在介绍塑料改性之前,我们先了解一下塑料。塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。
塑料的主要成分是树脂,因此其基本性能主要决定于树脂的本性,但添加剂也起着一定作用。树脂约占塑料总重量的40%~100%,树脂是未和各种添加剂混合的高分子化合物。
塑料改性是通过物理、化学、机械等途径提高或改善树脂原有性能的都称为塑料改性。经过改性的塑料统称为“改性塑料”。
在实际的塑料生产中,几乎都会添加一定比例的稳定剂,为了防止原料在储存、运输及加工中降解。所以说,非改性的塑料是基本不存在的。
凡是塑料,都可以通过改性的方法来提高塑料质量,如密度、硬度、精度、加工性、化学性能、耐腐蚀性能、耐老化性、耐磨性、阻燃性、阻隔性及成本性等方面。
塑料改性是降低成本,提高性能最有效的方法。尤其在再生塑料行业应用广泛。
为什么要塑料改性?至于为什么要进行塑料改性呢?
1. 资源再生理念深入人心。
世界资源永远是人类的一大热门话题,资源再生的理念已深入人心,塑料是由石油炼制的产品制成的,而石油资源是有限的,因此回收利用再生塑料可以节约石油资源,响应国家节约资源的倡导。
回收的塑料往往丢失了原始塑料性能,要想利用再生料的生产新的塑料,塑料改性的过程是必然的。
根据不同的需要,加工某个方面的属性,制造出对应的产品,这样不会让资源流失。人们通过资源的回收利用,才能真正地做到环保节能。
2. 为了扩展塑料的适用范围。
首先说说塑料的优缺点。
优点:大多数塑料质轻;化学稳定性好,不易锈蚀;具有一定的韧性,即耐冲击性好;绝缘性好,导热性低;容易加工,加工成本低。
缺点:耐热性差,易燃;易应力变形,尺寸稳定性差;强度不高;低温脆性;耐溶剂性差等。
这些塑料在实际应用中,其强度、阻燃性、抗冲击性以及加工性能等属性需要达到指定要求才能应用在市场。
比如说PP作为一种通用塑料,在汽车外饰领域,纯PP材料低温性、刚性、韧性均不能达到要求,在对PP材料进行性能增刚增韧改性之后,才能满足使用需求。
日常应用中往往需要塑料具备多种特性,要一定的韧性也还要抗低温脆性;不仅要绝缘性,还要稳定性。
塑料改性的目的就是拓宽原材料的使用环境,大幅提升原材料的部分性能,从而扩展塑料的适用范围,因此塑料的改性的意义不言而喻。
3. 合成新的高分子材料难度大,既不经济也不现实。
塑料化工从第一个塑料产品诞生算起,塑料工业发展至今已有120年的历史,已成功研究合成出上千种高分子材料,但其中具有工业价值的塑料仅百余种,而常用的塑料90%以上集中在PE、PP、PVC、PS、ABS这五大通用树脂。
开发新的高分子聚合物不仅投资巨大,而且应用前景不明朗,既不经济也不现实。因此利用好现有的塑料,通过改性技术来扩充其性能是最具性价比的解决方案。
塑料改性怎么做?塑料改性的方法也是多样的,总的来说分为物理方法和化学方法,物理方法主要是通过添加物质改善其性能;化学方法主要是通过化学反应对形态及结构来改性。
1 .添加改性。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,以达到某种预期性能的一种改性方法。
这种方法是最早也是最常用的改性方法,它改性效果明显,工艺简单,成本低,因而应用十分广泛。塑料改性的方向是根据其需求而定的。
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、稳定剂、抗氧剂及有机阻燃剂、降解添加剂等)。
鑫昌龙新材料研究所也是专注于增韧剂、熔指剂、除味剂、相容剂等多种塑料改性添加剂的研发,为塑料再生行业提供优良的塑料改性剂。
2. 共混改性。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。
它跟添加改性的区别是,在树脂中添加的是高分子物质,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。
3. 化学改性。主要是针对塑料本身的树脂形态及结构来改性,通过化学反应来对塑料改性的方式有很多,比如纺织行业中利用过氧化物来使树脂降解以改善流动性/成纤性能等,通常是改变塑料的晶型状态、交联、共聚、接枝等方法,这里不一一介绍了。
塑料改性的意义与其他材料相比,改性塑料得益于生产效率高、见效快,因此具有更低的成本,同时在性能上也能满足使用要求,同等条件下当然选择性价比更高的改性塑料,从另一方面来说也是为企业节约了成本,增加了经济效益。
改性塑料不仅具备传统塑料的优势,如密度小、耐腐蚀等,同时通过改性技术让物理、机械性能也得到很好的改善,如高强度、高韧度、高抗冲性、耐磨抗震,综合性能相对出色,为其下游领域的广泛应用提供了强有力的支持。
响应国家“以塑代钢、以塑代木”政策,通过改性塑料来替代钢材料、木制品,达到节能减排的目的
塑料改性的应用领域改性塑料凭借其超高性价比已经在下游领域得到广泛应用。常见于家电领域、汽车领域、电池壳、电子产品、体育运动领域等。
改性塑料在家电领域的应用
改性塑料在家电行业的应用十分广泛,家电产品由于在使用过程中会频繁接触、易磨损;长期接触水、油、盐,易腐蚀;长期处于高温状态使用,易老化;长期光照,易变色、失去光泽等一系列问题,因而要求材料外观表现力强、耐刮擦性能好、易加工、性价比高等。
常见的家电产品有电压力煲、电磁炉、面条机、馒头机、豆浆机、料理机、榨汁机、开水煲、电吹风、直发器、剃须刀等等,这些都会用到改性塑料。
常见的有改性PBT、改性PET、改性PA、改性PPO等,以及用于外观壳体的改性PP、ABS、PC/ABS等。
改性塑料在汽车领域的应用
改性塑料在汽车中的应用有:踏板、遮阳板、置物架、风扇、雨刷、空调壳、保险杠、保险带夹等汽车内饰、汽车外饰、汽车发动机周边、空调系统及照明系统等。
这些都是改性塑料的应用区域,可见在汽车领域应用是十分广泛的,通过增加改性塑料在汽车中的用量可以降低汽车重量,控制成本,从而达到节能的效果。
改性塑料在体育运动领域的应用
体育器材、运动用品由于要适应不同的室内外环境,还需根据不同的运动项目,在强度、韧性、受力、耐磨等方面给予运动员全面的保护。、
因此运动器材材料的一般要能具备耐高温、耐低温、抗冲击等性能。常用的材料有改性PA、改性PP、改性PC等。