其主要目的是未经交联的热固性树脂强度十分低，制成制品后应用范围受到限制。所以说，热固性树脂的加工过程实质为树脂发生交联反应，提高制品强度的过程。为使热固性树脂在加工中交联反应得以发生，往往需要在纯热固性树脂中加入交联剂及固化促进剂等。......
2023-06-26
塑料配方设计原则：优化方案
【摘要】：在既定的配方体系和加工工艺中，所加入助剂能充分发挥其预计功效并达到规定指标。在设计配方时，一定要全面考虑，尽可能不影响其他性能。又如在含有大量吸油性填料的填充配方中，油性助剂的加入量要增大，以弥补被吸收部分。如大部分配方要求助剂与树脂均匀分散，对阻隔性配方则希望助剂在树脂中层状分布。如在PVC稳定配方中，能选铅盐类稳定剂就不要选有机锡类稳定剂；在阻燃配方中，能选硼酸锌则不选三氧化二锑或氧化钼。
在具体设计一个配方时，你面对的可选用的树脂和助剂种类很多，甚至可能令你眼花缭乱。如何能选到最合适的树脂和助剂呢？一般可遵循如下原则。
要达到具体的改性性能，可以选用的树脂品种很多，我们要选择最接近改性目标的树脂。如要获得耐磨性好的改性塑料，就要从POM、PA6、PA66、PPS、PTFE、UHMWPE、PEEK中选择；如果要求耐磨且强度又高，只能从POM、PA6、PA66、PPS、PEEK中选择，因为PTFE、UHMWPE的强度很低。又如要获得高阻隔性的改性塑料，就要从EVOH、PVDC、PEN、MXD6、PPC、PI、LCP中选择，因他们的阻隔性本身就很高。
在既定的配方体系和加工工艺中，所加入助剂能充分发挥其预计功效并达到规定指标。规定指标一般为产品的国家或者行业标准，也有客户提出性能要求的企业标准。如对PE阻燃电缆料，如客户要求氧指数为30%以上，无卤低烟，只能选用金属氢氧化物类为主阻燃剂，而且加入量要大。再如客户要求PP具有导电性能，具体指标为体积电阻率要达到102Ω·cm以下，加入的助剂只能为高导电炭黑、金属纤维或粉末、碳纳米管、石墨烯或者碳纤维，其他材料难以完成上述指标。
不劣化或最小限定地影响树脂的基本物理机械性能，最好能顺便提高原树脂的某些性能。任何事物都具有两面性，在改善某一性能时，可能降低其他性能，可谓顾此失彼。在设计配方时，一定要全面考虑，尽可能不影响其他性能。如高填充配方对复合材料的力学性能影响很大，冲击强度和拉伸强度都大幅度下降。如果制品对复合材料的力学性能有具体要求，在配方中要做具体补偿，如加入弹性体材料弥补冲击性能，加入玻璃纤维弥补拉伸性能。
所选助剂的酸碱性，与树脂的酸碱性要一致，不引起两者的反应，否则对树脂原有性能影响很大。
不劣化或最小限定地影响其他助剂功效的发挥，最好与其他助剂有协同作用。在一个具体配方中，为达到不同的目的可能加入很多种类的助剂，这些助剂之间的相互关系很复杂。有的助剂之间有协同作用，而有的助剂之间有对抗作用。如含硫类助剂和含铅类助剂之间会发生硫污染，两者一定不要同时加入；因此在PVC加工配方中，硬脂酸铅润滑剂和硫醇类有机锡千万不要一起加入。又如在含有大量吸油性填料的填充配方中，油性助剂的加入量要增大，以弥补被吸收部分。
保证适当的可加工性能，以保证制品的成型，并对加工设备和使用环境无不良影响。一方面复合材料中助剂的耐热性要好，在加工温度下不发生蒸发、分解（交联剂和发泡剂除外）；另一方面，助剂的加入对树脂的原加工性能影响要小；还有一点，所加入助剂对设备的磨损和腐蚀应尽可能小，加工时不放出有毒气体，损害加工人员的健康。高二氧化硅含量的石英粉末或者玻璃纤维严重磨损设备，亚磷酸酯类阻燃剂会严重腐蚀设备，最好采用高耐磨和耐腐蚀螺杆。
助剂与树脂的相容性要好，这样才能保证助剂与树脂按预想的结构进行分散，保证设计指标的完成，保证在使用寿命内其效果持久发挥，耐抽提、耐迁移、耐析出。如大部分配方要求助剂与树脂均匀分散，对阻隔性配方则希望助剂在树脂中层状分布。除表面活性剂等少数助剂外，与树脂良好的相容性是发挥其功效和提高添加量的关键。因此，必须设法提高或改善其相容性，如采用相容剂或偶联剂进行表面活化处理等。
每一种助剂都具有树脂的选择性，同一助剂对不同树脂的效果不同。如玻璃纤维对POM、PS等非结晶树脂的增强效果很差，阻燃剂也是如此。
具体要求为对操作者无害，对设备无害，对使用者无害，对接触环境无害。对制品需要无毒时，如用于医疗、食品等包装材料等，所选助剂要无毒。对PVC管材而言，如下水管可用铅盐类稳定剂，而上水管则尽可能不用或少用铅盐类稳定剂，以防止铅中毒。
一定要注意助剂本身颜色及变色性，有些助剂本身颜色很深，这会影响制品的颜色，难以加工浅色制品。如炭黑为黑色，只能加工深色制品；其他如石墨、红磷、二硫化钼、金属粉末及工业矿渣等本身都带有颜色，选用时要注意。如白度高的碳酸钙填充制品，想要配出纯黑色和明亮的彩色难度很大。
在满足配方的上述要求基础上，配方的价格越低越好。在具体选用助剂时，对同类助剂一定要选低价格的种类。如在PVC稳定配方中，能选铅盐类稳定剂就不要选有机锡类稳定剂；在阻燃配方中，能选硼酸锌则不选三氧化二锑或氧化钼。
对原料的来源，要尽可能选用国产料而不选进口料，对国产料也要选产地近的，尽可能选择自己有库存的原材料。这样一来可减少原料库存量，压缩流动资金周转量。
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2023-06-28
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