02、塑料加工配方设计.ppt

前 言 目的：改善树脂的加工性能； 设计核心：在树脂中加入适当的助剂（增塑剂、热稳定剂、润滑剂、加工助剂和交联剂等），以提高其热分解温度，改善树脂的热稳定性，降低树脂的加工温度，调整树脂的熔体黏度，改善熔体的流变特性，提高制品的表面质量。 加工配方设计的树脂 PVC； CPVC； PVDC； CPE； PPS； UHMWPE； LLDPE, PPO； 热固性树脂。 LDPE； HDPE； PP； ABS； PS； POM； PA； 设计目的和方法 PVC、CPVC、PVDC、纤维素类树脂：提高其热分解温度（热稳定剂）、降低加工温度（增塑剂）、改善熔体流变特性（加工助剂）、提高制品的表面质量（润滑剂）。 热固性树脂、PPS：提高熔体黏度（交联剂）。 UHMWPE、PPO：降低熔体黏度（低黏度树脂或高流动助剂）。 LLDPE、mPE：改善熔体流变特性（加工助剂） 第一节、聚氯乙烯加工配方设计 PVC的加工难点：分解温度（120℃）低于熔融温度（160~210℃）。 解决方法： 降低熔融温度——加入增塑剂； 提高分解温度——加入热稳定剂。 改善流动性和表面性能——加入润滑剂。 PVC硬制品——加工助剂以改善熔体流变特性； 一、聚氯乙烯加工增塑剂 增塑剂的主要作用 降低聚合物的熔融温度和熔体黏度，从而降低其加工温度； 赋予聚合物制品以柔软性、弹性和耐低温性能。 增塑剂的应用范围 PVC类树脂（98%）：PVC、CPVC等； 纤维素类和PVA； 其他树脂：如SBS, PA及ABS等，少量应用。 (一)、增塑剂的作用机理 非极性增塑剂与非极性树脂之间。 增塑剂插入树脂的大分子链中间，增大分子间的距离，削弱分子间的作用力；从而达到降低熔融黏度，达到分子链柔顺性的目的。 非极性增塑剂的用量越多，其体积效应越大； 效果：长链环状。 2、屏蔽效应 极性增塑剂与极性树脂之间。 增塑剂与极性树脂之间的相互作用代替了树脂之间的极性引力，从而削弱了分子间的作用力； (二)、增塑剂的性能（提问） 增塑效率； 相容性； 耐寒性； 耐久性； 绝缘性； 卫生性； 阻燃性 1、增塑效率 增塑效率：使树脂达到某一柔软程度（硬度、模量）的用量；加入越少，其增塑效率越高； 通常将DOP的增塑效率定为100。 2、相容性 极性越相近，相容性越好； 含有芳香族基团、酯基、环氧基和酮氧基等基团的增塑剂与树脂的相容性好； 增塑剂分子中的烷基链越长其相容性越差。 常用增塑剂与PVC相容能力大小顺序为：DBS DBP DOP DIOP DNP ED3 DOA DOS氯化石蜡。 3、耐寒性 指增塑剂在低温下发挥增塑作用的能力。增塑剂的增塑能力随温度的降低而下降幅度小的增塑剂耐寒性好。 以亚甲基（-CH2 -）为主体的脂肪族二元酸酯类增塑剂的耐寒性最好，是最常用的一类耐寒增塑剂。而含有环状或支化结构的增塑剂耐寒性差。 DOS DOZ DOA ED3 DBP DOP DIOP DNP M-50 TCP。 4、耐久性 增塑剂在树脂中存在并发挥增塑作用的时间 (1)、耐迁移性： a、增塑剂由制品内部向表层渗出； b、增塑剂向与其接触的固态转移。 相容性越好则耐迁移性越好；分子量大、含有支链或环状结构增塑剂的耐迁移性较好。 (2)、耐抽出性 增塑剂扩散到与之接触的液体介质中的倾向，介质主要为水、溶剂、洗涤剂及润滑剂等。 耐油、耐溶剂性：非极性烷基所占比例较大的增塑剂耐抽出性差，苯基、酯及支化程度高的增塑剂耐抽出性好； 耐水性：正好与上述相反，聚酯类增塑剂是耐水性优良的品种。 (3)、耐挥发性 增塑剂受热时从制品表面向空气中扩散的倾向。 分子量越大，耐挥发性越好； 含直链烷基结构较含支链烷基结构增塑剂的耐挥发性好，含有环状等大体积基团结构增塑剂的耐挥发性好。 一般情况下，聚酯类、环氧类、DIDP、TCP及季戊四醇等增塑剂的耐挥发性好。 其他 5、绝缘性：对于PVC绝缘制品要注意增塑剂绝缘性对其的影响。 6、卫生性：毒性。大部分增塑剂都为无毒或低毒，如环氧类和柠檬酸酯类为无毒增塑剂，苯二甲酸酯类和二元梭酸类为低毒增塑剂。但DOP和DOA有致癌的可能性，磷酸酯类增塑剂有毒，只有磷酸二苯-2-乙基己酯例外，氯化石蜡也有毒。 7、阻燃性：磷酸酯类和氯化石蜡类增塑剂都属于阻燃类。 (三)、常用增塑剂的主要品种 按其与树脂的相容性大小： 主增塑剂：与树脂的相容性好，主要为苯二甲酸酯类和磷酸酯类； 辅助增塑剂：与树脂的相容性一般，主要为脂肪族二元酸酯类和环氧类等。 按增塑剂的结构： 苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯、磷酸酯类、环氧化物类、聚酯类等。 发展方向：高分子量化。 (1)、苯二甲酸酯类：最常用，用量90% DOP：邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯，俗称邻苯二甲酸二辛酯。用量最大的增塑剂