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聚乙烯蠟廠家分享塑料助劑的功效與選擇

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2016-09-06 10:47:00【

 

 

通常助劑的選用取決于塑料制品的生產加工和最終的使用要求,與之相對應,助劑可分為加工助劑和功能助劑。凡在塑料制品生產過程中,可保障樹脂抵御熱、氧、剪切等因素破壞,或改善樹脂加工性的助劑統稱為加工助劑,如抗氧劑、熱穩定劑、潤滑劑等??少x予塑料某一特定功能或使用性的助劑則稱為功能助劑,如抗靜電劑、防老化助劑、阻燃劑、爽滑劑、抗菌劑等。

 
塑料助劑的選擇高聚物樹脂因結構不同表現出不同的加工特點,據此可分為熱塑性和熱固性樹脂,結晶性和非結晶性聚合物。不同類樹脂的加工方式不同,同一類樹脂又因最終制品用途不同,加工成型方式也不同,如:吹塑、注塑、搪塑、滾塑、澆注、壓延、擠出等。同類塑料制品因其應用行業不同,對功能要求也不同,需用的功能助劑也不同。
 
根據不同的加工性和功能性選用助劑,往往是一個目標對應一種助劑。塑料制品的多性能需多種助劑,但多種助劑混合在一起,性能并不一定能夠協同發揮有時存在反協同作用,反而會劣化制品的物理一機械性能,因此助劑的選擇應慎重。
 
聚乙烯蠟廠家提醒:選用助劑,通常應遵循幾個原則:(1)在既定的配方體系和加工工藝中,能夠充分發揮自身功效;(2)不劣化或最小限度地影響樹脂的基本物理一機械性能;(3)不劣化或最小限度地影響其他助劑功效的發揮,與其他助劑有協同效應更佳;(4)加工熱穩定性塑料制品大多是熱成型的,應保證助劑在加工過程中少損失、不變質、不分解(發泡劑除外),揮發產物對加工設備、操作人員和環境無害,即助劑應順利通過加工關。同一類加工助劑或功能助劑有許多品種,并非每一個品種都適于各種塑料或多種塑料,有的助劑與基礎樹脂熱行為不匹配。這種熱行為的不匹配易造成塑料加工失敗。如有些工程塑料加工中選用了通用塑料的加工助劑,最后在擠出機中因助劑分解發泡而難以成型,功能的發揮更無從談起;熱穩定性較低的抗靜電劑用于B0PP薄膜生產,模頭中產生大量刺激性藍煙,危害操作環境、制品質量和性能。
 
某些助劑自身的熱穩定性過高,也有可能限制其功能的發揮。如發泡劑的分解溫度高于發泡成型溫度,阻燃劑在被阻燃基材受熱分解時仍不能產生捕獲自由基、阻斷燃燒鏈反應的有效物質或活性自由基等。
 
與基礎樹脂的相容性選用助劑除考慮其必備的功效外,還必須從基礎樹脂與助劑結構的相似性與差異性入手,判斷二者的相容性。助劑與基礎樹脂相容性好,才不會惡化(有可能提高)基材的物理一機械性能,還可提高耐遷移性、耐抽提性。判斷二者相容性的依據多遵循相似相容原理,結構相近、極性相近、相對分子質量相近等均有利于相容性的提高。對于那些與基礎樹脂相容性不佳,難以提高添加量的助劑,必須設法提高或改善其相容性,如采用相容劑或偶聯劑表面事精細化工。塑料改性等研究工作現已發表專著2部,相關論文數的功能助劑支撐,將各種功能助劑鯉合物樹脂不得不放棄選用.現代塑料加工應用活化處理,或是微膠囊化處理等。
 
結構相近合成樹脂的結構種類有限,而助劑的結構繁雜,并非每種高聚物選擇助劑都要挑選與其結構相近的品種,但是結構與基礎樹脂相近的助劑確實能提高助劑的功效和制品的綜合性能。例如,具有酰胺結構的抗氧劑1098用于尼龍,穩定效果遠優于抗氧劑1010,耐萃取性也明顯好于后者,而抗氧劑1098用于聚烯烴或聚酯,則無任何優勢。
 
極性相近極性的差異直接影響助劑與基礎樹脂的相容性。助劑與基體樹脂極性不匹配,導致相容性不佳,表現為制品物理一機械性能下降、助劑析出、表面起霜、助劑功效的持久性縮短、制品變色、影響制品的再加工等。因此,非極性或弱極性高聚物應選擇非極性助劑,而極性高聚物應選擇極性助劑。例如,陽離子抗靜電劑用于PVC,效果顯著;而用于PE或PP,則達不到預期效果。又如,生產農用PVC棚膜流滴劑添加量可達3%~4%;生產EVA棚膜,流滴劑添加量1.5%~2.5%;而生產PE棚膜,流滴劑僅能添加1.2%~1.8%,否則棚膜表面很快便產生一層白色析出物。
 
相對分子質量相近高相對分子質量的聚合物與低相對分子質量的助劑在分散行為、熔融行為、結晶行為等很多方面難以同步,直接影響助劑在高聚物中的分散、遷移和耐抽提性,也直接影響助劑功能的發揮。助劑高相對分子質量化是縮短這種差距、提高相容性的有效措施之一。高相對分子質量助劑有聚合型和大分子型2種,如大分子型抗氧劑1010比低相對分子質量抗氧劑1076的耐水解能力、耐抽提性、與樹脂的相容性、抗氧化功能的持久性均有明顯提高。聚合型受阻胺光穩定劑944、622、3346、HA88、N30等與聚烯烴的相容性均優于低相對分子質量單分子型光穩定劑770、GW540等,毒性也明顯降低。
 
提高相容性為提高助劑與樹脂的相容性,有時還必須采用其他措施,如采用偶聯劑活化處理各類填充劑,采用相容劑提高不同結構樹脂的相容性,調整工藝促使各組分相容等。
 
助劑間的匹配性塑料制品在各行業得以深入應用的原因之一在于它的多功能化。多功能化的塑料制品是靠多品種共混、共熔加工成型,要求各種助劑間不具備反應性,一種助劑的遷移不應導致其他助劑的流失以及性能能夠互補。
 
化學反應導致匹配性喪失防老化助劑體系中,受阻胺是一類優良的光穩定劑,效果優于其他類型的光穩定劑,但是使用酸性阻燃劑的場合,一般不能使用受阻胺,而應使用紫外吸收劑。因為酸性阻燃劑會與堿性受阻胺光穩定劑發生鹽化反應,導致受阻胺失效。同樣,丙烯酸酯類外墻涂料中也存在酸性環境的問題,這種情況下,可采用低堿性HALS,使其不與酸性物質反應,從而發揮其優良的防老化性能。
 
遷移導致流失包裝薄膜由于需要復合,粘合劑與爽滑劑的選配很關鍵,復合廠家往往發生爽滑劑與粘合劑選配不當,導致粘接強度衰減嚴重、爽滑性能降低明顯的問題。因為粘合劑對爽滑劑有誘導作用,加速爽滑劑向復合界面遷移。北京市化工研究院通過對助劑與粘合劑相互關系的研究,開發出與酰胺類爽滑劑具有較好協調性的聚氨酯粘合劑。
 
性能互補塑料制品的功能不應是各類助劑功效的簡單疊加,而應是各種助劑功效的協同發揮。單一的助劑品種,有時功能并不單一。一些抗氧劑(1076、168等)兼具光穩定性;一些光穩定劑(如944)的熱、氧穩定性不亞于某些受阻酚抗氧劑品種(如1010)阻燃協效劑具備抑煙性;填充劑又有阻燃性等等。有些品種配合使用,可達到協同效果。因此,確立塑料制品的生產配方,應充分考慮助劑性能的互補,才能提高制品的性能價格比。
 
環境相容性。自身無毒低毒隨著塑料應用領域的不斷拓寬,特別是在食品、醫藥行業的深入應用,很多自身有毒的助劑被淘汰或限制使用,應用過程中發生意外(如燃燒)會產生有毒物質的助劑(如阻燃劑)也被限用或禁用,助劑無毒化是發展方向之一。
 
降低環境危害性在塑料加工過程中,助劑產生粉塵或受熱產生有毒揮發物等均會危害操作者和操作環境。廢棄塑料制品的易回收性和環境消納性也應是助劑選擇必須考慮的因素。例如,光穩定劑GW―540具有優秀的光、熱穩定性,但其環境危害性(致敏)使用戶不2塑料助劑功效的發揮塑料制品的加工性和功能性多是通過添加各類助劑獲得的,但這并非意味著只要助劑選用得當,加到塑料制品中便可充分發揮其功效,影響助劑功效發揮的因素非常復雜。
 
助劑的品種與用量人們對助劑用量的認識往往是越多性能越好(在不考慮成本的前提下)其實不然,對于一些助劑而言,用量提高不多,卻對制品的其他性能造成明顯的劣化。
 
較低相對分子質量的抗靜電劑,其遷移速度快,可在短時間內發揮效果,但在聚烯烴類樹脂中使用,存在持效性差的弊病,而將其應用到熱塑性工程塑料的制品中,則不僅有較好的抗靜電效果,而且持效性滿足制品的需求。
 
爽滑劑用量稍微增加,會使PE薄膜表面的析出明顯增加,導致復合粘接強度下降加快。
 
加工工藝條件的匹配性不同塑料制品的加工工藝條件,制約了一些助劑的使用,必須選用與加工工藝相匹配的助劑,才能通過加工關。
 
對于聚烯烴材料(PE、PP),往往要求抗靜電劑具有優良的耐熱性、較高的安全衛生性,以及對制品本身性能無不良影響等。若采用離子型就不能滿足上述要求,而非離子型的抗靜電劑則能滿足這些要求,是目前聚烯烴類材料最常用的抗靜電劑品種。
 
聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)材料的加工溫度較低,且要求抗靜電的場合往往無衛生性要求,而抗靜電性能要求高,此時應選用含陽離子的抗靜電劑。
 
陽離子型抗靜電劑的抗靜電效果顯著,但熱穩定性較差,限制了其使用。
 
制品的尺寸規格制品的尺寸規格對助劑性能發揮的影響主要在于其厚度效應。就耐老化的制品而言,薄制品中通常使用受阻胺光穩定劑,這是由于其發揮效能與制品的厚度沒有關系,且對制品的性能無不良影響。而紫外吸收劑存在厚度效應,厚度越薄,作用效果越差,在薄膜制品中較少使用。在注塑制件中,同時采用受阻胺與紫外線吸收劑,可協同發揮作用。常見的紫外線吸收劑如UV326等,與受阻胺光穩定劑770、622和944配合使用,可有效提高光穩定性能。
 
對于抗靜電功能助劑而言,注塑制品中往往要比薄膜產品中多添加抗靜電劑。這主要是由于在較厚的注塑制品中,抗靜電劑遷移到表面發揮性能的時間長、相對有效濃度低。
 
使用環境對性能的影響一些功能性助劑效能的發揮受環境影響較大,應根據環境正確選擇合適的品種和用量。有機非離子型抗靜電劑對外界濕度有一定的敏感性,這與其抗靜電機理有關。季節和地域的濕度不同,在抗靜電劑的種類和用量上必須做相應的調節,才能從性能和價格兩方面滿足制品抗靜電的需要。

 

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