改性塑料的昨天今天和明天XXXX改性塑料市场及应用论

改性塑料的昨天、今天和明天

刘英俊中国塑料加工工业协会改性塑料专业委员会地址：北京市阜成路11号（100037）电话：（010）689871752007改性塑料市场及应用论坛目录1改性塑料的发展历程及在塑料工业中的重要地位2塑料改性技术面临的几个共性问题2.1以新的视角引导改性塑料行业向前发展2.2纳米塑料及其产业化问题2.3填充塑料的“增重”问题2.4改性塑料的成型加工尺寸收缩率问题2.5废弃塑料再生利用时，不同类材料混合使用问题3和汽车、家电、医用塑料有关的几种改性塑料3.1汽车用改性聚丙烯3.2家电用改性聚丙烯3.3塑木材料3.4低烟无卤阻燃塑料3.5透明聚丙烯3.6环境友好型塑料3.6.1可环境消纳型塑料3.6.2全生物降解塑料4改性塑料市场前景展望1改性塑料的发展历程及在塑料工业中的重要地位塑料改性基本概念历程：专业化规模化功能化现状：产品数百万吨、企业数百家、从业数万人重要性：1）降低成本2）提高性能3）循环经济节约石油资源再生环境友好4）吸引投资和关注，迎接更大发展2塑料改性技术面临的几个共性问题

2.1以新的视角引导改性塑料行业向前发展

国务院关于加快发展循环经济的若干意见（2005年）中指出，“本世纪头20年，我国将处于工业化和城镇化加速发展阶段，面临的资源和环境形势十分严峻。必须……按照减量化、再利用、资源化的原则，采取各种有效措施，以尽可能少的资源消耗和尽可能小的环境代价，取得最大的经济产出和最少的废物排放，实现经济、环境和社会效益相统一，建设资源节约型和环境友好型社会”。1）继续抓好非石油类资源做为塑料原材料使用的研发与应用；2）正确对待废弃塑料再生利用过程中的一些负面影响问题，努力提高再生塑料的可利用性和技术含量；3）积极应对各种挑战，将技术创新做为锐利武器，以全新的产品开拓市场；2.2纳米塑料及其产业化问题纳米塑料的概念含4.2%蒙脱土的尼龙6拉伸强度↑50%模量↑100%冲击强度不变热变形温度↑90℃

透明性增加吸水性下降传统型填充改性——插层型复合——剥离型复合炭黑纳米碳酸钙机械物理化学修饰2.3填充塑料的“增重”问题

问题的提出单向拉伸制品双向拉伸制品思路2.4改性塑料的成型加工尺寸收缩率问题

表1用不同材料改性对PP成型加工尺寸收缩率的影响添加材料加入量（%）成型加工尺寸收缩率（%）POE301.2SBS301.05EPDM301.12LDPE301.3HDPE301.2CaCO3（800目）300.8Talc（1250目）300.85云母粉（325目）200.75玻璃纤维300.542.5废弃塑料再生利用时，不同类材料混合使用问题

除上面提到的一些问题外，改性塑料行业还面临着很多理论上、学术上的、政策法规和实际生产中可能产生的许多问题，如矿物粉体材料的硬度大易磨损加工设备模具问题、在塑料中加入的添加剂或助剂导致卫生性不合格的问题、填充塑料透明性下降问题，以及刚性粒子增韧、粉体材料表面处理及处理设备等。

3和汽车、家电、医用塑料有关的几种改性塑料

3.1汽车用改性聚丙烯

表23种汽车部件用改性PP专用料的配方（质量分数%）部件原辅材料仪表板保险杠侧门板聚丙烯（PP）（1300）54.7（J640）54.0（J7726）72.7聚烯烃热塑性弹性体（POE）17.021.44.0滑石粉20.0-13.0碳酸钙-14.6-马来酸酐接枝PP6.06.87.0降解剂2.02.93.0抗氧剂10100.10.10.1抗氧剂1680.20.20.2表33种汽车部件用改性PP专用料的性能部件原辅材料仪表板保险杠侧门板熔体流动速率（g/10min）111619拉伸强度（MPa）232128断裂伸长率（%）85520120弯曲强度（MPa）472342弯曲弹性模量（MPa）241013202200缺口冲击强度（KJ/m2）224214成型加工尺寸收缩率（%）1.141.040.98①滑石粉（刚性）和碳酸钙（韧性）②POE优于EPDM③TPE（EPDM/PP）优点④满足使用要求前提下，改性产品档次很多3.2家电用改性聚丙烯

表4光泽型改性PP的性能改性PP性能CALP3500GCALP3511G国内Ⅰ国内ⅡABS密度（g/cm3）1.061.111.071.051.05熔体流动速率（g/10min）68652拉伸强度（MPa）34.535343544断裂伸长率（%）3025505012弯曲强度（MPa）43.546464870弯曲弹性模量（MPa）21002600170022002400缺口冲击强度（KJ/m2）4.54.53.53.511洛氏硬度（R）9799--105热变形温度（℃）12713012012595成型尺寸收缩率（%）1.5~1.81.3~1.61.3~1.51.3~1.50.5光泽度（ASTMD352）（%）--8887-表5全自动滚筒洗衣机零部件用改性PP的性能专用料性能PP-101PP-102密度（g/cm3）1.271.33熔体流动速率（g/10min）54.2拉伸强度（MPa）3940弯曲强度（MPa）45.647.2缺口冲击强度（KJ/m2）23.7-洛氏硬度（R）6372耐高温畸型合格合格耐洗涤剂性合格合格洛阳石化总厂研究所改性PP：①缺口冲击强度80J/m弯曲模量1700MPa②95℃老化100小时，拉伸强度保留93.8%营口洗衣机总厂（双翼风扇）改性PP：MFR10±1g/10min拉伸强度32~34MPa弯曲弹性模量2.1~2.5GPaIzod冲击强度60~70kJ/m2（23℃），20~30kJ/m2（-20℃）3.3塑木材料

热稳定性：竹>稻糠、松木>稻草、麦秸表6几种木质纤维粉填充的PE塑木材料的性能样号木质纤维类型比重拉伸性能弯曲性能简支梁缺口冲击强度热变形温度拉伸强度断裂伸长率弯曲强度弯曲模量18℃-18℃g/cm3MPa%MPaMPakJ/m2℃WPE-3001木粉1.15923.851.5136.172532.435.2164.69399.30WPE-3002稻糠1.15620.352.9334.672251.914.4644.056105.00WPE-3003竹粉1.11219.702.7633.361828.235.2044.943101.35WPE-3004稻草纤维1.16219.391.4134.621349.135.1374.577111.90WPE-3005麦秸纤维1.14520.761.6034.111312.524.6204.363113.95表7GG专利技术增强PP和其它材料的性能材料性能GGNF30GGNF50GGNF70玻纤增强PP(TWINTEX®)玻纤增强PC/ABS(PULST959)PC/ABS合金(PLSEA35-105)纤维含量（%）30507020100密度（g/cm3）1.0001.0801.1741.2201.1801.120拉伸强度（MPa）415547615052断裂伸长率（%）5.02.90.72.54.080弯曲强度（MPa）6591971099982弯曲模量（MPa）300049007000342036502200无缺口冲击强度（KJ/m2）221914429J/cm2NB3.4低烟无卤阻燃塑料

RoHS指令豁免

产品指标：十溴97.4%九溴<2.5%八溴<0.04%我国《电子信息产品污染控制管理办法》

EIP-A类均匀材料中多溴二苯醚（不包括十溴）≤0.1%EIP-B类多溴二苯醚（不包括十溴）≤0.01%非卤阻燃体系Al(OH)3和Mg(OH)2

表8中科院化学所“无公害高性能聚烯烃阻燃材料”的性能性能单位标准要求检测结果国外产品密度g/cm320℃<1.601.521.40断裂拉伸强度MPa>10.011.311.0断裂延伸率%>150188150100℃老化10天保留率%>9093.880氧指数%>325037垂直燃烧试验UL-94V-0V-0—低温脆化温度（-25℃）失效数个<15/300/30—毒性指数<3.02.225烟密度Dm—无焰<1503015020℃体积阻燃率Ω•cm>1.0×10112.8×10121.9×1014表9彼大甲连热塑性姜低烟雾无颈卤阻燃电蜘缆料项目单位绝缘料护套料填充料工作温度℃9090密度g/cm31.461.481.68熔融指数190℃/5kgg/10min1.51.23拉伸强度MPa11.812.02.8断裂伸长率%230220400氧指数%353751热变形（80℃×6h）%2320低温性能（-40℃）通过通过老化性能（110℃×168h）1．强度变化率%1082．伸长率变化率%-79燃烧性能：1．HCI气体发生量mg/g<1<1<12．PH值6.66.86.93．烟中透光率%808l824．烟密度Dm无焰10510395有焰3634305．电导率μs/mm1.41.21.16．毒性指数1.31.21.1电性能：120℃介电强度MV/m2825220℃体积电阻率Ω•m1.8×10141.2×1014390℃体积电阻率Ω•m2.1×10121.81×1012490℃绝缘电阻常数MΩ•km15001300表10层热嫩塑性低很烟无卤责阻燃电典缆料性还能项目国内1国内2密度（g/cm3）1.561.26熔体流动速率（g/10min）—9.6拉伸强度（MPa）1.5911.0断裂伸长率（%）13846220℃体积电阻率（Ω•m）1.1×1012—击穿强度（MV/m）29—电导率（μs/cm）4.6—氧指数（%）4239垂直燃烧—UL94V-0烟密度Dm（有焰法）55—HCL气体发生量3.7—热老化100℃、240h拉伸强度（MPa）/变化率（%）15.4/-3—断裂伸长率（%）/变化率（%）130/-63.5稿透明聚丙越烯透明性挺与PET、晋PVC、阅PS相媲美乡丰，热变挤形温度110℃以上。聚丙烯的沉透明改性汗可以通过渔以下三种隐途径实现拆：①通过络无机共聚妨得到具有留优异透明摘性的树脂薪，如德国快BASF爽公司生产颠的PP无踏规共聚物震Novo亡len气3248填TC，透考明度达9翼0%，雾牺度仅为1晨0%，又虹如Sol慈vay公膜司生产的绳PP无规鲜共聚物E羊ltes路PKL膀176，候其制品要气可具有玻仔璃般的光样泽。②采用目茂金属催专化剂生产饱透明性优露异的PP骑。③在叠普通P菜P成型蓬加工时兰使用成庭核剂以幅提高制谱品的透屑明性。表11近普通领PP和地透明P蒜P的性岁能性能名称普通聚丙烯透明聚丙烯雾度/%56.610.1光泽度/%99.6129.2熔体流动速率/（g/10min）2.83.0结晶温度/℃118.92128.06维卡软化点/℃140.0156.9洛氏硬度/R95107拉伸强度/MPa35.028.9弯曲模量/GPa1.491.50弯曲强度/MPa38.839.8缺口冲击强度/（J/m）24.028.0表12陵大趟庆透明P架PTX丹30C的肌性能项目设计值实测值MFR/g·（10min）-1拉伸屈服强度/MPa雾度/%透光率/%等规度/%清洁度/个·kg-18~11≥28.0≤15.0≥85.0≥94.0≤2010.336.09.390.497.82153.6鼻环境绍友好型五塑料3.6缩慧.1可禽环境消宜纳型塑懒料“可环境锅消纳”指磨的是塑料搭在废弃后辽能适应“饿垃圾的掩锡埋、堆肥狐和焚烧等糟综合治理利方式，可御在自然或拖人为的环龙境条件下淹，在尽量饶短的时间剃内充分地酬与环境同逝化”。福转建师范大咽学化学与协材料学院光的发明专梦利“可降吉解可焚烧扑聚乙烯塑仔料”（Z槐L991居110索37.）鲜已于20季04年5谋月获得专炎利授权，刊这种添加狮有经生物爷活性处理灶的无机粉液体和光敏生剂的塑料行，既可降秃解又可在铃焚烧时减寸少尾气对哲环境的影狐响。使用开聚合而成诱的粉状树蛛脂加入适鲜量的无机沃粉体材料斯和必要的贷助剂可以贡生产“可粥环境消纳希塑料专用毛树脂”，赛这种专用炉料与普通该塑料用的脑树脂价格盾相当，加望工而成的梢制品使用雷性能可以守达到相应猜的国家标栋准要求，涝制品成型乓加工设备真、模具无伤须改动，民生产原料杂单一、操灿作方便、慰工艺稳定稻，塑料制勤品在使用播后进入自止然环境或滤人工处置湾环境后有利利于环境诞消纳，最广终回归自宣然，减轻软“白色污戒染”的危哨害。3.6倍.2全坟生物降拦解塑料（1）天鼓然高分子是型生物降轨解塑料主要是指辟淀粉为主常要材料的牛各类生物州降解材料露，如加有扛甘油、尿犬素、分子关量大于3闻000的路聚乙二醇苍的高直链蔑淀粉、天佣然淀粉可受经混炼挤兄出造粒后孤制作软管础、薄膜，漠用精细淀灾粉并添加祸水溶性聚哪乙烯醇制锦作发泡板喊材和一次信性餐具等壤。淀粉经勤改性处理稼后也可添挪加在聚乙壶烯中，使芒其具有一比定的可生遮物降解性来。（2）合涨成生物降家解聚合物这类聚么合物主址要是指料具有生甲物降解免性的聚球酯类聚禽合物，恭如二氧狡化碳与距环氧化旋合物聚付合而成俗的二氧支化碳共筑聚物脂败肪族聚席碳酸酯宰（AP圆C）、乘聚羟基笛丁酸酯膝（PH迎B）、揪聚乙内春酯（P纷CL）搭、聚乳鼻酸（P贪LA）杏、聚丁付二酸丁标二醇酯贵（PB慎S）等怨，这些载聚合物厉在国际痛上都已鹿有商品微问世，畅我国也粗建设了舟少则上鸽千吨，培多则几银千吨的港生产线号，正在界克服价元格和性拨能方面戴的不足尺，大力伯开拓应庆用市场烤。表1壶3列出避几种全星生物降悦解塑料箭和几种蒜常用普附通塑料望的性能删。表13足典献型全生物莲降解塑料泊和几种通疯用塑料的徒性能项目融点(℃)HDT(℃)软化点(℃)玻璃化温度(℃)密度(g/cm3)弯曲模量(MPa)拉伸模量(MPa)拉伸强度(MPa)断裂伸长率(%)缺口冲击强度(J/m)PLA1805558601.253700280070729PHB1806014141.2426002320261.420PHBV151———1.2518008002816161PBS11497—-321.26670—3370060PBSA9469—-451.23330—19900—PES100——-111.3475055025500186PCL605655-601.1428023061730NB醋酸纤维素—77111—1.2511002402762120PVA212——741.25—391213改性淀粉———-541.17—28017670—PS—/75981001.053400250050221LDPE1084996-1200.92—42012800NBPP16411015350.91140011003250020PET26016778—1.38—265057300594肢改性塑虹料市场残前景展竭望汽车表14廉几种苍汽车用经塑料的劳种类和捡数量亭（kg冻/辆）塑料车种PVCABSPPPEPUPOMPAFRP及其它合计红旗CA722021.313.516.84.19.70.162.420.088.2捷达1.614.525.56.87.40.62.02.460.8桑塔纳11.810.518.86.210.00.222.96.166.5富康24.04.030.09.012.01.05.06.591.5切诺基8.010.020.010.020.01.0—34.0103.0依维柯15.015.045.05.060.01.52.08.0151.5解放CA104617.32.212.03.88.51.5—4.349.8东风EQ1141G15.04.610.92.57.50.41.517.459.8表15膊我国方汽车（掘新车及高社会保爽有）所浮需塑料笼的种类蔑与数量（万吨）塑料汽车所需塑料种类及数量PPPEPUPVCABSPAPOMFRP其它合计产量2000年270万辆3.231.762.723.971.140.270.190.911.2415.83预测2010年600万辆7.734.106.368.144.540.690.312.662.8538.80保有量2000年2000万辆4.402.904.476.211.870.580.421.151.6423.64预测2010年5000万辆10.555.949.6613.675.781.390.943.523.9155.36注：①仍20孙10年蜡预测量道因出自摘200田3年，非故数量葬偏低；②保有阅期间所需拍塑料量按朝新车所需虾20%计乓算。电子电器表16被几种上家用电诵器的产击量织（万台陪）2001年2002年2003年2004年2005年年均增长（%）电冰箱1349159922073033310624.1房间空调器2313313548126646746935.5洗衣机1334158719422349295322.0彩色电视机4400520065217329828317.3家用电脑830123932164300808482.5表17典几缴种家电产僚品中塑料睁件的比例品种电视机电冰箱洗衣机空调器吸尘器小家电比例（%）233834106030~90（另一组数据）比例（%）2540361160台式电脑22.9医用塑料200算5年访120射~15环0亿元十一五期拣间离200滑~250活亿元/年安全性、笋功能性、磁与人体组哈织适应性蜘、尽可能敌轻微的环建境危害性设（可环境您消纳性）表18题热铸塑性弹性傲体性能特瘦点在医用椅领域的应虹用实例TPE性能特点应用实例SEBS柔软、透明、可蒸汽消毒，用硅酮改性效果更佳血