塑料改性的目的、手段及方法

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1、塑料改性的目的、手段及方法第一章概論塑料改性：是在把現(xiàn)有樹(shù)脂加工成塑料制品的過(guò)程中，利用化學(xué)的或物理的方法改變塑料制品的一些性能，以達(dá)到預(yù)期目的。塑料改性分類：物理改性和化學(xué)改性物理改性：填充改性、增強(qiáng)改性和共混改性化學(xué)改性：接枝共聚改性、嵌段共聚改性、輻射交聯(lián)改性等填充改性：是指在塑料成型加工過(guò)程中加入無(wú)機(jī)或有機(jī)填料，以滿足一定的要求。填充改性能顯著改善塑料的機(jī)械性能、耐摩檫性能、熱學(xué)性能、耐老化性能等，例如能克服塑料的低強(qiáng)度、不耐高溫、低剛硬性、易膨脹性、易蠕變等缺點(diǎn)。所以選用合適的填料既可以有增量作用，又有改

2、性效果。但并非所有填料都能起這種作用：有些填料具有活性，起補(bǔ)強(qiáng)作用，可顯著提高塑料強(qiáng)度，如木粉添加到酚醛樹(shù)脂中，在相當(dāng)大的范圍內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用；而有些填料添加后起到稀釋作用，降低了機(jī)械強(qiáng)度，如普通輕質(zhì)碳酸鈣添加到聚氯乙烯中，這種填料稱為惰性填料。增強(qiáng)改性：某些填料，如玻璃纖維，填充時(shí)對(duì)塑料的機(jī)械強(qiáng)度影響很大，如玻璃纖維填充聚酯，彎曲彈性模量可由原來(lái)的2764兆帕提高到9800兆帕，提高近350%，增強(qiáng)效果極為明顯，于是把這種填料改性的塑料稱為增強(qiáng)塑料，這種方式稱為增強(qiáng)改性。除玻璃纖維外，碳纖維、硼纖維、云母等填料都可明

3、顯提高塑料的機(jī)械強(qiáng)度。共混改性：是指在原來(lái)塑料基體中，再通過(guò)各種混合方法（如開(kāi)放式煉塑機(jī)、擠出機(jī)等）混進(jìn)另外一種或幾種塑料或彈性體，以此改變塑料的性能。例如ABS（丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物），就綜合了丙烯氰（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三者的特性，其微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)類似于合金。接枝共聚改性：是先將母體樹(shù)脂溶解在所要接枝的塑料單體中，然后使要接枝的單體聚合，這時(shí)形成的樹(shù)脂便接枝到母體樹(shù)脂中去。嵌段共聚改性：指每一種單體單元以一定長(zhǎng)度的順序，在其末端相互聯(lián)結(jié)，形成一種新的線性分子。根據(jù)單體單元的種類，可分為二嵌段、

4、三嵌段、多嵌段共聚物。輻射交聯(lián)改性：*常用的塑料改性大多采用物理改性技術(shù)，即高分子共混：ABC技術(shù)；是利用容積參數(shù)相近和反應(yīng)共混的原理在雙螺桿（或單螺桿、煉塑機(jī)）中將兩種或兩種以上聚合物及其助劑通過(guò)機(jī)械摻混形成一種宏觀上均相、微觀上分相的新材料。影響改性塑料的內(nèi)在因素：共混組分的相容性、共混組分的相對(duì)含量、分散相的尺寸、兩相界面的相互作用。塑料改性應(yīng)注意的問(wèn)題：第二章塑料填充改性一、填料的種類：見(jiàn)表2.12.5填充改性塑料后成型加工技術(shù)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題二、影響填充改性的因素*填料的形狀：圓柱狀、片狀、粒狀、柱狀、

5、纖維狀*填料的粒徑*填料的表面：表面的物理結(jié)構(gòu)；表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)；表面處理*填料的特殊結(jié)構(gòu)三、填料改性的效果*機(jī)械力學(xué)性能*熱學(xué)性能*成型加工性能*其他性能四、填充改性的作用機(jī)理填料對(duì)塑料的補(bǔ)強(qiáng)作用和填料在塑料中的堆砌理論。*填料的補(bǔ)強(qiáng)作用:填料粒子分散在塑料體網(wǎng)絡(luò)中，形成一種多相復(fù)合材料，補(bǔ)強(qiáng)作用的大小取決于塑料本身的本體結(jié)構(gòu)(交聯(lián)網(wǎng)和纏結(jié)網(wǎng)結(jié)構(gòu))、填充粒子用量、比表面積大小、表面活性、粒子大小及分布、相結(jié)構(gòu)以及粒子在高聚物中集聚和分散等。*最重要的因素是：填料同樹(shù)脂鏈所形成界面層的相互作用(分直接作用和間接作用，

6、前者是指粒子和高分子鏈間直接發(fā)生作用，后者是指它們之間通過(guò)表面活性劑或偶聯(lián)劑發(fā)生作用)。這種相互作用既包括粒子表面對(duì)高分子鏈的物理或化學(xué)的作用力，又包括界面層內(nèi)高分子鏈的取向和結(jié)晶(招結(jié)晶聚合物)等。填料的補(bǔ)強(qiáng)作用可分為兩種，一種是活性填料的正補(bǔ)強(qiáng)，另一種是惰性塑料的負(fù)補(bǔ)強(qiáng)。惰性填料(即非活性填料)來(lái)說(shuō)，它與基體高分子鏈幾乎沒(méi)有作用，所以沒(méi)有補(bǔ)強(qiáng)效果，相反還由于填料的存在，會(huì)引起應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致填充材料強(qiáng)度下降。而對(duì)于活性填料，在一定范圍內(nèi)，用量越大，粒度越細(xì)，或粒子內(nèi)部孔隙越大，則填料與高分子鏈間的相互作用越強(qiáng)

7、，補(bǔ)強(qiáng)效果越明顯。五、填充改性塑料后成型加工技術(shù)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題*填料和制品的水分是制品產(chǎn)生氣泡及銀紋的原因*填料的形狀對(duì)材料流動(dòng)性能影響較大直接注射成型時(shí)，必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題：*由于混煉不均勻造成填料凝集、分散不良*粘度上升引起的流動(dòng)性能下降；*由于纖維狀填料的斷裂造成制品強(qiáng)度下降；*由于填料的加入降低了收縮率，提高了制品的剛性，以致造成脫模不良；*由于取向而產(chǎn)生強(qiáng)度的方向性及其翹曲*焊接部位的強(qiáng)度降低等。第三章塑料增強(qiáng)改性第一節(jié)概述塑料的增強(qiáng)改性是以纖維類材料或其他材料作為增強(qiáng)材料進(jìn)行適當(dāng)組合；塑料品種一般

8、可用PP、PA、PC、PPO、POM、PBT、ABS、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。纖維類材料及其制品有：玻璃纖維、玻璃布、玻璃氈、石棉纖維、有機(jī)聚合物纖維及其織物、碳纖維、硼纖維、金屬晶須等。其他非纖維材料如云母等。一、玻璃纖維增強(qiáng)塑料的特點(diǎn)：1力學(xué)性能在不同程度上得到提高，如機(jī)械強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、彈性模量、耐蠕變性能、減振性、破損安全性等。2熱性能得到提高，如熱變