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改性塑料怎样实现“轻量化”?

文章出处:徐州腾飞工程塑料有限公司   发布时间:2016-09-03 16:23:00    点击数:-   【

由于无机矿物粉体的密度高于高分子树脂的密度(相差2-3倍),填充塑料材料的密度也因加入粉体而显著增大。

单位重量的物料,加有粉体的比纯树脂的体积小,因此在以件数、长度、面积为其计算价格时,因这些要素的减小而造成的损失往往大于使用廉价粉体填料带来的效益。
此外,增重还带来运输成本加大、劳动强度大等问题。不过,相关研究发现,通过原辅材料和工艺装备的创新,“增重问题”可以得到一定程度的解决。

1、拉伸过程

聚丙烯(PP)扁丝经过将近六倍的单向拉伸后,碳酸钙粉体颗粒分散在PP大分子经拉抻后形成的空隙中,使得同样重量的物料,其扁丝的长度没有明显变化,因此高倍的单向拉伸制品增重问题不明显。
吹塑成型的塑料薄膜在加工时受到双向拉伸,其拉伸比因不同原料而有所不同,但一般为2~3倍。因此和添加同样数量粉体的注塑成型塑料材料相比,吹塑薄膜的密度就小得多。
试验结果也表明,既使是注塑成型,如果能掌握好注射压力和保压时间,同样配方和加工工艺设备,其注塑制品材料密度可达到3~4%的变化。

2、微孔结构

聚乙烯(PE)的分子经交联后可形成足够结实的泡孔壁,气体被封闭住就能形成微孔塑料,从而在交联剂存在的情况下,塑料材料的密度得以减小。
聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)都因能够形成足够强度的泡孔壁,因此发泡过程无需使用交联剂。

3、微发泡

使用交联剂可以得到发泡PE塑料,但其气味大且交联后的塑料不利于回收利用。某高分子材料企业发明了在不使用任何交联剂的情况下,使加有30%重钙的HDPE片材密度比同样配比的对比片材密度下降10%以上,已经大量用于HDPE片材的产品中,是轻量化技术的重大突破4、轻体填料
以粉煤灰为基础原料人工合成出自身轻质的微孔硅酸钙,原料取之不竭,成本上塑料加工行业也可以接受,目前在塑料行业的应用已取得阶段性成果。
微孔硅酸钙制成母料后与碳酸钙母料按同样比例加入到HDPE树脂中制作片材,其制品的密度有明显差别,微孔硅酸钙微料填充HDPE的密度在不同添加量时都有10%以上的下降幅度,而且性能无明显差别。

5、晶须碳酸钙

根据在橡胶材料中使用晶须碳酸钙的经验,将特别制造的晶须碳酸钙加以处理,再与基体塑料混合,结果发现,在不影响塑料材料性能的情况下,可使其填充塑料的密度有所下降。同时纳米尺度的微孔还有助于受外力时发生弹性形变,吸收冲击能,有利于填充塑料保持良好的抗冲击性能。以Φ110mmPVC双壁波纹管为例,在其原配方中,用经过特殊处理的晶须碳酸钙代替等量氯化聚乙烯(CPE)冲击改性剂,挤出制得的管材性能见下表。

试验结果表明,用经过特殊处理的晶须碳酸钙替代部分CPE冲击改性剂后,管材的性能仍保持良好;CPE被替代的管材管壁材料密度较原配方的管材管壁材料密度均有所下降,约下降0.5~1%;此外,为了达到不同配方管材的米重一致,CPE被替代的三种管材在成型时,加料机转速均需加快,这意味着生产同样重量的管材所需时间减少了,生产效率得到提高。


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