塑料配方设计方案

塑料配方设计配方设计的重要性塑料因其质轻、易加工、美观实用、价格低等特点广泛应用于日常生活、各行各业及高精尖技术领域。塑料的主要成分是树脂，占总质量的40％～100％。绝大多数塑料制造的第一步是合成树脂的生产，然后根据需要，将树脂（有时加入一定量的助剂）进一步加工成塑料制品。有少数品种（如浇注制品）其树脂的合成和塑料的成型是同时进行的。当今，树脂和助剂的种类繁多，若按其功能、品种、等级、牌号等分类可达数万种，因此塑料配方也是千变万化。塑料配方设计通常是指根据试验数据等资料，恰当地确定可满足产品使用性能、加工性能和成本要求的树脂、助剂的种类及其用量等的一项重要工作。配方设计原则塑料配方设计有以下注意事项：①制品的使用功能；②加工性能；③加工及使用时的环保问题；④成本等。总之，配方工作者一般是在考虑制品的物理机械性能、加工性能和成本三者平衡的前提下进行配方设计的。设计的重点是如何保持制品的使用性能及加工性能的平衡，所以说塑料配方设计不仅是一门科学，而且也包含运用成功经验的技巧。塑料制品使用性能塑料制品使用性能应包括其本身的力学性能和使用时的特殊性能要求。塑料制品的性能要求一般包括拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、压缩强度、耐热性、电绝缘性、耐化学性、透明性、气密性等。各种制品的使用要求不同，需要的性能亦异。以HDPE瓶而言，装油需要耐油性；装碳酸饮料需要具有阻隔性；装光敏性药品时要有遮光性。以PP注射椅子为例，在北方需要低温抗冲击性强；用于矿井下，需要防静电、阻燃性。以聚四氟乙烯为例，用作活塞环、轴承、轴瓦、滑块、密封环等机械零件时，需要具有低的摩擦系数和自润滑性；用作绝缘材料时，需要其不受温度、湿度和频率的影响，具有优异的电绝缘性；用作防腐材料时，需要有优异的化学稳定性。以聚苯硫醚为例，用作不粘锅、散热器零件和配油器零件时，需要耐热耐油；用作汽车刹车零件、离合器和机械中的齿轮时，需要有较高的刚性和抗蠕变性。再以改性聚酰亚胺为例，用作交通运输包装时，需要耐水性和阻燃性好；用作航空航天工业的高温管和高温涂层时，需要有耐高温、耐湿热和耐辐射性能。加工性能配方设计时需考虑加工性能。例如纯的PVC无法塑化加工，必须加入增塑剂、稳定剂等助剂。加入增塑剂，可以削弱分子间的作用力，增加分子间的移动性，从而降低玻璃化转变温度使熔融加工温度降低，低于PVC的分解温度。加入热稳定剂，可以抑制PVC脱HCl反应，提高PVC热分解温度，使之高于PVC的熔融加工温度。又如PVC薄膜的制造中，吹塑法常选用内润滑剂，压延法则选用外润滑剂。环保要求配方设计需适应环保要求。一般塑料制品着重评价其使用寿命。实际上应从原材料的生产、加工、物质流通、使用乃至废弃整个过程来全面考虑。延长制品使用寿命对节省资源和节约能源有利，对废弃物的再利用和原材料的安全性也需重视。成本问题在配方设计时，除了保证产品能够顺利加工和满足产品标准要求以外，还必须最大限度降低产品的成本。因此，要充分了解原材料的性能价格比以及相互间的作用与禁忌事项，运用先进的科学实验方法选择最佳的性价比。当可以替代使用时，尽量使用来源广、采购方便、成本低的助剂。降低生产成本要考虑包括原材料成本和加工成本在内的总成本。例如，添加能改善加工性能的助剂虽然提高了原材料成本，但能大幅度降低加工成本，那么也就能降低总成本。其它因素配方设计还包括产品设计、生产工艺设计等在内的产品开发。因此，在深入理解配方设计在整个开发过程中的重要性的基础上，还必要考虑其他的相关因素。有了这些基本的原则作指导，我们在进行配方设计时就能做到全面考虑，综合运用。配方设计要点配方设计的关键为选材、搭配、用量、混合四大要素，表面看起来很简单，但其实包含了许多内在联系，要想设计出一个高性能、易加工、低价格的配方也并非易事，需要考虑的因素很多，现提出一些要点供读者参考。树脂的选择品种的选择:树脂要选择与改性目标性能最接近的品种，以节省加入助剂的使用量。如耐磨改性，树脂要首先考虑选择三大耐磨树脂：即聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、超高相对分子质量聚乙烯(UHWPE)；透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明树脂：聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚碳酸酯(PC)。耐热改性，首先考虑选择聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚苯并咪唑和聚芳砜；耐低温改性，首先考虑选择低分子量聚乙烯、聚碳酸酯和热塑性弹性体类（聚酯类热塑性弹性体、聚烯类热塑性弹性体、聚氨酯类弹性体）；隔热改性，首先考虑选择聚氨酯硬质泡沫塑料、酚醛、脲醛泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料。一般要求树脂成本低、性能高，同时还要考虑外观美及耐久性，所以很难选择一种能满足所有性能要求的合适树脂。例如，用注射成型方法生产透明容器时，在一般情况下可选择聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯两种树脂，但如果要求廉价为首要条件，则选用聚苯乙烯；反之，如果强调耐候性能好时，就要选用聚甲基丙烯酸甲酯；如果还要再加上耐冲击性能好，则就要排除上述两种树脂而选择聚碳酸酯，当然成本要提高。在选择时还应考虑以下内容：所选择的树脂能否承受住使用环境中最高和最低的温度，在这个温度范围内树脂是否变形、发生龟裂、耐冲击性能如何等。若不符合要求，就要改变现有的树脂品种，另选新的品种，或进行改性处理。另外，选择的树脂还需要考虑在使用环境中的其他影响因素。如在要求制品尺寸稳定性能好时，还要考虑到树脂的热膨胀系数、成型初期及成型后期的收缩率变化、吸湿性等因素。一般情况下，不可能满足所有的条件，但应尽可能的满足主要条件。只要满足主要条件就可以了。关于质量标准的掌握，一般按下述条件而定。（1）能否承受使用环境温度的变化、阳光的影响及使用时负荷的变化；（2）制品是否合乎卫生标准及安全性；（3）弯曲强度、拉伸强度、冲击强度、电绝缘性、阻燃性、耐水性、耐油性能、电学性能是否符合产品标准；（4）尺寸稳定性、光学性能、抗毒抗湿抗菌性能如何；（5）外观上及经济成本、特殊要求是否能达到要求。流动性的选择不同品种的树脂具有不同的流动性，按此将塑料分成高流动性、中等流动性和低流动性三类，具体如下：高流动性：聚苯乙烯(PS)，高抗冲聚苯乙(HIPS)，ABS，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺PA等。中等流动性：聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(mPPO)、聚苯硫醚(PPS)等。低流动性：聚四氟化碳(PTFE)、超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)、聚苯醚(PPO)等。流动性的选择配方中各种塑化材料的粘度要接近，以保证加工流动性。对于粘度相差悬殊的材料，要加过渡料，以减小粘度梯度。如阻燃配方中用PA66增韧时，常加入PA6作为过渡料，阻燃配方中用PA6增韧时，常加入HDPE作为过渡料。同一品营种树脂牙也具有约不同的仇流动性苗。主要柿原因为现相对分锦子质量逗及其分僻布的不可同，所信以同一低种树脂将有许多侄不同的嘉牌号。失由于不延同加工否方法要缺求的树捉脂流动瞒性不同系．所以票树脂又允分为注量塑级、摄挤出级歇、吹塑轰级、压会延级等迅牌号，像具体如桥下表所厅示：助剂的选胆择按改性妈目标选集助剂：按要改内性目标述选择合协适的助你剂，加稠入助剂观应能充属分发挥粒其功效辰，并达农到要求敌的指标蛾。指标摧一般为抖产品的窑国家标路准、国心际标准叮，或客逢户提出欺的专项食指标。楼以下是啦为了使潜塑料具勺有某种轿特殊性语能需要兰加入的喉助剂。助剂选择波的参考意市见为：(1)钟增韧远添耐加弹性裕体、热丘塑性弹疮性体和精刚性增砖韧材料螺；(2)增军强终添加玻璃佛纤维、碳扎纤维、晶舒须和有机肢纤维；(3)币阻燃汪添追加溴类努(普通路溴系和胁环保溴掠系)、脸磷类、礼氮类、与氮/磷场复合类醒膨胀型动阻燃剂田、三氧蝇化二锑市、水合串金属氧爆化物等邻各类阻普燃剂；(4)妇抗静电淋添加各糠类抗静锯电剂；(5)导羽电拒添加碳类唤(炭黑、基石墨、碳砖纤维、碳侵纳米管)编、金属纤辟维和粉，害金属氧化精物；(6)春磁性增添恼加铁氧腾体磁粉书，稀土乐磁粉包染括钐钴绿类(S密mCo5或Sm2Co17)、钕狱铁硼类讲(Nd姓FeB财)、钐壁铁氮类士(Sm伴FeN短)，铝领镍钴类克磁粉三兽大类；(7)导弱热嚼添加金属蒸纤维和粉茶末，金属正氧化物、食氮化物和民碳化物，厨碳类材料煤如炭黑、镰碳纤维、蚕石墨和碳顿纳米管，顽半导体材拢料如硅、堵硼；(8)耐墙热麻添加玻璃宰纤维、无因机填料、蹈耐热剂如徒取代马来乒酰亚胺类建和β晶型指成核剂；(9)透近明配添加成核笑剂，对P席P而言，跨α晶型成向核剂的山若梨醇衍生询物系列产铃品Mil蜜lad伤3988伶效果最好网；(10)监耐磨液添加P炎TFE、呆石墨、二恰硫化钼、反铜粉等；(11)之电绝缘翻添加满煅烧高岭饼土等；(12叨)绝热置添加云艳母、蒙蚂脱土、佛石英等覆。助剂与树艰脂要匹配助剂选择抓时，要有背针对性．霜应选择对拣树脂改性岭效果好的蹄品种。例泰如：(1)红椅磷阻燃剂竖适用于P研A、聚对营苯二甲酸暴丁酯(P权BT)、喊聚对苯二劳甲酸乙酯吐(PET赶)。(2)氮倚系阻燃剂互适用于含宇氧类工程率塑料，如糊PA、P咐BT、P请ET等。(3)翅玻璃纤光维对结拜晶型塑悼料的耐悼热改性弟效果好丸，对非难结晶型装塑料效映果差。(4)甜炭黑在挠结晶型揭树脂中朵效果好从。助剂的赖形态助剂的形闸状(1)世纤维状话填料的外增强效屑果好。环纤维的浊形状可析用长径互比(L嚷/D)堆表示，识L/D唱越大、锄增强效席果越好援。树脂产在熔融娇状态时掌比在粉饲末状态己时有利外于保持美长径比辟。减小度断纤几族率。这谅就是为零什么不使从进料虏口而从龙中部加版料口加俊入玻璃誉纤维的锤原因。(2)部球型填利料的增壳韧效果累好、并猪可增加锹制品的罩光亮度床。硫酸底钡为典浴型的球巾型填料软，因此买高光泽丛PP的利填充选耍用硫酸碑钡，硫磨酸钡也延可以小王幅度提用高制品臣的刚性尺及韧性临。助剂的彩粒度(1)粒坝状助剂粒际度的表示闷方法粒状助喷剂的粒夺度可用奔目数或沟平均粒缎径表示糖，通常懒用的目司数与平株均粒径蚁的关系青见下表溜。注：目数俘有多种表逆示方法．锦本表中的皂目数为每全平方英寸艘筛网上的握筛孔数目填料粒度吨对填充塑富料的力学细性能的影臂响粒度尺寸也越小，对杯填充材料爸的拉伸强扑度和冲击会强度提高洒越大。在宫用20％艘(质量分帝数)硅灰自石填充P苏A6时，卷粒度对填参充PA6崇的力学性爱能的影响塘见下表：粒度对无找机阻燃剂沫阻燃性能壶的影响无机阻燃余剂的粒度绕越小，阻横燃效果越萄好。例如必水合金属列氧化物和朗三氧化二朋锑的粒度赛越小，达足到同等阻惩燃效果的陡用量就越辆少。在L免DPE中劈燕加入80袖份不同粒槽度的氢氧鲁化铝的阻禽燃效果见饭下表在ABS皱中加入4狐%粒度为茅45μm上的三氧磨化二锑与裙加入1%敲粒度为0技.03μ镇m的三预氧化二锑播阻燃效果虎相同。粒度尺寸往对着色剂接着色力的彩影响着色剂的末粒度越小解，着色力坝越高、遮忙盖力越强心、色泽越博均匀。但根着色剂的浸粒度不是珠越小越好或，存在一尖个上限值队，而且对诵不同性能得的上限值村不同。对肝着色力而么言，偶氮粉类着色剂应的上限粒克度为0.敲1μm，智酞菁类着街色剂的上羞限粒度尺氧寸为0.迈05μm点。对遮盖慌力而言，赔着色剂的莫上限粒度淋尺寸为0术.05μ碑m左右。粒度尺寸序对导电助来剂导电性棒能的影响以炭黑为莫例，其粒选度越小，记越易形成拿网状导电罪通路，达海到同样的灿导电效果庸时加入炭旗黑的量越胆低。但同殃着色剂一鸟样，粒度柏大小也有盟一个上限谅值，粒度话太小，导丙电助剂易种于团聚而舱难于分散叼，效果反藏而不好。助剂的表姑面处理与树脂良靠好的相容稀性是发挥泛助剂功效役的关键。兔因此，必奋须设法提鸽高或改善梁其与树脂丛的相容性际．如采用心表面活性铃剂、偶联省剂或相容筝剂对其进朋行表面活讽化处理。所有无壶机类添窜加剂经股过表面稀处理，告效果大社都提高塞。尤其绝以粉末辟填料最掏为明显仁，其他球还有玻算璃纤维其、无机肤阻燃剂按等。表面处鼠理以偶膨联剂和奥相容剂激为主，捕偶联剂城有硅烷仰类、钛拔酸酯类益和铝酸拖酯类，在常用相亚容剂有瞒所用树固脂的马返来酸酐暖接枝聚职合物。助剂的搞加入量从改性殊效果看适，有的沿助剂加闹入量越史多越好忽，如阻腊燃剂、请增韧剂剂、磁粉猴、阻隔动材料等盟，有的志助剂加徐入量有乔最佳值杂，如导水电助剂悄形成到吉电通路静后即可肝，再增筒加无效仪果；偶顿联剂，兵表面包屋覆即可帐；抗静趋电剂，过在制品顶表面形嫂成泄电目荷层即借可。在左设计配音方时，规应该在薯能满足察改性效戴果的前假提下，夺添加量确最小，召以降低霉成本。保证配尊方中各浆组分混尾合均匀配方中各脏组分的均看分布是使扭配方能达沫到改性要芦求的保证完，可采取逃下面的方泊法保证各车组分的均晚匀分布：(1)分杏次加入对于填料物加入量过喇大的配方眉。填料最凑好分两次御加入：第挣一次在加液料斗。第疾二次在中移间侧加料孩口。如加久150份律氢氧化铝武的无卤阻粥燃PE配拒方，就要晌分两次加抗入。否则踪蝶不能造粒甲。填料的宣偶联剂处饥理，一般裁以分三次此喷入为佳辅。这样能剃达到分散封均匀，偶慰联效果好蓬。(2)合湿理的加料报顺序在PV娘C或填鬼充母料枯的配方雷中，各当种料的唐加料顺稼序很重野要。如陆填充母川料要先躬加填料郊。这样藏有利于烟在混合旦后的升则温过程烦中除去否其中的根水份和探后续的唉偶联处域理。外躲润滑剂尺要后加垄，以免刻影响其编他物料剩的均匀承混合。配方中一截些组分的尼负面影响设计配遗方时要挎全面考扔虑，加胃入的助转剂在满胖足塑料鼠的某种立性能同磨时。应歉尽可能结不影响州其他性城能。如尊高填充描配方对秩复合材离料的力炸学性能抢和加工冷性能影萄响很大铁，使其装冲击强丧度和拉泳伸强度某大幅度说下降，施加工流嚷动性变叶差。如当果制品落对复合鲁材料的种某项性扔能有影彻响，在咬配方设具计中要扒考虑补践偿措施臂，如加扣入弹性援体以减俊少对冲抬击性能典的影响皱，加入衫润滑剂监以改善澡加工性隶能。抗冲击性大部分胃无机材毒料和部崖分有机厕材料都栗降低材扔料的抗桌冲击性得。为了程降低对见冲击强伞度的影侮响，设足计配方酸时可以迁考虑加郊入弹性税体或增恼韧剂。透明性大多数弊无机材象料对透谁明性都浮有影响荡，折光抬指数与洪树脂相猛近的无姜机材料耍对透明傻性的影旷响较小作。对主陕要用于韵HDP建E塑料陶袋的透合明填充塘母料，昏可选择洞对透明很性影响矮较小的享特殊品玻种的滑荷石粉。或有些有戏机化合者物也影齐响塑料豆的透明楼性，如法在PV亚C的增番韧剂中嫁，除M抄BS外执，CP陆E、E形VA、悟ACR含都影响惕制品的追透明性罪。在无惠机阻燃雁材料中吵，只有研胶体五塘氧化二凉锑不影垃响制品舍的透明触性。颜色配方设计项，一定要销注意助剂者本身的颜终色及其变主色性。有少些助剂本纸身颜色很违深，这会证影响制品宴的颜色，询难以制备德浅色制品兵。如炭黑瓦为黑色，谊只能制备蜓深色制品罗；其他如匠石墨、红谱磷、二硫揭化钼、金膝属粉末及敢工业矿渣盼等本身都嘴有颜色，隶选用时要崭注意。还斯有些助剂件本身为白打色，但在贡加工中因曾高温会变须色，如硅背灰石本身稀为白色，舰但填充到宗树脂中加愤工后就成迟浅灰色。其他性唯能塑料的导芒热改性一尊般为加入靠金属类和界碳类导热珠剂，但此疾类导热剂挑又是导电菊剂，在提爪高导热性盟同时会提兰高导电性少，从而影证响绝缘性您。对于同趣时要求绝销缘和导热仅的塑料，挖不能加入可具有导电完性的导热坑剂，只能疗加入绝缘源类导热剂楼，如陶瓷档类金属氧订化物。配方应激考虑加域工性配方要喝保证材副料适当绪的加工湾性，并铅对加工卫设备和膝使用环久境无不猎良影响硬。助剂饲必须具牢有良好售的流动麻性及耐振热性。更此外，番助剂对摆树脂的缓加工性诉影响要坡小；对巴设备的滴磨损和夸腐蚀应厅尽可能嫩小，加歪工时不糊放出有测毒气体湖，损害扩加工人鬼员的健充康。流动性(1)大靠部分无机怕填料都影饶响加工性横，在加入抵量大时，册需要相应戚加入加工谁助剂以补异偿损失的硬流动性，龙如加入润却滑剂等。(2)广有机助谈剂一般惯都能改差善塑料诸的加工鸭性，如冤十溴二嫂苯醚、佣四溴双买酚A阻昏燃剂都晨可改善纷塑料的漂加工流狡动性，铅尤其四蛮溴双酚昆A的效牲果更明薄显。(3)牵一般的燥PVC岸改性配志方都需鞠加入适骆量的润旱滑剂。耐热性除发泡剂置、引发剂男、交联剂钳因功能要躲求必须分皇解外，应造保证助剂续在加工温铲度不分解华。(1)纯氢氧化座铝因分眠解温度士低，不脂适合用乳于PP密，只能英用于P德E中。(2)蜘四溴双君酚A因并分解温毁度低，队不适合愈于AB般S的阻路燃改性跑。(3)大曲部分有机霸染料分解咬温度低，喊不适合高捆温加工的征工程塑料富。(4)改妻性塑料配倒方在加工仅过程中，墙都需要加蒸入抗氧剂哲，以防止园因螺杆的倒强烈剪切酒作用使其芹热分解而维导致材料妹变黄。卫生及环粥保要求配方中遭的各类医助剂应户对操作阿者无害厅、对设需备无害嫁、对使销用者无喘害、对恰环境无必害。卫生性：树脂和舱所选助诵剂应该共无毒，唐或有害半物含量插在控制塘规定的贞范围内尘。对环境鼻的影响炮：所选组越分在加吧工时及塞在制品饱中不能最污染环眨境：(1)铅硬盐不能用赌于上水管威和电缆护搂套；(2)玩梁具、食品妻包装膜必估需用无毒卧的增塑剂找。(3)不呆能用镉、战六价铬、谎汞等重金畜属；(4)凶不能用恢目前法在规中禁魂用的助征剂如多廊溴联苯瓶、多溴另二苯醚牙等。塑料配方捡设计中各失组分的相壳容性对于一女个好的麻配方，渠除了配嚷方组分绪选择合音理、用祸量搭配岁得当外障，配方维中各组航分之间巩还要具隔有良好须的相容朗性，这禾样，才烛能充分况发挥不木同组分盾的应尽药作用。相容性事原则判断不同尤组分的相袜容性如何挪，一条根建本的原则哄，即相似氏相容，可口分为以下价几个方面狠：溶度参数膊相近原则负、极性相矿近原则、飞结构相近欠原则、结稼晶能力相滩近原则、赖表面张力缘瑞相近原则胃、粘度相眼近原则。溶度参牵数相近纳原则不同组分壤的混合过厕程实际上浩是分子链帅间相互扩违散的过程垫，受到分声子链之间允作用的制违约。分子扁链间相互果作用力的踢大小，可肠用溶度参肝数来表示栏。其数值悼为单位体筑积内聚能供密度的平征方根。不同组分粒之间的相邀容性好坏助，可用其裤溶度参数佛之差来衡挺量。差值猪越小，其讯相容性越碍好。对于城共混小分汪子组分，铲其溶度参楚数差小于宏1.5，质即视为相买容性好；肯高分子组董分之间的腊相容规律崖为：溶度饶参数之差勺小于0.此5，且分佩子量越大锄，对其差粉值要求越故小，也就川是说，高游分子量的过不同组分活更不容易明相容。对于溶附度参数继相近原免则，需熄要注意达的是，盟此原则就只适用笋于非极忌性组分晃之间和臂非极性胃组分之相间，而汉不选用繁于极性建组分之分间与结梢晶组分台之间，反其原因鲁为溶度川参数只明表示分柜子之间禁的色散薪力，而芽不表示佳极性组京分之间财的偶师极力及眯氢键。筐因此，山不能完世全表征他分子间否的作用森力大小卧。极性相近毅原则其原则犬为不同建配方之百间的极热性越相屿近，其晨相容性昌越好。冤另外，沾配方中站组分的睛极性越峡大，其旷相容性鸽越好；歪而非极捏性组分鸽的相容埋性大都策比较差棉。极性相近帖原则有些尽例外，如亮PVC/朗CR、P溪VC/C孔PE极性万相近，但坡不相容；止而PS/月PPO两贪种极性不庸同组分，孔相容性反箱而好。结构相裙近原则其原则为辽不同配方幸组分的结螺构越接近牧，其相容都性越好。所谓结构兽相近，是稳指各自组来分的分子伴链中含有率相同或相坝近的结构题单元。如盖PS和P碍PO分子竭链中都含畏有芳香基尼团，因而撑，其相容席性很好。结晶能力傻相近原则其原则为畏不同配方艺组分的结哈晶能力越界接近，其筋相容性越门好。结晶虹能力是指择可否结晶杜结晶难易拳和最大结表晶度。两种非晶盼态配方组敌分相容性集好，而晶区态/非晶灭态、晶态淹/晶态组功分的相容括性差，而冈且只有在觉混晶时才息相容。配兼方组分在共熔融状态品互混时，赢晶态已被视破坏，不暑受结晶能黑力原则限怜制。表面张力我相近原则配方组熔分的表常面张力枕越接近纽奉，其相芹容性越铁好。配泄方中组败分熔融舱时，与才乳状液喊相似，切其稳定回性及分奔散度由迹界面两暴相的表诵面张力滩决定，痕表面张窃力越接伪近，两雀相间的颤浸润、捷接触及戚扩散越恨好，界舅面的结齿合也越径好。提高相容劫性的方法提高相滑容性的虏方法有宜：添加洞偶联剂佣、添加乘相容剂峰、交联碑技术和烟IPN去技术。偶联剂偶联剂也瞒称为表面慢处理剂，剥它是一种撒在无机材苏料与有机虹材料或不僻同有机材汽料之间，纽奉通过化学址作用，使怀两者亲和进性得到抛改善的一读种有机化闭合物。偶联剂主互要用于无课机材料和盾有机材料书混合体系堆中，有时锁也用于有拨机材料复论合体系中座，但很少的见。偶联剂的雅作用机理1、化泼学键理述论该理论欢认为，仔偶联剂撒分子含尺有两种睡不同性我质的基冬团，其旱中一种株基团可丛与无机染材料表监面分子盾作用，总形成化股学键；踩而另一冻种基团恒可与有犹机材料览分子键构合，从捆而在无逮机相与竿有机相禽之间起作到桥梁荣和连接冬作用，伞使不相贫容两相指达到相快容。实际上，盛偶联剂与差两相的作哥用还有氢汽键及物理若吸附等。该理论锤较好地预解释了典硅烷偶谨联剂对呆玻璃纤烘维复合甩体系的鼓作用。2、表面撑浸润理论该理论的脾主要论点泳为液态聚厅合物对无暂机填料的拨表面浸润彼性，促进傅了两者的环相容性。咐如果无机雾填料被完搬全浸润，段则树脂在浓两相界面预上的物理州吸附所产败生的粘结摇强度，比股树脂本身扯内聚能还抗要大。反弦之，如无来机材料浸济润不良，婚则导致相电容性差。此理论较怠好地解释归了热固性嘉树脂与无盟机填料之引间的复合闪。3、变疫层理论为了缓和蜘复合材料泰中树脂和鉴填料两相信在冷却时守不同收缩该率而产生步的界面应勤力，希望杀在树脂与亏填料之间租形成一个禾柔性变形斯层，使复声合材料的胳韧性增大壶。而偶联尝剂可在树将脂与填料盖之间形成初上述的柔蚕性变形层贞，起到松茅弛界面应肾力，阻止而界面裂纹萝扩展的作唉用。4、拘束烂层理论复合材匪料中存圈在着高复模量的事填料与嚼低模量薯树脂之永间的界盗面区，白偶联剂忙是界面淡区中的洞一部分插，它的吹模量介抱于树脂闻与填料窃两者中叨间，可故以较好夸地传递慌应力。偶联剂灾的种类1、硅侮烷类偶隐联剂早期主轧要用于贺热固性简塑料与待玻璃纤挠维之间基，现在虾广泛用壁于热塑识性树脂少与含硅壁性填料窝之间。坑硅烷类积偶联剂角的结构溪通式可迹以写成规：RS饲iX3.其中R轿为与树瞧脂分子秘有亲和剩力或反炮应能力聚的活性景官能团钱，如氨笑基、环率氧基、田乙烯基德等。Ｘ味为能水博解基团贡，如甲根氧基、嚷乙酰基卵氧等。炼Ｘ为－位Ｏ－Ｏ沿－Ｒ时话，为氧缴化硅烷副；Ｘ为收－Ｓ－扁Ｓ－Ｒ废时，称昆为多硫勤化硅烷扭。２、钛湖酸酯类呜偶联剂主要用借于热塑窜性塑料鸡与各类亏填料之西间的偶党联。下表为典冠型的钛酸拨酯偶联剂籍的类型与抢化学结构凳。３、锆潜酸酯类己偶联剂主要用冬于ＰＯ零、ＥＰ会及聚酯撤中。４、铝菜酸酯类等偶联剂成本低，衡除偶联功哥能外，还码可以提高株复合体系昂的机械强均度及耐热乒性。５、锆铝社酸酯偶联坑剂６、铝方钛复合血偶联剂７、有隐机铬类雾偶联剂垂等偶联剂音的选用励原则１、硅烷亡类偶联剂显主要适用铺于玻璃纤冻维及含硅门填料，如桃石英、硅秆灰石、滑洗石粉、云健母、二氧党化硅、硅纪酸钙、粘咏土等，也疯可用于部袍分金属的离氧化物及绣氢氧化物违，但不用虚于碳酸钙爽。树脂主腊要为热固俘性树脂。２、钛酸竟类偶联剂神对填料的爽适用范围河广，如碳葵酸钙、滑瓦石粉。钛评白粉等都角可以还可乒用于玻璃合纤维中。洁树脂主要斩为ＰＯ等柄热塑性树稍脂。３、酸树性填料易应使用颤含碱性职官能团搅的偶联箩剂，而哄碱性填渔料应选迷择含酸欲性官能棕团的偶湿联剂。４、偶联况剂的加入皆量：硅烷饲偶联剂的哭用量可定盟为填料的累1%左右弟；钛酸酯亲类用量一氧般为填料哀的0.2彼5%-2丢%.5、一社些表面危活性剂六会影响维钛酸酯威偶联剂上作用的台发挥，肠如Zn标O、H粱St等细必须在码填料、晋偶联剂谜、树脂幕充分混酸合后加遵入。6、大多眯数钛酸酯踪蝶类偶联剂纸易与酯类同增塑剂发害生酯交换诞反应，因叨此，此类师增塑剂需星待偶联剂恼加入后方警可加入。7、钛脊酸酯类躬偶联剂挣不同品甜种之间伶复合加屋入有协性同作用后；硅烷接类偶联铁剂不同浙品种之渐间复合担加入也肿有协同炼作用；庙钛酸酯外类与硅眠烷类复铅合加入虑协同效功果好。相容剂相容剂是授指借助于铜分子间的梨键合力，怒使不相容民的两种聚隙合物组分蛮结合在一岂起，从而冠形成相容香共混体系唯的一类化奥合物。相容剂宿也称增戴容剂或薯助容剂朗等，与趋偶联剂康不同在素于偶联急剂主要扶用于无恋机材料吊与有机贱材料之粪间，而娃相容剂证则主要宣用于两暑种有机桨材料之鼠间。相容剂跌的作用盾原理1、非相饮容的共混启物两相之健间存在着专明显的相闸界面，且叛其相界面桃很小，只通有1.0刚-1.1染nm；相杆容剂加入百后，可以靠存在于两嘉相界面之摘间，使两毅相界面增右大到2-桥3倍。2、存拍在于两唤相界面暂的相容粮剂，具毅有很长胆的分子唤链；长掠分子链血之间彼虫此产生吸一定的理斥力，刊可以防器止同相慨组分的稀接近与掠合并。3、相容天剂可以降娘低两相界送面之间的射界面张力暑。相容剂伞的种类1、按分鱼子量大小蛛分类，可恋分成高分制子相容剂略和低分子烫相容剂两股种。低分革子相容剂扮一般为反卫应型相容挺剂，如有雀机过氧化骡物类。高壁分子相容狡剂大都属解于非反应惠相容剂。2、按介作用性怖质分类爷，可以期分成反火应型相迟容剂和搂非反应见型相容愈剂两种速。反应亚型相容碑剂在发偷挥相容郊作用时抽，伴随亲化学反邀应在，费可以与省共混组社分形成算化学键无或氢键价。反应此型相容敌剂分子请上含有溪可反应悟基团，洞如羟基筐、酸酐痕和环氧愉基等反应型陕相容剂妇常用品孕种有：非反应批型相容马剂在发团挥相容敲作用时往，不发喊生化学角反应，陕只起到货乳化剂申作用，敢降低两劲相界面奇的张力赢。3、按请结构分尖类，相教容剂主椅要为共厉聚物，当按其共硬聚结构老可分为注嵌段共柔聚物和梅接枝共猛聚物两翻类。嵌无段型相夏容剂比愁接枝相刘容剂效嘱果好，回主要是驻接枝型房诚体积阻漏力大的辜原因。交联技术交联是指单在聚合物乎大分子链握之间产生柱化学反应舱，从而形素成化学键宫的过程。交联主茂要可以翻分为化皱学交联召和辐射爽交联两杏种。一、化理学交联迫是指交腰联剂在窄一定温红度下分缩慧解产生佩自由基矛，引发跨聚合物隐大分子廉之间发瓜生化学武反应，冈从而形省成化学桨键的过步程。化溪学交联链需要有谎交联剂状的存在报，并在竖一定温弱度下进稠行。常用交越联剂品还种按交联挥剂种类烫不同，性主要分移为：有备机过氧泄化物交站联、有溜机硅交必联、叠湖氮化物肤交联及授离子交吐联等。常用有机麦过氧化物励交联剂有届：1、过氧除化二异丙怕苯（DC水P），常该与ZnO令并用，可遍用于PE漏、EVA跨、PVC尝及不饱和取聚酯的交的联剂。2、过为氧化苯市甲酰（磁BPO煎），极仓不稳定普，不溶南于水，舞常用于壤不饱和丹聚酯的谷交联。3、二浴叔基过茶氧化物香（DT邪BP）供、过氧伴化氢二周异丙苯义、2，罪5-二建甲基-双2，5播二叔丁组过氧基穷己烷（薪AD）柳等化学交辫联设计抽原则1、为防师止交联剂鹿过早发生猾分解导致料交联，交昆联最好与座成型同步赴进行，即适分解温度基要与加工文温度相匹裕配。在1患50度左租右温度范根围内，常御用DCP撤，加工温糊度大于1妙50度时织，常用A剪D、二叔蕉丁过氧基脆二异丙苯甲等，加工铁温度更高卡时，一般蹲选用硅烷妨类交联剂隆。2、对含锻有吸附性拴填料如无蔬水硅酸、良粘土等，撒对交联剂室有吸附作陶用，使交息联效率下其降。因而贵另入二苯芬胍、聚乙价二醇、铅州和锌的金侄属皂类等恶，可以防障止吸附，趴保持交联拍剂不受影据响。3、对于呀酸性填料判，如粘土眠、槽法炭叨黑等，会葡导致过氧盲化物的离傅子型分解亏而妨碍交很联效果。老为此需加着入MgO熊、ZnO摸及胺类以欧防止上述叙副作用发咽生。4、防老眼剂加入会聪影响交联车效率，需领并用二苯原基对苯二德胺和a-志N-苯基纵萘胺。二、辐射耕交联辐射交裂联是指摘在高辐亚射能量寄作用下觉，于常体温常压冷下，高嫌分子结比构发生袍变化，总产生自留由基，含进而在姨大分子元链之间遭形成化抵学键的氧过程。与化学舰交联相和比，辐奇射交联守不用交刷联剂，惰可以不蝴引入其妖他物质劈燕；可在蔑室温中寸常压进河行，因泥而塑料泉制品不谋发生变久形。在辐射忌交联反威应中，位衡量交杰联反应任所占比木率大小悼一般用犹交联G孝值（第备吸收1巧00辐晓射能量麻而形成棕交联键房诚数）或隙凝胶率筹表示，酱G值一劈燕般小于掌10.在辐射蝴交联配鹊方设计败中涉及在到增敏姥剂和敏笼化剂。增敏剂又厦称增感剂期，其作用尘可使交联逼反应中的洪非链式转吸变为链式若反应，增鼠大交联反驶应比例，析从而降低竭降解反应奶的比例，组提高反应归的G值，挪并可适当蔑降低交联染剂的用量独。增敏剂推一般为脊多官能妄团单体尤。如二兔甲基丙献烯酸四障甘醇酯派（TE岭GDM皮）、三叨甲基丙残烯酸三货羟甲基散丙酯（叮TMP胃TM）理等。敏化剂的栗作用是加秤速辐射交及联反应，杜其工作原倡理为进行肃能量传递达，以有效尤地利用辐重射能，从散而降低辐液射剂量，鸣达到节能叛目的。敏化剂本摇身一般不伸参加反应塞，或参加恶反应而不废成为交联缴网络的组爪成部分。燥常用的敏孙化剂有S2Cl2、CCl4、NaF链及炭黑等搅。动态交肯联和静蕉态交联动态交罪联（硫姥化）是巧指不同避品种聚锤合物在硬熔融共嗽混过程净实现的责交联，洞主要用赛于提高系共混物亮相容性嫁。进行动咽态交联买的必要徒条件如蛛下:1、被分渔散聚合物麦的粒径为爹1×10-3-2×搂10-3㎜2、两法种聚合被物的表庆面张力失差应低向于0.菠5-3古.0m还N／ｍ倚；3、树仙脂结晶朵度应大梨于15掠%-3塌0%静态交恼联是指砍在模具愚中完成卸交联过适程的一伤种交联蜂，由于丙交联后纯不受剪骡切作用粒，因而炕共混物筋为整体墙网状结占构，近乏似于热宅固性塑纪料，性贺能可大迹幅提高漠，但不本可再用览热塑性替方法进猜行加工愁。静态交联万主要用于屿改性。IPN技洗术IPN旗技术是感指互穿脑网络技翼术。它翠是指含道有两种求或两种店以上聚直合物共话混时，宏两种分互子在共偶混体系闷内互相两贯穿，众在分子心水平上跨达到“脂强迫互露溶”和惹“分子耀协同”荐的效果愁。IPN唉技术合析成的共并混物有属：PS具和聚丙摇烯酸乙吧酯、端有羟丁腈而聚氨酯辰和聚甲招基丙烯舅酸甲酯粮、丁腈淘羟聚氨塌酯和聚厚环氧树约脂、聚奏甲基丙溪烯酸乙矿酯和聚边正丁基转丙烯酸旱酯等。塑料配档方中各筋组分的规关系大多数塑蚕料配方中肚都不只含沫有一种添进加剂，而针是含有两串种或两种表以上添加茫剂。这些强不同的添铁加剂之间蚊往往会产代生一定的裳相互作用撕，从而影竭响整个配系方的性能赢发挥。配艺方中各组趴分的相互踩关系有如雅下三类，俊即协同作巾用、对抗脸作用和加减和作用。协同作用协同作慕用是提构塑料配粮方中两惰种或两秩种以上鹊的添加如剂一起某加入时银的效果跌高于其尾单独加组入的平推均值。丝式产生协膜同作用呀的原因相主要是栏它们之冶间产生串了物理谅或化学侮作用。如在卤素薯/锑系复棵合阻燃体西系中，卤贷系阻燃剂厕可与Sb2O3发生反应羊而生成滴SbX3、Sb辫X3可以隔离线氧气从而撑达到增大勇阻燃效果剪的目的。对抗作稍用对抗作端用是指趴塑料配个方中两担种或两千种以上病的添加便剂一起狭加入时油的效果航低于其收单独加寄入的平秆均值。产生对敢抗作用惠的原理私同协同施作用一无样，也拆是不同呼添加剂赢之间产思生物理紫或化学咐作用的全结果，卵不同的乖是，其渐作用的相结果不宣但没有把促进各素自作用磁的发挥害，反而赔削弱了兼其应有阔的效果设。如常用洋的抗氧浅剂与某闲些含硫贝化合物精，特别订是多硫肉化合物甜之间，溜存在对琴抗作用洞。其原戚因是多肢硫化合舒物有助话氧化作茶用。加合作段用加合作用旱是指塑料缓配方中两害种或两种约以上不同叔添加剂一婚起加入的晓效果等于踏其单独加蛛入效果的刻平均值。如不同穿类型防客老化剂摇并用后肾，可以狡提供不洁同类型胶的防护捕作用。矛如抗氧凭剂可防望止热氧荒化降解绝，光稳妨定剂可独防止光谋降解，故防霉剂旁可防止们生物降柏解等。塑料配方筋设计方法一、塑摆料配方蕉的表示民方法1、以树遥脂基体为传100份鱼的配方表笔示方法。翅这种表示匆方法是以墨树脂基体槐100份敌为基准配馋方中其他钳组分以相槽对树脂基们体的用量馅份数来表凯示。由于收计量容易润，广泛用剩于工业生伸产和科学侦研究中。2、以萝混合料章总量为侍100泻份的配瓜方表示忆方法。运即以配李方中组颤分总用各量为1惩00份择，配方浪中各组刮分以其铲所占的强分数来角表示。桃这种表虑示方法倾利于进北行原料洋消耗量绩和生产祝成本的受核算。3.在对爷配方中各痕组分用量慢进行计量该时，一般角多用质量妨来表示。肚当配方中很含有少量玩液体时，助配方中含目量大的固伟体组分用宋质量来表渴示，而为推了配料雷方便，液伞体组分可滨用体积来羽表示。如贴在塑料着叮色配方中锡，会用到雕少量的白淋油等液体岸分散剂，茅一般即用探体积来表蕉示。4.在已温知配方中付各组分密暖度时，配狐方中各组香分用量也岛可均用体颈积来表示霜，这种表差示方法多双用于成本慰核算中。刷这是由于牢塑料制品贯的体积在毅形状和造弄型设计确滴定下来后陆即得到确陵定，以A夜和B两种甜不同密度捞和成本的边塑料为例压，A塑料纱的密度靠为1，单据位质量成畜本1.2垄，B塑料室的密度为仓1.3，咐单位质量驴成本为1考.很明显冠B塑料的拌单位质量冬成本较低游，但生产期单位体积守的塑料制趴品时则A央塑料的辟成本为1鹿.2，而庸B塑料的越成本为1灾.3.所把以在进行法成本核算含时，要结宪合配方中倦各组分密断度，进行节切实的考问虑。配方设计员方法一、单因勒素变量配披方设计方射法。这种方法药要找出问移题的关键披，抓住主蚂要矛盾，耍在试验中艘只考虑一誉个因素，伪而将其他休因素作为碧不变量，捏以期得这扩一变量的到最佳值。穷然后以此燥最佳值为捧该变量的排固定值，景再考察其闹他变量，俗依此类推烂，直至找六到理想的芝配方。在概用此种方崖法确定配鬼方时，必伍须保证生耻产工艺条或件和测试美条件的一兄致，否则骆无法取舍悉。用单因暂素法来鉴安排试亩验，常仔用的方莲法有以比下几种凑：逐步提高烦法、黄金跳分割法、武平分法、贷分批试验者法。1.逐步灭提高法此法俗称东爬山法，用其关键是丹首先要确知定起点位且置和试验集范围，起伞点位置和酿试验范围酬选得好，狗试验的次洞数就会少朴一些。起诱点位置确边定后，在搜试验范围块内，向原呀料增加和伴减少方向家各选一点清，这点距悟起点的距椅离称为步岩长，步长铺的选择一戚般先大后段小。试验歼过程中需麦经反复试石验和取舍搜来确定原拥料用量的破增减和步咏长的大思小，直至踢达到变量某的最佳值它。这种方厨法适合于线对配方进五行微调，畅优点是比笔较稳妥，量缺点是对炕经验依赖趋性大，试杀验次数较壮多。2、黄金陵分割法此法又称摄0.61豆8法，只设需确定试促验范围，别而无须确床定起点位决置和步长滤。在试验救过程中先灭在试验范脸围内的0椒.618但处及0.歌382处揉分别做一妥次试验，茅而后比较蓝试验结果露，进行取触舍，缩小帽试验范围性。在新确刷定的试验骗范围内重控复上述过暴程，直至竭达到目标炕点。这种砖方法的优损点是试验手量相对较飘少，但欠哄稳妥。3.平分柜法此法又冻称对分箱法，与否黄金分窑割法有广些类似蛙，不同诞在于步秒长的选名择固定引为0.若5，但裳此法应承用较少泡一般要狭在已知欧制品所寄需性能哲指标和那所考察证的变量舟对相关葛性能指假标影响纺规律的耽情况下写，才能仓使用。4、分刷批试验绑法可分为均命分分批试装验法和比清例分批试涉验法两种隐，两者的揪区别在于萍前者先在氧试验范围弃内均匀安母排一批试寺验，根据师试验结果于，确定新插的试验范龟围，再重成复上述过扯程，直征至得到最混好的结果屯。此法的骨缺点在于宫试验次数歌较多。而梁后者是按知一定比例辫一次性把投所有可能稼的试验都妇安排下去漂，此法主增要适用于枣原料少量仅变化就能象引起较大燥的性能指饮标变化的所场合。多因素准变量配核方设计饥方法当配方侧设计中梁同时存宜在两个轰以上自喜变量影栽响因变位量（制涝品性能骡）时，典就需采贴用多因驼素试验蛙法。多盟因素试穗验方法骆很多，懂其中以当正交试际验用得丧最多。正交设判计法正交试验缴法是在优磨选的试验械范围内，坊首先确定洗试验的因菠素数和水性平数，而陵后一次性巧布置一批朵试验，再偏用直观分霜析法和方妖差分析法泰对试验结饮果进行分炉析和整理阁缩小优柜选范围，周分析出各胃因素对指墓标影响的室主次，各驾因素中最忌好的水平谋。此法只巡寿需做少量葬试验就可馅判断出较牛优的配方贤。正交设计惹法正交表茄的组成正交设窗计的核幼心是一违个正交奥设计表缸，简称融正交表少。一个晌典型的棍正交表泼可由下盲式表达邪：LM（bK）式中暑L君为正交自表的符绝号K为实扶验中变呜量的数并目，习框惯称其虫为因素凑或叠因子b为每个凑因素所取迷的几个实疑验值数目渡，称为水剩平，水平削值同经验笋确定，要汽求各水平岸值之间要师有合理的虏差距M为实愁验次数杆，一般切由经验熄确定，市但总结甘大致规慈律如下恒：对于二水盛平实验掠