改性塑料怎樣實(shí)現(xiàn)“輕量化”？

發(fā)布時(shí)間：2019-08-28 08-28 17:05 作者：

由于無(wú)機(jī)礦物粉體的密度高于高分子樹(shù)脂的密度(相差2-3倍)，填充塑料材料的密度也因加入粉體而顯著增大。

單位重量的物料，加有粉體的比純樹(shù)脂的體積小，因此在以件數(shù)、長(zhǎng)度、面積為其計(jì)算價(jià)格時(shí)，因這些要素的減小而造成的損失往往大于使用廉價(jià)粉體填料帶來(lái)的效益。

此外，增重還帶來(lái)運(yùn)輸成本加大、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。不過(guò)，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)原輔材料和工藝裝備的創(chuàng)新，“增重問(wèn)題”可以得到一定程度的解決。

1、拉伸過(guò)程

聚丙烯(PP)扁絲經(jīng)過(guò)將近六倍的單向拉伸后，碳酸鈣粉體顆粒分散在PP大分子經(jīng)拉抻后形成的空隙中，使得同樣重量的物料，其扁絲的長(zhǎng)度沒(méi)有明顯變化，因此高倍的單向拉伸制品增重問(wèn)題不明顯。

吹塑成型的塑料薄膜在加工時(shí)受到雙向拉伸，其拉伸比因不同原料而有所不同，但一般為2~3倍。因此和添加同樣數(shù)量粉體的注塑成型塑料材料相比，吹塑薄膜的密度就小得多。

試驗(yàn)結(jié)果也表明，既使是注塑成型，如果能掌握好注射壓力和保壓時(shí)間，同樣配方和加工工藝設(shè)備，其注塑制品材料密度可達(dá)到3~4%的變化。

2、微孔結(jié)構(gòu)

聚乙烯(PE)的分子經(jīng)交聯(lián)后可形成足夠結(jié)實(shí)的泡孔壁，氣體被封閉住就能形成微孔塑料，從而在交聯(lián)劑存在的情況下，塑料材料的密度得以減小。

聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)都因能夠形成足夠強(qiáng)度的泡孔壁，因此發(fā)泡過(guò)程無(wú)需使用交聯(lián)劑。

3、微發(fā)泡

使用交聯(lián)劑可以得到發(fā)泡PE塑料，但其氣味大且交聯(lián)后的塑料不利于回收利用。某高分子材料企業(yè)發(fā)明了在不使用任何交聯(lián)劑的情況下，使加有30%重鈣的HDPE片材密度比同樣配比的對(duì)比片材密度下降10%以上，已經(jīng)大量用于HDPE片材的產(chǎn)品中，是輕量化技術(shù)的重大突破。

4、輕體填料

以粉煤灰為基礎(chǔ)原料人工合成出自身輕質(zhì)的微孔硅酸鈣，原料取之不竭，成本上塑料加工行業(yè)也可以接受，目前在塑料行業(yè)的應(yīng)用已取得階段性成果。

微孔硅酸鈣制成母料后與碳酸鈣母料按同樣比例加入到HDPE樹(shù)脂中制作片材，其制品的密度有明顯差別，微孔硅酸鈣微料填充HDPE的密度在不同添加量時(shí)都有10%以上的下降幅度，而且性能無(wú)明顯差別。

5、晶須碳酸鈣

根據(jù)在橡膠材料中使用晶須碳酸鈣的經(jīng)驗(yàn)，將特別制造的晶須碳酸鈣加以處理，再與基體塑料混合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不影響塑料材料性能的情況下，可使其填充塑料的密度有所下降。同時(shí)納米尺度的微孔還有助于受外力時(shí)發(fā)生彈性形變，吸收沖擊能，有利于填充塑料保持良好的抗沖擊性能。

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