜的润滑性、防止粉连;耐高温、耐磨、导电等功能。此类功能性助剂无毒、高效、多功能,性价比优于国内外同类传统产品。它的新发现备受国内外同行关注,表现出极其广阔的市场应用空间和发展前景。
应用
我们对目前市场上纯硅酮塑料改性添加剂做了大量实验,结果表明在如下六大方面有明显的改善:
Ø 阻燃性的改善
聚苯乙烯燃烧时发生解聚,产生苯乙烯单体,其引火性非常大,所以PS的阻燃性能提高很困难,在STYRON 650D中添加各种有机粉末,用日本国仪器加普通用阻燃剂后,测定结果列于表1。添加纯硅酮塑料改性添加剂后发热速度、CO、发烟的各种效果都有提高。添加量3%~5%变化的评价效果各不同(见图1-3)。添加3%热放射速度减少37%,添加5%CO减少83%,烟改善74%。
Ø PC、PP、EVA的改性
PC、PP、EVA各种树脂中添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂的结果列于表2-4。添加量少于5%时机械特性无大的影响,可以改善阻燃性。
Ø 提高塑料制品的加工性能和注塑加工性
Ø 改进塑料薄膜的润滑性,防止粉连
市场上有些塑料薄膜制品会出现不能开口或极难开口的状况(即粉连),如果在制造过程中添加适量有机硅纯硅酮塑料改性添加剂,能改进塑料薄膜的润滑性,使塑料薄膜制品不产生粉连现象。
Ø 提高塑胶表面的光滑感、增强补韧、杜绝起泡现象
利用有机硅独特性能,使其得到充分的活化改性,破坏并阻止无机物团聚,从而更加均匀分散到高分子网络中,依赖较强的界面键合作用,达到增强补韧和消除塑胶制品的起泡现象、使制品表面更具光滑感的效果。
Ø 耐冲击、延长制品使用寿命
利用有机硅的特出优点-耐老化的特性,添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂后,能有效改善体系的相容性,提高稳定性,促进塑化、耐冲击,增加产品的耐候抗老化性能,从而达到延长制品使用寿命的效果。
同类产品对比效果
我们将纯硅酮塑料改性添加剂与其它传统塑料改性剂做了一些比较,发现在高添加阻燃剂比例的材料中添加纯硅酮塑料改性添加剂时,阻燃性(发热速度、CO、发烟速度)不仅可以改善,而且还可以使由于传统阻燃剂的添加而造成耐冲击性、加工性的损失得到恢复。
² HIPS中纯硅酮塑料改性添加剂与卤系阻燃剂的相比效果
STYRON438中添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂 与DECLORANE PLUS(OXYCHEM:环状的65%氯化烃)并用效果列于表5,在HIPS中卤系列阻燃剂的添加使燃烧速度减低,但CO及烟的发生速度增加。在共阻燃配方中添加纯硅酮塑料改性添加剂时,热放射速度进一步降低,同时CO及烟得到改善。卤类阻燃剂,如添加时,由于不完全燃烧使CO及烟的发生量增加,但添加纯硅酮塑料改性添加剂 1%时,效果明显改善。
² PP中纯硅酮塑料改性添加剂与Mg(OH)2的对比效果
ESCORENE 1012中添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂与VERSAMAG(Mortonlntermationa)并用的结果列于表6。Mg(OH)2的添加使冲击强度下降,但添加有机硅纯硅酮塑料改性添加剂则可以阻止,并且加工性改善,使放热性及机械性能提高,试验结果列于表7与图4。非改性的PPE进行各种机械特性与阻燃性试验结果列于表8。添加纯硅酮塑料改性添加剂 15%的改性PPE,比731树脂的UL94结果改善,添加量15%,UL94与氧指数两项改善。图6是纯硅酮塑料改性添加剂 添加至40%时耐冲击性的程度。纯硅酮塑料改性添加剂的粒径小于1um,添加量15%强度呈最大值。图7为添加1%与4%时弯曲度与温度的关系。纯硅酮塑料改性添加剂添加的改性PPE比一般的用PS改性PPE有非常高使用温度范围。作为改性剂的PS用少量纯硅酮塑料改性添加剂代替,愈来愈使PPE的Tg提高。
PS改性PPE内添加纯硅酮塑料改性添加剂会产生从未有过的性能提高。提高工程塑料、超级工程塑料的高温成型、耐热性、加工性、耐冲击性,在添加纯硅酮塑料改性添加剂之后均可实现。
塑料助剂又叫塑料添加剂,是聚合物(合成树脂)进行成型加工时为改善其加工性能或为改善树脂本身性能所不足而必须添加的一些化合物。
1、增塑剂(塑化剂)
这是塑料领域最常听到的添加剂,前几年的台湾塑化剂事件似乎犹在耳边。
塑料如果从字面上理解就是可以塑形的材料,增塑剂也可理解为增加塑料的可塑性。
塑料的主体都是高分子,没有例外;高分子的基本概念其实就是说分子量特别大,微观上来理解的话就是具有非常非常长的分子链,最基本的形状就是蜈蚣那样。宏观来讲,密集恐惧症躲开,其他人可以想像一下成千上万条蜈蚣缠绕的感觉(脑子嗡地炸了,缓下先,还是换辫子做比喻吧,忽略侧链了);
辫子缠绕得太紧就不易变形了,所以要从麻花辫编成双马尾,首先就要把辫子稍微解开一些,对于高分子最常用的方法就是加热,然后重新把辫子扎起来——也就是定型,例如吹塑、挤出等方法。
可是高分子的性能各异,有些高分子在“解开”的过程中很容易变质,最突出的就是PVC,一般要加热到170度才能加工,可140度时这货就开始放出氯化氢了,也就是盐酸气,很让人不省心。我们想一想,如果头发睡了一觉醒来缠在一起梳不开该怎么办?或许有人会将此作为新发型顶着出去,但更多人会选择洗头。所以科学家们也想到这一招,往PVC里加点增塑剂,就可以在140度条件下进行加工了。
增塑剂的挑选也是一门学问,就像我们不可能用芝麻油洗头一个道理,PVC所用的增塑剂大部分都是邻苯二甲酸酯类,包括人人喊打的DEHP。既是谈作用,此处不再多说健康的话题了。
需要注意的是,由于增塑剂比较容易析出,影响产品质量,即便不析出,塑料的强度也下降了,所以塑料加工企业都是本着能不加就不加的态度,从用量来讲,PVC与PVDC两种塑料所用的增塑剂大概占到增塑剂行业的90%用量以上,也能从反面印证这一点。所以,对于“塑料都含塑化剂”的说法还是要抱着怀疑的眼光去看。
2、增韧剂
很容易与增塑剂混淆,有一些增塑剂确实也可当增韧剂这么用,这时因为两者的原理通常都是改变高分子的结晶性。但具体到产品参数而言,两者其实是不同的。
还是以头发来比喻,增塑剂相当于水,主要管的是加工过程,而增韧剂相当于护发素,主要管的是后面的应用过程。
有些塑料很脆,使用的时候跟玻璃一个感觉,摔地上就碎,显然应用起来不是很舒服,很多人喜欢塑料制品不就图个不容易摔坏么。增韧剂存在的任务就是为了解决这个问题。对于PVC塑料而言,增塑剂也是增韧剂,但其他塑料的增韧剂就五花八门了,有的直接就是用橡胶这样的高分子作为增韧剂。
3、抗氧剂
关心方便面食品健康问题的话,应该听说过BHT这种物质,前几年曾经被报导过。
BHT是最常见的酚类抗氧剂,塑料工业中使用得极为普遍,材料加工行业中这几乎是必需品。
塑料是有机高分子,分子其实是蛮脆弱的,如果高温状态下遇到氧气这样的流氓是很危险的,就好像穿着很简单的妙龄少女走到了夜深人静的大街上。我们都知道某些不该发生的事情罪魁祸首是氧气,跟高分子自己无关,但氧气势力实在太大,地球离不开它,所以只好给高分子多穿点衣服,也就是抗氧剂,真的遇到氧气的时候,脱下外套,然后金蝉脱壳,避免发生更坏的后果。
这基本就是抗氧剂的作用了。当然,现实中的氧化剂不只是氧气这一种。
4、阻燃剂
阻燃剂在塑料工业中的应用并不多,但确实很重要,如果我们的塑料加工行业都能按照标准生产阻燃性塑料,很多火灾的危害都会下降。所以还是再添一句私货:目前国内塑料加工行业的添加剂问题不仅仅是滥加,还有错加和少加的问题,而且后面两个问题更严重,添加剂对我们的保护作用绝对大于危害。
阻燃剂的作用就简单了,阻止燃烧速度,很多是含磷含氯的物质,快速生成自由基,从而阻止火源扩散。
5、着色剂
这个就更简单了:给塑料上色的作用。
但休要简单看待上色这个问题,性能与美观是塑料加工中最为重要的两个方向,性能决定用途,美观却决定利润,所以对于具体的企业来说,后者有时反而更受关注。如果我们看到一部手机,外壳的上色不均匀,很可能就不会去买,至于耐不耐摔,反正就算是在砸核桃神器的那个品牌柜台,我也没见过有人买手机的时候去试验外壳的强度。
关于着色剂还有很多不同的称呼:颜料、颜填料、染料、色浆、色母等,万幸的是,它们的含义都不一样——所以高分子专业的童鞋们,你们的记忆力还好吗?这里就不展开了。
6、增强剂(补强剂)
大多数时候口头称呼的填料也都是指增强剂,其作用就是增加塑料的强度。
强度不同于硬度,这一点要区分的,大多数塑料使用过程中都不要求硬度,但除了食品袋的撕口位置,一般塑料对强度的要求都很高。
大多数时候,增强剂同时还能降低塑料的成本,因为常用的增强剂,包括碳酸钙、滑石粉、石墨或炭黑,以及二氧化硅等都比较便宜。当然,这些物质能增强,靠的是它们与高分子直接的相互作用,不能无限添加,加多了强度也会下降。
它们一般也都无害。
7、交联剂
交联剂其实也能称作增强剂,因为对于最终成型的材料而言,它也起到了类似效果。
但与一般填料不同,交联剂与高分子之间发生的是化学反应。通过交联这样的化学反应,塑料的定型变得更加稳固。
如果还用前面的头发做例子,一般的定型就是用头绳扎了起来,一跑步可能就会松开,而交联剂就像夹子,作用力比较牢固。
8、光稳定剂
紫外光这种高能电磁波能让不少高分子出现断链现象,光稳定剂就是为了处理这个问题。
9、热稳定剂
与第8条类似,只是断链反应的能量来源变成高温。
10、发泡剂
吃过泡面吧,面是怎么泡起来的呢?当然不是发泡剂的功劳。
这里要说的是泡面盒,这种泡沫塑料是怎么来的。一般塑料都是实心的,要想做成像馒头一样的发泡塑料,显然不能靠酵母,怕是酵母也不可能在塑料加工工艺中生存——于是发泡剂就充当了这样一种酵母的作用,当然发泡机理就很多样了,常见的发泡气体有二氧化碳、氮气、氨气等。要描述清楚发泡工艺,足可写出一本书。
11、润滑剂
主要也是加工过程中使用,与增塑剂有点类似——增塑剂降低了分子间的摩擦力,而润滑剂不仅可以降低分子间摩擦力,还可以降低分子与容器间的摩擦力。
12、抗静电剂
与阻燃剂其实可以类比,也是一种用量不算大,但在特殊场合却极为重要,特别是电子元器件中,作用是为了降低塑料表面的静电积聚。