塑料配方设计方案.pptx
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
配方设计时需考虑加工性能。 例如纯的PVC无法塑化加工，必须加入增塑剂、
稳定剂等助剂。加入增塑剂，可以削弱分子间的 作用力，增加分子间的移动性，从而降低玻璃化 转变温度使熔融加工温度降低，低于PVC 的分解 温度。加入热稳定剂，可以抑制PVC 脱HCl 反应， 提高PVC 热分解温度，使之高于PVC 的熔融加工 温度。又如PVC 薄膜的制造中，吹塑法常选用内 润滑剂，压延法则选用外润滑剂。
例如，添加能改善加工性能的助剂虽然提高了原 材料成本，但能大幅度降低加工成本，那么也就 能降低总成本。
其它因素
配方设计还包括产品设计、生产工艺设计 等在内的产品开发。因此，在深入理解配 方设计在整个开发过程中的重要性的基础 上，还必要考虑其他的相关因素。有了这 些基本的原则作指导，我们在进行配方设 计时就能做到全面考虑，综合运用。
当今，树脂和助剂的种类繁多，若按其功 能、品种、等级、牌号等分类可达数万种， 因此塑料配方也是千变万化。塑料配方设 计通常是指根据试验数据等资料，恰当地 确定可满足产品使用性能、加工性能和成 本要求的树脂、助剂的种类及其用量等的 一项重要工作。
配方设计原则
塑料配方设计有以下注意事项：①制品的 使用功能；②加工性能；③加工及使用时 的环保问题；④成本等。
例如，用注射成型方法生产透明容器时， 在一般情况下可选择聚苯乙烯或聚甲基丙 烯酸甲酯两种树脂，但如果要求廉价为首 要条件，则选用聚苯乙烯；反之，如果强 调耐候性能好时，就要选用聚甲基丙烯酸 甲酯；如果还要再加上耐冲击性能好，则 就要排除上述两种树脂而选择聚碳酸酯， 当然成本要提高。
在选择时还应考虑以下内容：
所选择的树脂能否承受住使用环境中最高 和最低的温度，在这个温度范围内树脂是 否变形、发生龟裂、耐冲击性能如何等。 若不符合要求，就要改变现有的树脂品种， 另选新的品种，或进行改性处理。
另外，选择的树脂还需要考虑在使用环境 中的其他影响因素。如在要求制品尺寸稳 定性能好时，还要考虑到树脂的热膨胀系 数、成型初期及成型后期的收缩率变化、 吸湿性等因素。
环保要求
配方设计需适应环保要求。 一般塑料制品着重评价其使用寿命。实际
上应从原材料的生产、加工、物质流通、 使用乃至废弃整个过程来全面考虑。延长 制品使用寿命对节省资源和节约能源有利， 对废弃物的再利用和原材料的安全性也需 重视。
成本问题
在配方设计时，除了保证产品能够顺利加工和满 足产品标准要求以外，还必须最大限度降低产品 的成本。因此，要充分了解原材料的性能价格比 以及相互间的作用与禁忌事项，运用先进的科学 实验方法选择最佳的性价比。当可以替代使用时， 尽量使用来源广、采购方便、成本低的助剂。降 低生产成本要考虑包括原材料成本和加工成本在 内的总成本。
塑料配方设计
配方设计的重要性
塑料因其质轻、易加工、美观实用、价格 低等特点广泛应用于日常生活、各行各业 及高精尖技术领域。塑料的主要成分是树 脂，占总质量的40％～100％。绝大多数 塑料制造的第一步是合成树脂的生产，然 后根据需要，将树脂（有时加入一定量的 助剂）进一步加工成塑料制品。有少数品 种（如浇注制品）其树脂的合成和塑料的 成型是同时进行的。
一般情况下，不可能满足所有的条件，但 应尽可能的满足主要条件。只要满足主要 条件就可以了。
关于质量标准的掌握，一般按下述条件而 定。
（1）能否承受使用环境温度的变化、阳光的 影响及使用时负荷的变化；
耐热改性，首先考虑选择聚苯硫醚、聚酰 亚胺、聚苯并咪唑和聚芳砜；
耐低温改wenku.baidu.com，首先考虑选择低分子量聚乙 烯、聚碳酸酯和热塑性弹性体类（聚酯类 热塑性弹性体、聚烯类热塑性弹性体、聚 氨酯类弹性体）；
隔热改性，首先考虑选择聚氨酯硬质泡沫 塑料、酚醛、脲醛泡沫塑料和聚苯乙烯泡 沫塑料。
一般要求树脂成本低、性能高，同时还要 考虑外观美及耐久性，所以很难选择一种 能满足所有性能要求的合适树脂。
总之，配方工作者一般是在考虑制品的物 理机械性能、加工性能和成本三者平衡的 前提下进行配方设计的。设计的重点是如 何保持制品的使用性能及加工性能的平衡， 所以说塑料配方设计不仅是一门科学，而 且也包含运用成功经验的技巧。
塑料制品使用性能
塑料制品使用性能应包括其本身的力学性 能和使用时的特殊性能要求。塑料制品的 性能要求一般包括拉伸强度、冲击强度、 弯曲强度、压缩强度、耐热性、电绝缘性、 耐化学性、透明性、气密性等。各种制品 的使用要求不同，需要的性能亦异。
以聚苯硫醚为例，用作不粘锅、散热器零 件和配油器零件时，需要耐热耐油；用作 汽车刹车零件、离合器和机械中的齿轮时， 需要有较高的刚性和抗蠕变性。
再以改性聚酰亚胺为例，用作交通运输包 装时，需要耐水性和阻燃性好；用作航空 航天工业的高温管和高温涂层时，需要有 耐高温、耐湿热和耐辐射性能。
加工性能
以HDPE 瓶而言，装油需要耐油性；装碳酸 饮料需要具有阻隔性；装光敏性药品时要 有遮光性。
以PP 注射椅子为例，在北方需要低温抗冲 击性强；用于矿井下，需要防静电、阻燃 性。
以聚四氟乙烯为例，用作活塞环、轴承、 轴瓦、滑块、密封环等机械零件时，需要 具有低的摩擦系数和自润滑性；用作绝缘 材料时，需要其不受温度、湿度和频率的 影响，具有优异的电绝缘性；用作防腐材 料时，需要有优异的化学稳定性。
配方设计要点
配方设计的关键为选材、搭配、用量、混 合四大要素，表面看起来很简单，但其实 包含了许多内在联系，要想设计出一个高 性能、易加工、低价格的配方也并非易事， 需要考虑的因素很多，现提出一些要点供 读者参考。
树脂的选择
品种的选择: 树脂要选择与改性目标性能最接近的品种， 以节省加入助剂的使用量。 如耐磨改性，树脂要首先考虑选择三大耐 磨树脂：即聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、超 高相对分子质量聚乙烯(UHWPE)； 透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明 树脂：聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)及聚碳酸酯(PC)。
稳定剂等助剂。加入增塑剂，可以削弱分子间的 作用力，增加分子间的移动性，从而降低玻璃化 转变温度使熔融加工温度降低，低于PVC 的分解 温度。加入热稳定剂，可以抑制PVC 脱HCl 反应， 提高PVC 热分解温度，使之高于PVC 的熔融加工 温度。又如PVC 薄膜的制造中，吹塑法常选用内 润滑剂，压延法则选用外润滑剂。
例如，添加能改善加工性能的助剂虽然提高了原 材料成本，但能大幅度降低加工成本，那么也就 能降低总成本。
其它因素
配方设计还包括产品设计、生产工艺设计 等在内的产品开发。因此，在深入理解配 方设计在整个开发过程中的重要性的基础 上，还必要考虑其他的相关因素。有了这 些基本的原则作指导，我们在进行配方设 计时就能做到全面考虑，综合运用。
当今，树脂和助剂的种类繁多，若按其功 能、品种、等级、牌号等分类可达数万种， 因此塑料配方也是千变万化。塑料配方设 计通常是指根据试验数据等资料，恰当地 确定可满足产品使用性能、加工性能和成 本要求的树脂、助剂的种类及其用量等的 一项重要工作。
配方设计原则
塑料配方设计有以下注意事项：①制品的 使用功能；②加工性能；③加工及使用时 的环保问题；④成本等。
例如，用注射成型方法生产透明容器时， 在一般情况下可选择聚苯乙烯或聚甲基丙 烯酸甲酯两种树脂，但如果要求廉价为首 要条件，则选用聚苯乙烯；反之，如果强 调耐候性能好时，就要选用聚甲基丙烯酸 甲酯；如果还要再加上耐冲击性能好，则 就要排除上述两种树脂而选择聚碳酸酯， 当然成本要提高。
在选择时还应考虑以下内容：
所选择的树脂能否承受住使用环境中最高 和最低的温度，在这个温度范围内树脂是 否变形、发生龟裂、耐冲击性能如何等。 若不符合要求，就要改变现有的树脂品种， 另选新的品种，或进行改性处理。
另外，选择的树脂还需要考虑在使用环境 中的其他影响因素。如在要求制品尺寸稳 定性能好时，还要考虑到树脂的热膨胀系 数、成型初期及成型后期的收缩率变化、 吸湿性等因素。
环保要求
配方设计需适应环保要求。 一般塑料制品着重评价其使用寿命。实际
上应从原材料的生产、加工、物质流通、 使用乃至废弃整个过程来全面考虑。延长 制品使用寿命对节省资源和节约能源有利， 对废弃物的再利用和原材料的安全性也需 重视。
成本问题
在配方设计时，除了保证产品能够顺利加工和满 足产品标准要求以外，还必须最大限度降低产品 的成本。因此，要充分了解原材料的性能价格比 以及相互间的作用与禁忌事项，运用先进的科学 实验方法选择最佳的性价比。当可以替代使用时， 尽量使用来源广、采购方便、成本低的助剂。降 低生产成本要考虑包括原材料成本和加工成本在 内的总成本。
塑料配方设计
配方设计的重要性
塑料因其质轻、易加工、美观实用、价格 低等特点广泛应用于日常生活、各行各业 及高精尖技术领域。塑料的主要成分是树 脂，占总质量的40％～100％。绝大多数 塑料制造的第一步是合成树脂的生产，然 后根据需要，将树脂（有时加入一定量的 助剂）进一步加工成塑料制品。有少数品 种（如浇注制品）其树脂的合成和塑料的 成型是同时进行的。
一般情况下，不可能满足所有的条件，但 应尽可能的满足主要条件。只要满足主要 条件就可以了。
关于质量标准的掌握，一般按下述条件而 定。
（1）能否承受使用环境温度的变化、阳光的 影响及使用时负荷的变化；
耐热改性，首先考虑选择聚苯硫醚、聚酰 亚胺、聚苯并咪唑和聚芳砜；
耐低温改wenku.baidu.com，首先考虑选择低分子量聚乙 烯、聚碳酸酯和热塑性弹性体类（聚酯类 热塑性弹性体、聚烯类热塑性弹性体、聚 氨酯类弹性体）；
隔热改性，首先考虑选择聚氨酯硬质泡沫 塑料、酚醛、脲醛泡沫塑料和聚苯乙烯泡 沫塑料。
一般要求树脂成本低、性能高，同时还要 考虑外观美及耐久性，所以很难选择一种 能满足所有性能要求的合适树脂。
总之，配方工作者一般是在考虑制品的物 理机械性能、加工性能和成本三者平衡的 前提下进行配方设计的。设计的重点是如 何保持制品的使用性能及加工性能的平衡， 所以说塑料配方设计不仅是一门科学，而 且也包含运用成功经验的技巧。
塑料制品使用性能
塑料制品使用性能应包括其本身的力学性 能和使用时的特殊性能要求。塑料制品的 性能要求一般包括拉伸强度、冲击强度、 弯曲强度、压缩强度、耐热性、电绝缘性、 耐化学性、透明性、气密性等。各种制品 的使用要求不同，需要的性能亦异。
以聚苯硫醚为例，用作不粘锅、散热器零 件和配油器零件时，需要耐热耐油；用作 汽车刹车零件、离合器和机械中的齿轮时， 需要有较高的刚性和抗蠕变性。
再以改性聚酰亚胺为例，用作交通运输包 装时，需要耐水性和阻燃性好；用作航空 航天工业的高温管和高温涂层时，需要有 耐高温、耐湿热和耐辐射性能。
加工性能
以HDPE 瓶而言，装油需要耐油性；装碳酸 饮料需要具有阻隔性；装光敏性药品时要 有遮光性。
以PP 注射椅子为例，在北方需要低温抗冲 击性强；用于矿井下，需要防静电、阻燃 性。
以聚四氟乙烯为例，用作活塞环、轴承、 轴瓦、滑块、密封环等机械零件时，需要 具有低的摩擦系数和自润滑性；用作绝缘 材料时，需要其不受温度、湿度和频率的 影响，具有优异的电绝缘性；用作防腐材 料时，需要有优异的化学稳定性。
配方设计要点
配方设计的关键为选材、搭配、用量、混 合四大要素，表面看起来很简单，但其实 包含了许多内在联系，要想设计出一个高 性能、易加工、低价格的配方也并非易事， 需要考虑的因素很多，现提出一些要点供 读者参考。
树脂的选择
品种的选择: 树脂要选择与改性目标性能最接近的品种， 以节省加入助剂的使用量。 如耐磨改性，树脂要首先考虑选择三大耐 磨树脂：即聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、超 高相对分子质量聚乙烯(UHWPE)； 透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明 树脂：聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)及聚碳酸酯(PC)。