1、第 23卷 第 9期 中 國 塑 料 Vol. 23,No. 9 2009年 9月 CHINA PLASTICS Sept. , 2009論 壇改性塑料配方功效的技術(shù)優(yōu)化陳 宇 1, 崔 正 2, 王朝暉 1, 張 勝 2(1. 廣東華南精細(xì)化工研究院 , 廣東 新會 529141; 2. 北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 , 北京 100029摘 要 :以人們寄希望于藥補(bǔ)治病的 “ 服藥模式” 為例 , 指出了改性塑料技術(shù)開發(fā)存在的誤區(qū) , 提出應(yīng)簡化塑料改性配方 , 加強(qiáng)樹脂原料和功能性添加劑的選擇與配伍使用 , 并結(jié)合結(jié)晶改性 、 阻燃技術(shù)等對此進(jìn)行了闡述 。關(guān) 鍵 詞 :改性 ; 塑料

2、; 配方 ; 功效 ; 助劑 ; 樹脂 ; 優(yōu)化中圖分類號 :TQ320 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :A 文章編號 :100129278(2009 0920001206T echnical Optimization on the E ffect iedC H EN Yu 12, , G Sheng 2(Institute , Xinhui 529141,China ;2. College ,Beijing University of Chemical Technology , Beijing 100029, China Abstract :It was suggested in t his paper t

3、hat t he formulation for plastics modification should be simplified. More attentions sho uld be paid on t he resin it self and f unctional additives. The employ 2 ment of crystallization modifiers and flame retardant s were also discussed.K ey w ords :modification ; plastics ; formula ; effect ; add

4、itive ; resin ; optimization 塑料改性是基體樹脂 、 加工助劑和 /或功能性添加 劑 、 加工工藝等配方 、 加工 、 裝備技術(shù)的集成 。塑料改 性涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域廣 , 涉及的技術(shù)要點多 。目前 , 越來 越多的工程技術(shù)人員把關(guān)注焦點過多集中于組分的選 配 , 逢塑料改性必談配方 。誠然 , 配方是塑料改性的重 要環(huán)節(jié)之一 , 但研發(fā)或者生產(chǎn)技術(shù)人員僅僅關(guān)注配方 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 。調(diào)整配方是實現(xiàn)塑料改性應(yīng)用目標(biāo)的捷徑 。但 是 , 將塑料改性配方視為診治塑料改性技術(shù)缺陷的處 方 , 往往誤導(dǎo)塑料改性技術(shù) , 影響其發(fā)展與提高 。本文 謹(jǐn)就多年從事塑料助劑的合成與應(yīng)用研

5、究的體會發(fā)表 幾點拙見 。1 改性塑料配方研發(fā)的誤區(qū) 服藥模式 改性塑料配方的關(guān)注焦點往往集中于加工助劑和 功能性添加劑的選擇 。為了改善基體樹脂的性能 , 滿 足應(yīng)用環(huán)境所必需的性能要求和加工需求 , 通過加工 助劑和功能性添加劑的選擇及配伍來幫助改性塑料通收稿日期 :2009205211 過加工關(guān)和實現(xiàn)功能化 。通常 , 塑料改性用各種添加劑按照表 1中的分類 予以區(qū)分 。表 1 塑料改性用添加劑分類Tab. 1 Types of the additives used for plastics modification 添加劑類別 具體品種加工助劑增塑劑、 內(nèi)外潤滑劑、 抗氧劑、 熱穩(wěn)定劑

6、 、 結(jié)晶促進(jìn)劑 、 偶聯(lián)劑、 沖擊改性劑 、 脫模劑等功能性添加劑光穩(wěn)定劑、 抗氧劑、 抗靜電劑、 阻燃劑、 成核劑、 熒光增 白劑、 著色劑、 抑菌防霉劑 、 流滴劑、 消霧劑 、 發(fā)泡劑等 特殊功能助劑 引發(fā)劑、 縛酸劑、 交聯(lián)劑、 固化與固化促進(jìn)劑、 無機(jī)粉體等 技術(shù)人員在進(jìn)行目標(biāo)明確的改性塑料產(chǎn)品開發(fā) 時 , 經(jīng)常采用性能目標(biāo)倒推法 。即根據(jù)產(chǎn)品需要達(dá)到 的目標(biāo)性能 , 選用對應(yīng)的功能性添加劑 。如礦用塑料 管一般采用導(dǎo)電粉末來解決靜電問題 ; 家用電器塑料 外殼采用耐黃變的添加劑來解決長期使用過程中出現(xiàn) 的黃變問題等 。 改性塑料功能化多以功能性添加劑的 合理選擇和引入來實現(xiàn) 。理

7、論和實踐經(jīng)驗豐富的技術(shù) 人員 , 則可根據(jù)性能需求 , 按照 “結(jié)構(gòu)決定性能 、 性能決 定應(yīng)用” 的原則進(jìn)行添加劑具體結(jié)構(gòu) 、 類別和型號的選 擇 , 以達(dá)到最佳的應(yīng)用效果 。 2 改性塑料配方功效的技術(shù)優(yōu)化 改性塑料配方引入功能性添加劑的方式好比人類 為了維護(hù)身體健康 , 紛紛通過服藥強(qiáng)身來延年益壽 。 現(xiàn)階段各種各樣的健康書籍更是層出不窮 。人們將延 年益壽的希望過多寄托在各種藥物上 , 為了得到某種 功效而服用某種藥物 。在特定環(huán)境中 , 得到藥物特定 功效的同時也要承受其他已知或未知的負(fù)面效果 , “是 藥三分毒” 。比如胃藥 “鹽酸雷尼替丁” 就一直存在著 較大的副作用問題 , 而

8、牛黃解毒片是否無毒也已存在 著爭議 。 產(chǎn)生這種問題的原因又是多方面的 。“一效一劑” 成為改性塑料配方設(shè)計的基本原則 ; “一劑多效” 成為塑料助劑開發(fā)的目標(biāo) 。二者并不矛 盾 , 殊途同歸 , 都是為了提高改性塑料配方的效率 。 為了實現(xiàn)期望中的塑料改性的理想效果 , 各種添加劑 的使用越來越頻繁 。然而 , 是否各種添加劑復(fù)合使用 就一定能達(dá)到我們的理想預(yù)期呢 ?,正向作用 ,應(yīng) , 。人 們從復(fù)合抗氧劑 B215的廣泛應(yīng)用體會到助劑正向作 用的協(xié)同效果 ; 另外 , 人們也從酸性配方組分環(huán)境下 受阻胺耐候體系的提前失效品嘗了反協(xié)同作用 。為 了賦予改性塑料特定的功能而引入添加劑可能在使

9、 用過程中給操作者 、 環(huán)境 、 接觸物品帶來多種不同的 影響 , 這尚未引起助劑生產(chǎn)與使用者足夠的重視 。近 年來 , 以 Ro HS 、 WEEE 、 REACH 等為典型代表的環(huán) 保法規(guī)給塑料助劑及改性塑料行業(yè)帶來的壓力和影 響足以說明問題 。塑料改性技術(shù)研發(fā)的思路和原則與人們?yōu)榱藦?qiáng)身 健體而采用的服藥模式還是有許多相通之處的 。藥物 進(jìn)補(bǔ)是要獲得其補(bǔ)身性能 , 但可能為此付出同時攝入 毒藥的代價 。 更可怕的是對于這種代價的付出我們沒 有任何察覺 。而察覺時再予以新的補(bǔ)藥除之 , 則帶來 了 “ 補(bǔ)藥 毒藥” 的惡性循環(huán) , 這更是我們所不愿看到 的 。因此 , 在塑料改性過程中 ,

10、到底引入的是良藥還是 毒藥 , 需要分辨清楚 ; 或者因為引入良藥 , 由其帶來的 副作用又需要我們引入其他良藥 , 如此循環(huán) , 其后果是 配方越來越復(fù)雜 , 成本越來越高 , 產(chǎn)品品質(zhì)越來越難以 控制 ; 或者引入的藥良毒各半 , 在副作用較小的情況下 利用其某些性能 ; 或者使用 “一劑一能” 的專攻方法 ; 或 者使用 “ 一劑多能” 的性價比解決方案 ; 亦或是原料標(biāo) 準(zhǔn)統(tǒng)一下的配方研制等諸多問題 , 都需要我們在實踐 中一步一步地積累 。 2 基體樹脂的正確選擇是改性塑料功效 的保障 隨著塑料加工業(yè)的蓬勃發(fā)展 , 塑料產(chǎn)品在多個領(lǐng) 域成功地替代了金屬 、 木材 、 甚至石材等天然材

11、料 。依 托合成樹脂的可塑性 , 各種功能通過配方調(diào)整技術(shù)引 入到改性塑料中 , 各種功能對應(yīng)的添加劑也在行業(yè)內(nèi) 形成共識 , 助劑的選配幾乎成為標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范行為 。 為此產(chǎn)生了許多 “ 萬金油” 式的加工助劑或功能性添加 劑 。 例如 , 增塑劑的選擇不超過 5種 , Ro HS 對應(yīng)的溴 系阻燃劑不超過 4種 , 抗氧劑的選擇大都沒超過 3種 。 但是 , 有一個關(guān)鍵問題常常被忽視 , 即塑料改性技術(shù)的 , 過少的精力放, 不是基體樹脂與各類助劑 。“ 通用塑料工程化 , 工程塑料功能化” 是塑料改性 技術(shù)的目標(biāo) 。 采用任何一種合金 、 共混 、 復(fù)合 (ABC 路 徑 , 都不應(yīng)忽視基

12、體樹脂的品種與性能的優(yōu)化 。2. 1 基體樹脂的基本物性指標(biāo)體系有待完善目前市場上可供選擇的專用樹脂品種確實供不應(yīng) 求 , 但這并不是優(yōu)化選擇基體樹脂的最大障礙 。障礙 來自基體樹脂的選擇標(biāo)準(zhǔn)不確定 、 不統(tǒng)一 。通用塑料 (如聚乙烯 、 聚丙烯等 由于使用歷史長 、 用量大 、 應(yīng)用 領(lǐng)域廣 、 樹脂合成與應(yīng)用技術(shù)比較成熟 , 分別有薄膜 級 、 注塑級 、 流延級 、 纖維級等不同用途和加工方式的 樹脂牌號 。技術(shù)人員可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和性能的不 同 , 結(jié)合長期工作經(jīng)驗進(jìn)行相應(yīng)選擇 。工程塑料基體 樹脂的選擇就變得復(fù)雜和困難了 。很多工程塑料用基 體樹脂的初始用途是纖維 , 如聚酯 (PB

13、 T 、 PET 、 PP T ; 聚酰胺 (PA6、 PA66 、 聚苯硫醚 (PPS 等 。其基本出廠 指標(biāo)多為特性黏度 。 很少有廠家主動提供其熔體流動 速率 、 熔點 、 結(jié)晶溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等 。塑料改性 企業(yè)單單以一個特性黏度是不足以判定基材的適用性 的 。 而且不同廠家生產(chǎn)的特性黏度相同的聚酯 、 聚酰 胺樹脂的熔體流動速率 、 相對分子質(zhì)量分布 、 基礎(chǔ)力學(xué) 性能又有較大差異 , 更不用說酸值 、 端基 (端羧基 、 端羥 基 、 端氨基等 含量 、 催化劑殘留量 、 相對分子質(zhì)量及其 分布等微觀性能指標(biāo) 。 選擇依據(jù)不同給塑料改性配方 的研制帶來了很多困難 , 使得改性塑

14、料產(chǎn)品的預(yù)期性 能無法完全統(tǒng)一 。因此 , 改性塑料企業(yè)在選擇工程塑 料基體樹脂時應(yīng)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的性能來選擇基體樹 脂 。 2009年 9月 中 國 塑 料 3 因此 , 盡量使樹脂基本性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化 , 尤其是對 樹脂應(yīng)用性能影響較大的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化將有利于塑料改 性的配方設(shè)計 , 提升配方設(shè)計效率 。2. 2 客觀對待再生塑料的循環(huán)利用為了提高石化資源的利用率 , 延長石化產(chǎn)品的生 命周期 、 節(jié)約合成樹脂 、 減少碳排放 、 降低成本 , 塑料的 再生循環(huán)利用是必由之路 。但是 , 毋庸置疑的是熱塑 性合成樹脂及其改性產(chǎn)品歷經(jīng)光 、 熱 、 氧 、 機(jī)械力 、 環(huán)境 因素等環(huán)節(jié)后會產(chǎn)生程度不

15、一的降解 , 力學(xué)性能 、 安全 性能 、 電性能等都會降低 。簡單地將回收塑料視為基 體樹脂的替代物 , 期望得到全新材料的綜合性能是不 現(xiàn)實的 。 甚至有企業(yè)處于良好的愿望 , 提出借助添加 劑的功效 , 將結(jié)晶性 、 耐熱性 、 熔體流動性等性能迥異 的不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的回收塑料共混在一起 , 得到理想的 材料性能指標(biāo) , 這也是不切實際的 。領(lǐng)域 。應(yīng)用不切實際 、 衛(wèi) 生 、 , 這將 遺患無窮 。3 多功能改性塑料配方組分的簡約化 起初 , 添加劑應(yīng)用的目標(biāo)明確又簡單 。一種添加 劑主要解決一種問題 。 隨著研究的深入和新產(chǎn)品的不 斷推陳出新 , 發(fā)現(xiàn)某些添加劑具有多重功效 , 如科萊

16、恩 公司的光熱穩(wěn)定劑 SEED 和汽巴公司的受阻胺光穩(wěn)定 劑和阻燃劑 116。 因此 , 塑料添加劑的應(yīng)用研發(fā)存在著 兩種理念 。 一種是專劑專能 , 一劑一效 ; 另一種是一劑 多效 , 即一種助劑可提供多種功能性 。依據(jù)上述理念 , 助劑研究者積極開展助劑化合物 的構(gòu) 效關(guān)系研究 , 成功開發(fā)許多集多種功能于一身的 添加劑 。 但這類多功能助劑的應(yīng)用效率不夠高 , 多重 功能中每一種功能都不能達(dá)到最佳效果 。為了彌補(bǔ)單 一功效的不足 , 又不得不在配方中引入專用高效添加 劑 。 這些專用添加劑的引入又帶來其他一些副作用 , 此時 , 再用另外一些添加劑來調(diào)配這些副作用的影響 。 陷入 “

17、補(bǔ)藥 毒藥 補(bǔ)藥” 的惡性循環(huán) , 導(dǎo)致塑料改性 配方設(shè)計復(fù)雜化 。為了體現(xiàn)專劑專能的高效性 , 一些 技術(shù)人員又將單功能助劑進(jìn)行復(fù)合 , 以期取得良好的 效果 。 這種復(fù)合技術(shù)在實踐中取得了良好的效果 , 形 成了許多性能優(yōu)異的產(chǎn)品 , 如抗氧劑 B215、 科聚亞的無 塵助劑包等 。這種復(fù)合多是不同類型助劑的復(fù)合 , 僅 是從工藝上方便了下游客戶的使用 。總之 , 由于用法用量 、 加工工藝 、 應(yīng)用環(huán)境 、 檢測標(biāo) 準(zhǔn)等諸多因素的影響 , 任何一種理念都未能占據(jù)絕對 優(yōu)勢 。3. 1 配方組分的兼效和相互協(xié)效是配方優(yōu)化的關(guān)鍵 改性塑料研發(fā)實踐證明 , 配方組分除了能實現(xiàn)設(shè) 計目標(biāo)功效外

18、, 還有可能在配方體系中發(fā)揮其他非預(yù) 期的效應(yīng) (兼效 。這種兼效有可能是正向的 , 也有可 能是負(fù)向的 。配方組分之間也可能會產(chǎn)生協(xié)同 、 加合 效應(yīng)或反協(xié)同效應(yīng) 。 不能簡單地遵循一劑一效或多效 一劑的原則評價配方功效 , 應(yīng)該綜合考評目標(biāo)功效 、 兼 效和協(xié)效 。 用于阻燃玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET 的結(jié)晶改性 1,2配方設(shè)計過程較典型地說明此 問題 。3. 1. 1 成核劑對 PET3, 搜集了目前可 2所示 。測 , 如表 3所示 。采用差示掃 (DSC 法考察了 PET 樹脂結(jié)晶溫度的改變 , 如 圖 1所示 。表 2 實驗用成核劑品種一覽表Tab. 2 Types o

19、f the nucleators序號 型號 結(jié)構(gòu)類型或成分 來源 備注 1#WB G 稀土配合物廣東煒林納功能材料有限公司 2#P250不詳 德國布呂格曼公司PET 專用 成核劑3#BQ 288山梨醇縮醛北京北清聯(lián)科納米塑膠有限公司 4#MD 2NA 228受阻酚磷酸酯鹽北京北清聯(lián)科納米塑膠有限公司 5#Talc 水合硅酸鎂 市售 6#M T T 有機(jī)蒙脫土 市售 7#Re 2O 3稀土氧化物 市售 表 3 含 0. 5%不同成核劑的 PET 樹脂的力學(xué)性能對比Tab. 3 Comparison of the mechanical properties of PET modified by 0

20、. 5%different kinds of nucleators respectively 性能成核劑 4 改性塑料配方功效的技術(shù)優(yōu)化 成核劑編號 :1 無成核劑 2 1# 3 2# 4 3# 5 4# 6 5# 7 6# 8 7# 圖 1 含 0. 5%不同成核劑的 PET 樹脂的降溫結(jié)晶 DSC 曲線Fig. 1 DSC crystallization curves of PET modified by 0. 5%different kinds of nucleators respectively了 PET 樹脂的結(jié)晶性能 。由表 3可以看出 , , 上 , 除 3#, 強(qiáng)度或有所提升

21、; 在熱變形溫度上 , 樣品出現(xiàn)了不同程 度的上下波動 , 但波動幅度不大 , 主要是 1#和 6#分別 降低了 3 ; 缺口沖擊強(qiáng)度除 3#、 4#、 7#均小于 4kJ/m 2外 , 其余樣品均保持在未添加成核劑的樣品的強(qiáng)度之 上 。 由結(jié)晶性能數(shù)據(jù)和力學(xué)性能數(shù)據(jù)的對比可以看 出 ,1#成核劑對結(jié)晶性能的改善不顯著 , 但其對原樹脂 的力學(xué)性能維護(hù)較好 ;3#成核劑可顯著改善結(jié)晶性能 , 但力學(xué)性能損失嚴(yán)重 ;7#成核劑對結(jié)晶性能的改善不 顯著 , 且缺口沖擊強(qiáng)度較差 ; 而 2#、 4#、 5#和 6#成核劑 在改善結(jié)晶性能的同時可保持較好的力學(xué)性能 。根據(jù) 這一結(jié)果 , 在進(jìn)行配方設(shè)計

22、時可根據(jù)對力學(xué)性能和結(jié) 晶性能要求的不同進(jìn)行成核劑的選取 。同樣可以發(fā) 現(xiàn) , 低值的水合硅酸鎂和蒙脫土與高值的成核劑 P250以及受阻酚磷酸酯鹽的結(jié)晶改善功效基本一致 , 說明 前者的性價比較高 。3. 1. 2 阻燃劑和阻燃體系對 PET 樹脂的結(jié)晶改性在阻燃玻纖增強(qiáng) PET 的結(jié)晶改性配方設(shè)計中 , 將 阻燃劑和阻燃體系分別單獨(dú)加入 PET 樹脂中 , 研究其 對樹脂結(jié)晶性能的影響 。表 4為所采用的阻燃劑和阻 燃體系 。 同樣 , 采用 DSC 考察了 PET 樹脂結(jié)晶溫度的 改變 , 如圖 2所示 ; 將阻燃劑和成核劑在對結(jié)晶性能的 影響上作對比 , 如圖 3所示 ; 并對比測試了其

23、力學(xué)性 能 , 如表 5所示 。由圖 2可以看出 , 單獨(dú)加入阻燃劑或阻燃體系后 , PET 樹脂的結(jié)晶峰也明顯向高溫區(qū)移動 , 結(jié)晶溫度也 表 4實驗用阻燃劑和阻燃體系品種一覽表 Tab. 4 Types of flame retardants for the experiments 序號型號結(jié)構(gòu)類型或成分來源8#BEO 溴化環(huán)氧樹脂以色列死海溴公司 9#0#銻白 Sb 2O 3常德辰州銻品有限公司 10#BEO/0#銻白 11#BPS 溴化聚苯乙烯 美國雅寶公司 12#Sb Y 合成銻化合物 自制 13#BPS/Sb Y 14#OP1240次膦酸鹽 德國克萊恩公司 15#MPP密胺焦磷酸鹽

24、瑞士汽巴精化公司阻燃劑及阻燃體系編號 :1 未添加 2 8# 3 9# 4 10# 5 11# 6 12# 7 13# 8 14# 9 15#圖 2 含不同阻燃劑和阻燃體系的 PET 樹脂降溫結(jié)晶 DSC 曲線Fig. 2 DSC crystallization curves of PET modifiedby different flame retardantsystems助劑編號 :1 未添加 2 2# 3 5# 4 6#5 9# 6 10# 7 13# 8 15#圖 3 含阻燃劑和阻燃體系的 PET 樹脂 與含成核劑的 PET 樹脂的結(jié)晶行為比較Fig. 3 Comparison of

25、crystallization behavior between PET modified by nucleators and flame retardants respectively均有不同程度提高 ,8#、 11#、 14#提升的幅度較小 。由 圖 3可以看出 ,9#、 10#、 13#和 15#的結(jié)晶溫度甚至高 于性能優(yōu)異的成核劑 。 這說明阻燃劑也具有改善結(jié)晶 性能的功效 , 且部分阻燃劑對成核結(jié)晶的促進(jìn)作用優(yōu) 于成核劑 , 阻燃體系對結(jié)晶性能改善的效果優(yōu)于單一 阻燃劑 。 如表 5所示 , 在不同阻燃體系的 PET 樹脂的 力學(xué)性能對比中 , 拉伸強(qiáng)度除 9#樣品低于未添加阻燃 2

26、009年 9月 中 國 塑 料 5 表 5 含 0. 5%不同阻燃體系的 PET 樹脂的力學(xué)性能對比 T ab. 5 Comparison of the mechanical properties of PET modified by 0. 5%different kinds of flame retardants respectively性能阻燃體系未添加8#9#10#11#12#13#67缺口沖擊強(qiáng)度 /kJ m -24. 55. 04. 33. 24. 44. 13. 1劑的樣品 、 12#樣品明顯提升外 , 其余樣品均和未添加 阻燃劑的樣品相當(dāng) ; 彎曲強(qiáng)度普遍出現(xiàn)了提升 ,10#和

27、12#的強(qiáng)度更是達(dá)到了 100M Pa 以上 ; 熱變形溫度也 普遍出現(xiàn)了提升 , 尤以 9#為最好 ; 缺口沖擊強(qiáng)度除 8#出現(xiàn)了上升 , 為 5kJ /m 2外 , 其余均不同程度地出現(xiàn)了 下降 , 下降幅度不大 ,10#和 13#的缺口沖擊強(qiáng)度僅為 3kJ /m 2左右 。 對力學(xué)性能的研究發(fā)現(xiàn) , 除了復(fù)合阻燃有所降低外 , 此可知 , 既具 , 起到了一劑多 效的功能 。 3. 1. 3 玻璃纖維對 PET 樹脂的結(jié)晶改性將玻纖單獨(dú)加入 PET 樹脂中研究其在玻纖增強(qiáng) PET 的結(jié)晶改性配方中對樹脂結(jié)晶性能的影響 。用 DSC 考察了 PET 樹脂結(jié)晶溫度的改變 , 如圖 4所示 ,

28、 并對比測試了其力學(xué)性能 , 如表 6所示。 1 PET 2 PET/玻璃纖維圖 4 PET 樹脂及其復(fù)合材料的降溫結(jié)晶 DSC 曲線Fig. 4 DSC crystallization curves of PET andPET/GF composites由圖 4可知 , 加入玻纖后 PET 樹脂的結(jié)晶性能并未得到改善 , 結(jié)晶峰溫度稍有降低 ; 表 6表明 , 玻纖可 大幅提升 PET 樹脂的拉伸強(qiáng)度 、 彎曲強(qiáng)度和熱變形溫 度 , 而缺口沖擊強(qiáng)度稍微下降 。可見 , 玻纖在 PET 樹 脂中對結(jié)晶成核的作用和對力學(xué)性能的貢獻(xiàn)并沒有明 顯的對應(yīng)關(guān)系 。綜上 , 在配方設(shè)計之初 , 根據(jù)一效一

29、劑原則選用的 成核劑并不一定像文獻(xiàn)報道的那樣要使用專用成核劑表 6 PET 樹脂的力學(xué)性能對比Tab. 6 Comparison of the mechanical properties ofPET and PET/GF composites 性能PET PET/玻璃纖維拉伸強(qiáng)度 /MPa5894彎曲強(qiáng)度 /MPa 85158熱變形溫度 / 62202缺口沖擊強(qiáng)度 /kJ m-24. 54. 2才最有效 ; 阻燃劑兼有促進(jìn)結(jié)晶的效果 , 究竟在阻燃玻纖增強(qiáng) PET 的結(jié)晶改性配方中還要不要專門添加成 核劑呢 ? 這需要綜合考量 。 3. 2 無鹵阻燃技術(shù)導(dǎo)致改性塑料配方復(fù)雜化( , 例如十溴二

30、苯 。 PBB E , 但 , 符合 Ro HS 規(guī)定 。與此同時 , 全球 范圍內(nèi)的無鹵阻燃產(chǎn)品的研發(fā)和宣傳工作已經(jīng)轟轟烈 烈地開展起來了 。某些國際知名大公司 , 如 SON Y 、 DELL 、 A PPL E 等還出臺了本公司合成材料阻燃無鹵 化的時間進(jìn)度表 。可供選擇的無鹵阻燃劑大致可分為 4類化合物 。 水合金屬氧化物氫氧化鋁和氫氧化鎂 9脫水分解吸 收熱量和隔離燃燒物質(zhì)實現(xiàn)阻燃 , 但添加量較大 , 嚴(yán) 重惡化塑料的力學(xué)性能 。為降低上述阻燃材料的基 本性能的惡化程度 , 又必須引入較多偶聯(lián)劑對無機(jī)粉 體進(jìn)行表面處理 , 以提升阻燃劑與基體樹脂的相容 性 。為了提高阻燃材料的韌性

31、 , 又引入合成橡膠或彈 性體粉末 、 接枝聚合物 、 功能性共聚物等增韌組分 。 紅磷阻 燃材料 的淺 色化引 發(fā) 了 紅 磷 的 微 膠 囊 化 研 究 10, 又引入了比例不小的囊壁材料和分散潤滑劑 。 主導(dǎo)無鹵阻燃技術(shù)的阻燃劑當(dāng)屬磷氮化合物 11,12。 磷氮化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜繁多 , 市售產(chǎn)品五花八門 。基于 磷氮化合物的無鹵阻燃體系大多遵循膨脹阻燃體系 的設(shè)計原則 , 為了體現(xiàn)較大的協(xié)同效應(yīng) , 又引入了富 炭化合物 (多羥基化合物 和富氮化合物 。這些含磷 化合物 、 多羥基化合物和含氮化合物不僅添加量大 , 而且表面形態(tài)和物理化學(xué)性質(zhì)各異 。多組分的均勻 分散和共容也導(dǎo)致加工技術(shù)難

32、度的升高 。至今 , 可能 沒有任何一家的無鹵阻燃塑料配方是完全相同的 , 這 完全不同于溴系阻燃塑料 。硅系 、 硼系等其他無鹵阻 燃產(chǎn)品也存在類似問題 。3. 3 功能助劑的導(dǎo)入可能引發(fā)新功能的缺失以農(nóng)用塑料棚膜的流滴功能技術(shù)開發(fā)為例 。農(nóng)用 6 改性塑料配方功效的技術(shù)優(yōu)化 塑料棚膜主要有聚乙烯 含乙烯 醋酸乙烯共 聚物 ( EVA 和聚氯乙烯 ( PVC 兩種原料 。為了提高棚室 光照強(qiáng)度和防止水滴造成的爛秧 、 爛果 , 棚膜引入了流 滴劑 ,凝結(jié)水在薄膜內(nèi)表面形成一層水膜 , 使水滴能夠 順著棚膜表面流下 ,增加棚內(nèi)的光照強(qiáng)度 , 有利于作物 生長 。殊不知流滴劑的引入帶來了棚內(nèi)冬季

33、揭苫時霧 氣的急劇增加且不易消除 。霧氣的增加對于光照的影 響是顯而易見的 。未使用流滴劑的棚膜覆蓋溫室內(nèi)沒 有霧氣 。可見流滴劑的使用帶來了霧氣這種不利現(xiàn) 象 。因此 “流滴必消霧” , 的口號就被提了出來 , 也由此 衍生出了眾多的消霧劑產(chǎn)品 。 3. 4 安全 、 衛(wèi)生 、 環(huán)保法規(guī)迫使改性塑料配方組分的 選擇日趨慎重 盤點近 10 年來影響塑料改性技術(shù)發(fā)展的重大事 件 ,當(dāng)屬 國 際 環(huán) 保 、 全 、 生 法 規(guī) 影 響 整 個 行 業(yè) 。 安 衛(wèi) 2002 年頒布 ,2005 年實施的 Ro HS 和 W EEE 對電子 電器用材料中特定結(jié)構(gòu)的風(fēng)險物質(zhì)和重金屬進(jìn)行限 量規(guī)定 。20

34、09 年正式啟動的歐盟 R EAC H 法規(guī)重點 關(guān) 注 高 分 子 材 料 中 環(huán) 境 風(fēng) 險 物 質(zhì) SV HC ( 15 種 。 2009 年 6 月 1 日正式實施的 食品安全法 將食品包 4 結(jié)語 塑料改性技術(shù)的提升簡單依靠傳統(tǒng)配方設(shè)計的理 論、 、 知識 經(jīng)驗的繼承 、 沿用是不夠的 。隨著應(yīng)用需求 的多樣化 ,應(yīng)用領(lǐng)域的細(xì)化 , 在傳統(tǒng)觀念注重裝備 、 模 具、 加工工藝 、 操作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上 , 必須著手塑料改性 配方技術(shù)的集成創(chuàng)新 , 以不斷滿足客戶的新需求和法 規(guī)的新要求 ,避免陷入 “補(bǔ)藥 毒藥” 的惡性循環(huán) 。 參考文獻(xiàn) : 1 王志遠(yuǎn) ,陳福林 ,張興華 . 國內(nèi) P

35、 ET 改性研究的最新進(jìn)展 2 周曉滄 . PET 工程塑料現(xiàn)狀及展望 J . 合成技術(shù)及應(yīng) 3 裴運(yùn)同 ,楊軍忠 , 李德文 , 等 . 增強(qiáng)阻燃 P ET 工程塑料的 4 Yimin Wang , J unpeng Gao , Yunqian Ma , et al. St udy on tio n Behavior of P ET/ MM T Nanoco mpo sites J . Com2 nodisperse SiO 2 Compo sites J . Polymer , 2007 , 48 : Mechanical Properties , Thermal Stability an

36、d Crystalliza2 The Effect of Organic Modifier of t he Clay on Morp hology J . 工程塑料應(yīng)用 , 2005 , 33 (4 : 8211. Polymer , 2007 , 48 :9662974. J . 聚酯工業(yè) , 2006 , 19 ( 3 : 124. 裝材料及容器納入食品相關(guān)產(chǎn)品監(jiān)管范圍 ; 與之配套 的接 觸 食 品 的 包 裝 材 料 及 容 器 用 添 加 劑 標(biāo) 準(zhǔn) GB 9685 2008 也于同日生效實施 。該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)列 出 958 種允許使用物質(zhì)的限量標(biāo)準(zhǔn)或最大遷移量限 定標(biāo)準(zhǔn) 。 隨著綠色環(huán)保 、 節(jié)能減排理念的不斷深入人心 , 越 來越多的具有安全隱患的添加劑 , 如 PVC 的鄰苯二甲 酸酯類增塑劑 、 鉛鹽 、 鎘皂類熱穩(wěn)定劑 、 錫類催化劑