塑料配方设计的目的和方法

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：塑料配方是指在树脂中添加其他各类相关助剂的配比系数。对树脂进行配方设计的目的就是对其原有性能进行改性，以提高其原有性能或获得其原来没有的性能。因为树脂的改性，可获得全新的性能，且远远低于新树脂品种的开发成本。在电器、建筑装饰等应用领域，为使材料具有阻燃性能，就要对其进行阻燃改性，如使原本不具有阻燃性的聚乙烯具有阻燃功能。

什么是塑料配方？塑料配方是指在树脂中添加其他各类相关助剂的配比系数。什么是塑料配方设计？塑料配方设计是指对树脂中添加助剂的品种、含量、形态、是否干燥处理、是否表面处理、加料顺序、混合方法、混合工艺确定的过程，塑料配方设计的关键为选材、搭配、用量、混合四大要素。为什么要对树脂进行塑料配方设计？对树脂进行配方设计的目的就是对其原有性能进行改性，以提高其原有性能或获得其原来没有的性能。

前面屡次提到树脂的概念，那么什么是树脂？树脂就是聚合物、高聚物或者高分子材料，因为很像从某些橡胶或者油松树上流出的脂肪而形象地称为树脂。什么是塑料？在树脂中加入了某些助剂形成的复合材料称为塑料。自1909年第一个塑料品种酚醛树脂在美国实现工业化生产以来，塑料品种的开发速度在20世纪初到20世纪70年代一直很快，每年都有几十个新的塑料品种诞生。但到20世纪70年代以后，塑料新品种的开发速度开始放慢，几年才有一个新品种诞生，表1-1为各类树脂的具体工业化生产年代。为什么树脂的开发速度会变慢了呢？究其主要原因是大部分容易开发的树脂品种都已开发，剩下一些难开发、开发成本较高且性能不符合实际需要的品种。虽然目前树脂的合成技术已达到了可以根据性能需要进行分子结构设计的程度，但是开发一个树脂新品种的工作量巨大。因此，进入20世纪90年代以来，树脂新品种的开发速度变得更慢，甚至几乎停滞不前。

表1-1 主要树脂的诞生年限

注：∗本书附录一为聚合物分类及中英文名称对照表，全书提到相应树脂凡英文缩略语均在对照表中。——编者注

近年来，为了满足对树脂性能的不断提高的市场需求，人们的着重点已从开发树脂新品种向对原有树脂的改性方向转变。因为树脂的改性，可获得全新的性能，且远远低于新树脂品种的开发成本。概括起来，树脂的改性主要目的如下：

（1）赋予树脂新的性能

除了PVC、聚苯硫醚等少数树脂外，绝大多数树脂都不具有阻燃性能。在电器、建筑装饰等应用领域，为使材料具有阻燃性能，就要对其进行阻燃改性，如使原本不具有阻燃性的聚乙烯具有阻燃功能。

（2）提高树脂原有的性能

如聚丙烯具有一定的冲击性能，但在很多场合使用时达不到要求，需要进一步提高其冲击性能，就可根据需要加入适量的POE以提高其冲击性能。

（3）降低树脂的生产成本

有些树脂在性能上已满足设计需要，但因成本太高而无法选用，这就需要降低其自主成本，目前可以采用的方法有填充无机或有机填料、共混低成本树脂、全部或部分选用再生原料、进行微发泡减轻质量等。