塑料配方设计
塑料配方
塑料配方设计的基本原则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,但其实包含了很多内在联系,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,作者积多年的配方设计经验提供如下几个方面的因素供读者参考。
1、树脂的选择(1)树脂品种的选择树脂要选择与改性目的性能最接近的品种,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PA、POM、UHMWPE;再如透明改性,树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC。
(2)树脂牌号的选择同一种树脂的牌号不同,其性能差别也很大,应该选择与改性目的性能最接近的牌号。
如耐热改性PP,可在热变形温度100~140℃的PP牌号范围内选择,我们要选用本身耐热140℃的PP牌号,具体如大韩油化的PP-4012。
(3)树脂流动性的选择配方中各种塑化材料的粘度要接近,以保证加工流动性。
对于粘度相差悬殊的材料,要加过渡料,以减小粘度梯度。
如PA66增韧、阻燃配方中常加入PA6作为过渡料,PA6增韧、阻燃配方中常加入HDPE作为过渡料。
不同加工方法要求流动性不同。
不同品种的塑料具有不同的流动性。
由此将塑料分成高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料,具体如下:高流动性塑料——PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等。
低流动性塑料——PC、MPPO、PPS等。
不流动性塑料——聚四氟乙烯、UHMWPE、PPO等。
同一品种塑料也具有不同的流动性,主要原因为分子量、分子链分布的不同,所以同一种原料分为不同的牌号。
不同的加工方法所需用的流动性不同,所以牌号分为注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。
不同改性目的要求流动性不同,如高填充要求流动性好,如磁性塑料、填充目料、无卤阻燃电缆料等。
(4)树脂对助剂的选择性如PPS不能加入含铅和含铜助剂,PC不能用三氧化锑,这些都可导致解聚。
同时,助剂的酸碱性,应与树脂的酸碱性要一致,否则会起两者的反应。
塑料配方设计范文
塑料配方设计范文塑料是一种由聚合物组成的材料,用于制造各种家庭用品、包装材料、汽车零件等。
塑料的特性取决于其配方设计,因此一个优良的塑料配方设计对于塑料制品的性能和质量至关重要。
下面将介绍几个塑料配方设计的关键要素。
1.聚合物种类聚合物是塑料的主要组成部分,不同类型的聚合物具有不同的特性。
选择合适的聚合物种类对于塑料制品的性能非常重要。
常用的聚合物有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。
2.添加剂添加剂在塑料配方中起着重要的作用。
添加剂可以改善塑料的加工性能、耐热性、耐候性、抗氧化性等。
常用的添加剂包括增塑剂、稳定剂、填充剂、阻燃剂等。
根据不同的需求,可以选用适当的添加剂种类和比例。
3.填充剂填充剂在塑料中起到增强材料性能的作用。
常用的填充剂有玻璃纤维、碳纤维、硅酸盐、氧化铝等。
填充剂的添加可以提高塑料的强度、刚度和耐磨性。
在确定填充剂的种类和比例时,需要考虑到填充剂的加工性能和与聚合物的相容性。
4.增塑剂增塑剂是一种用于增加塑料可塑性和柔韧性的添加剂。
常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类、环氧化物类等。
增塑剂的添加可以提高塑料的拉伸性能、抗冲击性能和弯曲性能。
根据不同的需求,可以选择不同种类和比例的增塑剂。
5.稳定剂稳定剂在塑料中起到抗氧化和抗紫外线降解的作用。
常用的稳定剂有光稳定剂、热稳定剂等。
稳定剂的选择要考虑塑料的使用环境和使用寿命,以确保塑料制品具有良好的耐久性和稳定性。
6.加工助剂加工助剂是用于改善塑料加工性能的添加剂。
常用的加工助剂有流动剂、湿润剂、分散剂等。
加工助剂的添加可以提高塑料的熔融流动性、降低熔体粘度和改善塑料的加工性能。
7.颜料颜料是用于给塑料制品着色的添加剂。
常用的颜料有有机颜料和无机颜料。
选择合适的颜料种类和比例可以实现塑料制品的良好着色效果,同时还要考虑颜料的相容性和耐久性。
在进行塑料配方设计时,需要综合考虑以上各个因素,并根据塑料制品的需求进行合理的组合和比例选择。
硬质PVC塑料管件配方设计
硬质PVC塑料管件配方设计一、硬质PVC简介硬质PVC是以聚氯乙烯树脂为主要原料,通过添加剂的配合制备而成的一种硬质塑料。
硬质PVC具有优异的机械性能、耐化学性、电绝缘性、耐热性、阻燃性和低烟无毒等特点,被广泛用于建筑、电力、化工、农业、通讯等领域。
二、硬质PVC塑料管件配方设计原则1.聚氯乙烯树脂:硬质PVC管件的主要成分,聚氯乙烯树脂的质量对产品的性能及加工性能有重要影响。
2.稳定剂:稳定剂主要用于防止聚合过程中产生的热分解反应和长期使用中的热、光、氧老化等。
常用的稳定剂有有机酸盐、有机锡化合物等。
3.塑化剂:塑化剂可以增加聚氯乙烯树脂的可加工性,使其具有良好的流动性和可塑性。
常用的塑化剂有两种,一种是酯类塑化剂,如DOP(酚醛),另一种是液体聚氯乙烯。
4.增塑剂:增塑剂可以改善硬质PVC管件的柔韧性和耐冲击性,常用的增塑剂有ABS(丙纶酸苯酯)、CPE(氯化聚乙烯)等。
5.硬化剂:硬化剂可以增加聚氯乙烯管件的硬度和强度,常用的硬化剂有烧碱、铅盐等。
6.填充剂:填充剂可以改善硬质PVC管件的力学性能、热稳定性和耐火性能,常用的填充剂有滑石粉、氧化锌等。
7.润滑剂:润滑剂可以减少材料之间的摩擦力,提高硬质PVC管件的加工性能,常用的润滑剂有蜡、石蜡等。
1.配方示例(以100份硬质PVC树脂为基准):-硬质PVC树脂:100份-稳定剂:2-4份-塑化剂:10-30份-增塑剂:5-10份-硬化剂:5-10份-填充剂:10-30份-润滑剂:1-3份2.配方调整:根据具体要求和应用领域,可以通过适量调整每种成分的比例来优化硬质PVC塑料管件的性能。
例如,当管件需要耐高温时,可以增加填充剂的比例;当管件需要耐磨性时,可以增加润滑剂的比例。
3.工艺控制:在硬质PVC塑料管件的生产过程中,应注意适当控制熔体温度、进料速度和模头温度,以确保产品的一致性和质量稳定性。
四、总结硬质PVC塑料管件的配方设计是一个复杂的过程,需要根据产品要求、应用领域和性能需求进行定制。
塑料配方设计知识点总结
塑料配方设计知识点总结塑料是一种常见的工程材料,具有良好的机械性能、耐化学腐蚀性能和加工性能。
在塑料制品的生产过程中,塑料配方设计是至关重要的步骤。
本文将对塑料配方设计的关键知识点进行总结,帮助读者更好地理解和运用。
一、材料选择塑料配方设计的第一步是选择合适的塑料材料。
根据使用环境和要求,可以选择聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等不同类型的塑料。
同时,还需要考虑塑料的物理性质、化学性质、热稳定性等特性,以确保塑料在使用过程中具备所需的功能和性能。
二、添加剂的选用塑料配方中常常添加各种添加剂,包括增塑剂、稳定剂、填充剂、增强剂等。
增塑剂可以提高塑料的柔软性和可加工性,稳定剂可以提高塑料的热稳定性和耐候性,填充剂可以改善塑料的力学性能和降低成本,增强剂可以增加塑料的强度和硬度。
在选择添加剂时,需要考虑其相容性、热稳定性和对塑料性能的影响,以确保最终产品的质量要求。
三、配方比例的确定塑料配方中不同成分的比例确定直接影响到塑料产品的性能。
一般来说,主要成分如塑料树脂和添加剂的比例可根据经验选择,但更好的做法是通过实验来确定最佳比例。
通过不断调整不同成分的比例,可以获得最佳的塑料配方,以满足特定的性能需求和制造成本。
四、工艺条件的优化塑料配方设计不仅需要考虑材料选择和比例确定,还需要充分考虑工艺条件的优化。
在塑料加工过程中,包括塑化、挤出、注射等步骤,需要合理设置温度、压力和速度等工艺参数,以确保塑料的完全熔化和良好的成型性能。
通过调整工艺条件,可以进一步改善塑料制品的质量和性能。
五、质量控制塑料配方设计完成后,还需要进行严格的质量控制。
通过检测和测试,可以验证塑料产品的性能是否达到预期目标。
常见的质量控制方法包括物理性能测试、熔体流动性测试、耐化学腐蚀性能测试等。
通过质量控制,可以及时调整配方或工艺参数,以提高塑料制品的质量和性能。
总结:塑料配方设计是塑料制品生产过程中的关键环节。
正确选择材料、添加剂,确定配方比例,优化工艺条件,进行严格的质量控制,是确保塑料制品性能和质量的关键措施。
塑料配方设计方案
塑料配方设计方案1.引言-介绍塑料的应用领域和重要性-引出塑料配方设计的目的和意义2.塑料性能需求分析-根据具体应用,确定塑料的性能需求,如强度、韧性、耐热性、耐腐蚀性等-考虑塑料的加工性能要求,如流动性、熔体温度等3.塑料基料选择-根据性能需求,选择适合的塑料基料-分析常见的塑料基料及其特性,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等4.添加剂选择-根据塑料基料的特性和性能需求,选择适合的添加剂,如增强剂、抗氧化剂、稳定剂、阻燃剂等-针对特定需求,如增加柔软性、改善色泽等,选择相应的添加剂5.配方设计与优化-根据选定的塑料基料和添加剂,进行初步的配方设计,确定各组分的比例和添加量-制备相应的试样,通过实验测试,评估塑料的性能和加工性能,如拉伸强度、断裂伸长率、熔点等-根据测试结果,调整配方,进一步优化塑料的性能6.加工工艺设计-考虑塑料的加工方式,如注塑、挤出、吹塑等,确定适合的加工温度和工艺参数-根据塑料的特性,选择适合的模具和设备7.性能测试与评估-使用标准测试方法对塑料进行性能测试,如力学性能、热性能、耐腐蚀性等-根据测试结果,评估塑料的性能是否符合设计要求-若不符合要求,分析原因并进行进一步的调整和优化8.生产应用与推广-根据配方设计的结果,进行小批量生产和应用实践-监测和记录塑料的性能和加工情况-分享和交流塑料配方设计的经验和成果,推广应用9.结论-总结塑料配方设计方案的整体流程和主要内容-强调塑料配方设计的重要性和必要性-展望未来塑料配方设计的发展方向-引用相关的文献和资料,支持配方设计的理论和实验依据以上是一个塑料配方设计方案的大致框架,可根据具体需求和情况进行详细的补充和完善。
该方案主要包括塑料性能需求分析、塑料基料选择、添加剂选择、配方设计与优化、加工工艺设计、性能测试与评估、生产应用与推广等内容。
通过对塑料的综合分析和测试,设计出满足要求的塑料配方,并推广应用于实际生产中。
希望该方案能为塑料配方设计提供一定的参考和指导。
塑料加工配方设计
② 不同金属皂类热稳定剂之间有协同作用,热稳定大小 顺序为Cd、Zn > Pb > Ba、Ca,常用复合品种为Ca/Zn、 Cd/Ba、Ba/Pb、Ba/Zn及Ba/Cd/Zn等;
③ 金属皂类与有机锡类热稳定剂有协同作用,在透明配 方中两者往往协同加入;
在此过程中,加工改性剂起到了热和剪切应力传递 的作用。
2)改善熔体的流变性 加工助剂改善流变性的作用原理是提高PVC熔体的
黏弹性,其黏弹性不足是导致流变性差的根本原因。加 入加工助剂后:
a) 可增大复合体系的相对分子量以提高黏度; b) 可增加复合体系内“交联”和“缠绕”的程度以提高其弹性。
3)赋予润滑功能 加工改性剂与PVC树脂相容部分首先熔融,起到促
增塑剂的加入量
硬制品 增塑剂的加入量为0~5份; 半硬制品 增塑剂的加入量为6~25份; 软制品 增塑剂的加入量为26~60份; 糊制品 增塑剂的加入量为61~100份。
制品的性能要求
耐寒类 常用脂肪族二元酸酯类增塑剂与主增塑剂搭配,其 中以DOS的耐寒性最好。
无毒类 不选DPOP除外的磷酸酯类及氯化石蜡类增塑剂; DOP与DOA有致癌性,尽可能改用DHP、DNP及DIDP代替;对 无毒性要求十分苛刻时,尽量选用环氧类和柠檬酸酯类增塑剂。
第一节 PVC加工配方设计
PVC加工配方设计的目的
1、降低熔融温度,办法为加入增塑剂; 2、提高分解温度,办法为加入热稳定剂;
3、对于PVC硬制品,还需加入加工助剂,以改善熔 体流变特性;
4、对于PVC软制品,还需加入润滑剂,以改善流动 性和表面性能。
一、PVC加工增塑剂
已讲
塑料配方设计知识点汇总
塑料配方设计知识点汇总在塑料制品的生产过程中,塑料配方设计是十分重要的一环。
合理的配方设计能够确保塑料制品具有良好的性能,同时也能满足客户的需求。
本文将对塑料配方设计的知识点进行汇总,并阐述其重要性和应用。
一、塑料配方设计的基本原则在进行塑料配方设计时,需要遵循一些基本原则,以确保塑料制品具有优良的性能和稳定性。
1. 成份选择:根据不同的要求选择适当的树脂和添加剂,确保塑料制品具有所需的物理、化学性能。
2. 成份含量:合理控制各成份的含量,以保证塑料制品的性能稳定一致。
3. 加工工艺:根据塑料的熔融温度、成型特性等,确定适宜的加工工艺参数。
4. 试验验证:在配方设计完成后,进行必要的试验验证,以确保所设计的配方满足要求。
二、树脂的选择与配比树脂是塑料制品的主要组成部分,选择合适的树脂并确定适宜的配比非常重要。
1. 主要树脂:根据产品要求,选择适当的主树脂,如聚乙烯、聚氯乙烯等。
2. 环保树脂:考虑到环保要求,选择具有绿色环保特性的树脂,如可降解塑料等。
3. 柔韧性:根据产品的使用要求和应变能力,选择硬度适中的树脂,并通过配比调整柔韧性。
4. 耐热性:根据产品的工作环境温度,选择具有耐热性的树脂,并调整配比提高耐热性。
三、添加剂的选择与控制除了树脂,添加剂也是塑料配方中不可忽视的一部分。
添加剂的选择和控制对最终产品的性能具有重要影响。
1. 增塑剂:根据塑料制品的软硬度要求,选择适宜的增塑剂,并控制添加量。
2. 稳定剂:为了提高塑料制品的耐候性和抗老化能力,添加适量的稳定剂。
3. 着色剂:根据产品的需求,选择合适的着色剂进行染色。
4. 阻燃剂:对于一些特定的产品,如电器外壳等,需要添加适量的阻燃剂提高安全性。
四、填充剂的选择与比例控制填充剂在塑料配方中起到增强材料硬度、减少成本、改善加工性能等作用。
1. 纤维填充剂:如玻璃纤维、碳纤维等,可以提高材料强度和刚性。
2. 颗粒填充剂:如滑石粉、钙碳酸盐等,可以增加材料的硬度和韧性。
塑料配方设计知识点
塑料配方设计知识点塑料是一种由合成树脂或者天然高分子聚合物经过加工而成的多用途材料,广泛应用于工业和日常生活中。
而塑料的性能和特性很大程度上取决于配方的设计。
本文将介绍塑料配方设计的一些知识点,帮助读者更好地理解和应用于塑料配方的设计过程。
1. 塑料分类塑料根据不同的化学组成和物理性质可以分为热塑性塑料和热固性塑料两类。
热塑性塑料在加热后可以多次塑性变形,而热固性塑料在加热后会发生永久性固化。
根据应用领域的不同,塑料还可分为通用塑料和工程塑料两类。
2. 塑料配方设计的目标塑料配方设计的目标是根据产品的具体要求,在塑料配方中选择合适的原料和添加剂,并确定它们的配比,以达到产品所需要的性能和特性,如强度、韧性、耐热性、电绝缘性等。
3. 塑料的主要组成塑料的主要组成包括基体树脂、增强剂、填充剂、稳定剂和添加剂等。
基体树脂是塑料的主要成分,它决定了塑料的基本性能。
增强剂可以提高塑料的强度和硬度,填充剂可以增加塑料的重量和改善流动性,稳定剂可以提高塑料的耐热性,添加剂可以改善塑料的加工性能和降低成本。
4. 塑料配方设计的基本原则塑料配方设计需要遵循一些基本原则。
首先,要根据产品的性能要求选择合适的基体树脂;其次,要根据产品的应用环境选择合适的添加剂,如耐候性、耐腐蚀性等;再次,要根据产品的加工工艺选择合适的增强剂和填充剂;最后,要进行配方配比和试验以确定最佳的配方。
5. 塑料的物理性能和机械性能塑料的物理性能包括密度、熔融温度、热膨胀系数等,而机械性能包括抗张强度、弯曲强度、冲击强度等。
在塑料配方设计中,需要根据产品的具体要求调整和控制这些性能参数。
6. 塑料的耐化学性塑料需要在各种化学环境下保持稳定性和耐腐蚀性。
在塑料配方设计中,可以添加一些稳定剂和抗老化剂来提高塑料的耐化学性。
7. 塑料的流动性和加工性能塑料的流动性和加工性能对于成型工艺和产品质量的控制至关重要。
在塑料配方设计中,可以添加一些流动剂和润滑剂来改善塑料的流动性和降低摩擦。
塑料配方设计ppt
质量份数表示法是以树脂的质 量为100份,其它组分的质量份数均 表示相对树脂质量份数的用量。
这是最常用的塑料配方表示 方法,常称为基本配方,主要用于 配方设计和试验阶段。
质量百分数法是以物料总量为 100%,树脂和各组分用量均以占总量的百 分数来表示。
这种配方表示法可直接由基本配方 导出,用于计算配方原料成本和配方分析 较为方便。生产配方便于实际生产实施, 一般根据混合塑化设备的生产能力和基本 配方的总量来确定。
制品
配方举例
LDPE/LLDPE :50~75/50~25 ;
抗老化 抗氧剂1076 : 0.2; 抗氧剂168 : 0.2; 大棚膜 GW-480 : 0.2; UV-531: 0.2
一般抗静电到导电材料;从易燃到自息抑烟; 从“白色污染”到生物降解等等,可以说塑 料配方在功能化方面起着重要作用。
(4)降低成本 合理的性能价格比是企业追求的目
标。从塑料配方设计方面来说,主要是降 低制品原材料成本,其途径大致有三个方 面:
一是选择成本较低的助剂; 二是减轻制品重量; 三是对相对价格较低的塑料材料进行改性 以替代价格较高的塑料品种及功能塑料。
PP/EPDM:100;
PP 汽 车 抗氧剂1010 : 0.3 ; 抗氧剂168 : 0.6; 保险杠 GW-540: 0.22; LS-770 : 0.25
第二节 常用塑料配方举例 一、塑料成型加工配方 二、塑料抗老化配方 三、填充塑料配方
重点是掌握PVC成型加工配方体系
重点了解塑料母料的特点
配方能适应产品成型加工工艺及设备和模 具的特点,使物料在塑化、剪切中不产生 或少产生挥发和分解现象,同时使物料的 流变特性与设备和模具相匹配。
塑料加工配方设计
⑦阻燃性
磷酸酯类和氯化石蜡类含有卤素,属于阻燃增塑剂, 其阻燃性顺序为:TCP>TPP>TOP>DPOP。
③耐寒性
指增塑剂增塑制品的耐低温性能(低温下在聚合物中 运动难易)。 增塑剂的耐寒性与其结构有关,以亚甲基(一CH 2一) 为主体的脂肪族二元酸酯是一类最常用的耐寒增塑剂, 而含环状和支化结构的增塑剂耐寒性极差。 常用增塑剂的耐寒性顺序为:DOS>DOZ>DOA> ED3>DBP>DOP>DIOP>DIDP>DNP>M-50>TCP。
塑料配方设计
Chapter5 塑料加工配方设计
Chapter5 塑料加工配方设计
主要内容: 一 PVC加工配方设计 二 热固性塑料加工配方设计 三 聚烯烃加工配方设计 四 TPU加工配方设计 五 工程塑料加工配方设计 六 其他塑料加工配方设计
基础知识
1塑料的加工 是将树脂变成相应制品的过程。 在加工过程中,热塑性树脂经过熔融塑化过程,由 固体变成熔体,再从熔体变成固体过程;而热固性 树脂要经过大分子化学交联反应,经历从可溶可熔到不 溶不熔这一变化过程。 2塑料加工配方 是指为改善树脂加工性能,选择合适的 辅助加工组分,使树脂可顺利成型为塑料制品而设计的 一类配方。 在众多树脂中,PVC、热固性树脂及LLDPE等品种 必须进行加工改性
(3)增塑剂的性能
主要包括以下几项:增塑效率、相容性、耐寒性、 耐久性、耐热性、绝缘性、阻燃性及卫生性等。
①增塑效率
指增塑剂对聚合物的增塑能力(或增塑效果)大小, 一般用改变一定量柔性指标所需加入增塑剂量来评定。 增塑剂加入量越少,其增塑效率越高。 一般低分子量的增塑剂较高分子量的对PVC的增塑效 率高;随增塑剂分子极性、烷基支链化程度和芳环结构 增加,增塑效率下降。 常用增塑剂的增塑效率顺序为:DBS>DBP>DOS> DOA>DOP>DIOP>M-50>TCP>PCL-50。
塑料配方设计举例
塑料配方设计举例一、引言塑料是一种重要的工程材料,广泛应用于各个领域。
塑料的性能取决于其配方设计,通过合理的配方设计可以调整塑料的物理、化学性质,以满足不同应用领域的需求。
本文将以聚丙烯(PP)为例,探讨塑料配方设计的基本原则和步骤,并给出一个具体的配方设计方案。
二、塑料配方设计的基本原则1.基础树脂的选择基础树脂是塑料的主要组分,其性能决定了塑料的基本性质。
在选择基础树脂时,需要考虑材料的热稳定性、力学性能、耐化学品性等因素。
2.助剂的选择助剂是在塑料中添加的用于改善塑料性能的其他组分,如增塑剂、防老化剂、抗静电剂等。
助剂的选择需要考虑与基础树脂的相容性,以及所需的功能。
3.添加剂的比例不同添加剂在塑料中的添加比例对最终产品的性能有着重要影响。
需要进行多次试验,通过对不同添加剂比例的调整,找到最佳的配方比例。
4.加工工艺参数加工工艺参数是指在塑料制品的生产过程中的温度、压力、速度等参数设置。
合理选择和控制加工工艺参数,能够有效地影响塑料制品的结构和性能。
三、塑料配方设计的步骤1.确定应用需求根据塑料制品的应用领域和要求,明确所需的性能指标,如抗张强度、耐热性、耐候性等。
2.选择基础树脂根据所需的性能指标,选择适合的基础树脂,如PP、聚乙烯(PE)等。
3.选择助剂根据所需的性能指标和基础树脂的特性,选择适当的助剂。
以PP为例,可选择增塑剂、防老化剂、抗静电剂等。
4.初步配方设计根据已选择的基础树脂和助剂,初步设计配方,并确定各组分的添加比例。
5.试验和评估制备试验样品,通过物理、化学等实验手段对其性能进行评估。
根据试验结果,调整配方中各组分的比例。
6.优化配方根据试验结果,在初步配方的基础上进行配方的优化,进一步调整组分比例,以达到所需的性能指标。
7.确定加工工艺参数根据所选配方和最终确定的性能指标,确定塑料制品的加工工艺参数,如温度、压力等。
四、具体配方设计方案在上述步骤的基础上,给出一个聚丙烯(PP)的塑料配方设计方案。
塑料配方设计要点
二,塑料配方设计要点塑料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,其实包含了很多内在联系,要想设计出一个高性能、易加工、低成本的配方也并非易事,要考虑的因素很多,下面将介绍配方设计的基本原则。
一、树脂的选择1.树脂品种的选择树脂要选择与改性目的最接近的品种,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PA、POM、UHMWPE。
如透明改性,树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC。
如改善冲击韧性,树脂可首先选择HDPE;改善断裂伸长率,树脂可首先选择LDPE。
改善成型加工性能,可首先选择PS、PA。
2.树脂牌号的选择同一种树脂的牌号不同,其性能差别也很大,应该选择与改性目的性能最接近的牌号。
如耐热改性PP,可在热变形温度100~140℃的PP牌号范围内选择,如大韩油化的PP-4012,3.树脂流动性的选择①配方中各种塑化材料的粘度要接近,以保证加工流动性。
对于粘度相差悬殊的材料,要加过渡料,以减少粘度梯度。
如PA6增韧、阻燃配方中常加入HDPE作为过渡料。
②不同加工方法要求流动性不同不同品种的塑料具有不同的流动性,按此将塑料分为高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料,具体如下所述。
高流动性塑料——PA、PP、PE、PS、ABS、HIPS等。
低流动性塑料——PC、PVC、MPPO、PPS等。
不流动性塑料——PTFE、UHMWPE、PPO等。
同一品种塑料也具有不同的流动性,主要原因为分子量、分子链分布的不同,所以同一种原料分为不同的牌号,如注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。
③不同改性目的要求流动性不同,如高填充要求流动性好,如磁性塑料、无卤阻燃电缆料等。
4.树脂对助剂的选择性①如PPS不能加入含铅和含铜助剂,否则会引起铅、铜污染。
② PC的阻燃改性中不能加入三氧化二锑,否则会导致PC解聚。
③助剂的酸碱性,应与树脂的酸碱性一致,否则会引起两者的反应。
塑料配方设计word版
塑料配方设计word版1 高分子材料总论热固性塑料46%PET 2%图 1 1995年世界主要合成高分子材料的比例162010001950图 2 1995年主要树脂的产量(单位:万吨)5100图 3 1995年世界各国合成树脂产量(kt)表 1 世界各国合成树脂消费比例(%)2通用塑料2.1主要品种PP(等规度):无规(APP),均聚(IPP),嵌段共聚(C2,BPP)CH2CHCH3n表 2 不同流动性APP和BPP的性能表 3 均聚PP与共聚PP性能对比表 4 意大利Molplen均聚PP的性能表 5 意大利Molplen共聚PP的性能表 6 QK 004000主要性能指标表 7 大众汽车公司TL52283 PP/talc共混物的性能指标无尾标规格A规格B 用途仪表板侧护板镶嵌条填料用量23±329±326±3比重1.09±0.01 1.13±0.01 1.10±0.01 Tm,℃ min158158158布氏硬度,MPa38-4550-5643-48拉伸强度,MPa min13.01815断裂伸长率,% min202020缺口冲击韧性不断裂,允许部分断裂不断裂,允许部分断裂乃至铰链式断裂不断裂,允许部分断裂弯曲强度,MPa-40±1℃22-8029-9023-75 -23±2℃> 22> 29> 23 80±1℃> 9> 12> 9表 8 大众汽车公司汽车用保险杠材料(PP/橡胶)无尾标规格A规格B 汽车类型Golf A2 A3T4Golf A4填料用量10±2比重0.87-0.920.89-0.930.95-1.0布氏硬度,MPa28±450±528±4拉伸强度,MPa min12.01812断裂伸长率,% min10010020缺口冲击韧性不断裂不断裂,允许部分断裂弯曲强度,MPa-40±1℃18-6327-6218-70 -23±2℃> 18> 27> 18 80±1℃> 6> 9> 9耐热老化性(150℃)> 200> 200> 200表 9 Molplen橡胶增韧PP主要用作汽车保险杠、汽车侧护板及扰流板。
塑料配方设计方案
塑料配方设计方案塑料配方设计是指根据塑料制品的功能要求和加工性能,对原材料的种类、比例和加工工艺进行设计和调整,以获得合适的塑料配方。
下面将从塑料基础原料选择、添加剂的配比以及加工工艺等方面进行塑料配方设计方案的探讨。
一、塑料基础原料选择1.树脂选择:树脂是塑料的主要成分,根据不同的要求选择合适的树脂。
常见的塑料类型有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。
不同的树脂具有不同的性质,如PE具有良好的耐腐蚀性和电绝缘性能,PP具有较好的耐温性和抗冲击性能,PVC具有良好的耐候性和柔韧性。
2.增强剂选择:增强剂能够提高塑料的强度和刚性,常见的增强剂有玻璃纤维、碳纤维等。
根据需要选择合适的增强剂种类和添加量,以满足产品的力学性能和使用寿命要求。
3.填充剂选择:填充剂能够提高塑料的硬度和耐磨性,常见的填充剂有氧化铝、碳酸钙等。
根据塑料的功能要求和预期的性能,选择合适的填充剂种类和添加量。
二、添加剂的配比1.稳定剂:塑料易于受光、热、氧气等环境因素影响,稳定剂能够延缓塑料老化。
根据塑料的使用环境,选择合适的稳定剂种类和添加量。
2.润滑剂:润滑剂能够减小塑料在加工和使用过程中的摩擦阻力,提高塑料制品的表面光滑度和流动性。
根据塑料的要求,选择合适的润滑剂种类和添加量。
3.防火剂:防火剂能够提高塑料的防火性能,减少火灾事故的发生。
根据塑料的使用场所和要求,选择合适的防火剂种类和添加量。
4.色母粒:色母粒能够为塑料制品提供丰富的颜色选择,根据产品的需求选择合适的色母粒种类和配比。
三、加工工艺设计1.模具温度:塑料的加工温度对塑料制品的质量和性能有重要影响。
根据塑料的熔点和塑件的要求,确定合适的模具温度。
2.注塑压力:注塑压力对塑料的充模填充、保压和冷却等过程有重要影响。
根据塑件的尺寸、结构和塑料的流动性,确定合适的注塑压力。
3.注塑速度:注塑速度对塑料熔体的充模填充和塑件的表面质量有重要影响。
PVC塑料配方的设计方案
PVC塑料配方的设计方案PVC(聚氯乙烯)是一种常见的塑料材料,具有耐候性、耐化学品腐蚀、机械强度高、电气绝缘性能好等优点,在各个领域得到广泛应用。
PVC塑料的性能和特性,主要由其配方组成的材料组成比例所决定。
因此,设计一个合适的PVC塑料配方是非常重要的。
下面是一个设计PVC塑料配方的方案,供参考:1.原料选择:PVC树脂是PVC塑料的基础材料,可以根据不同的应用需求选择不同牌号的PVC树脂。
此外,还可以选择添加剂,例如增塑剂、稳定剂、填充剂、改性剂、颜料等,根据具体的性能要求进行选取。
2.PVC树脂含量:PVC树脂的含量对塑料制品的硬度和机械性能有很大影响。
一般来说,PVC树脂的含量越高,硬度越高,但韧性和延展性减弱。
因此,在配方中需要根据具体的应用需求,确定PVC树脂的含量。
3.调节剂:增塑剂是PVC塑料中非常重要的添加剂,可以提高塑料的可塑性、柔韧性和抗冲击性能。
常用的增塑剂包括邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧油等。
稳定剂是为了延长PVC塑料的使用寿命,避免自由基引起的降解。
填充剂可以改善塑料的力学性能和成本控制,常用的填充剂有碳酸钙、滑石粉等。
根据具体的要求,选择合适的增塑剂、稳定剂和填充剂进行添加。
4.改性剂:根据需要,可以选择添加改性剂来改善PVC塑料的性能。
例如,增加抗冲击性能的改性剂可以使PVC塑料具有更好的抗冲击性能;增加耐热性的改性剂可以使PVC塑料在高温条件下不易变形或热熔。
5.颜料选择:颜料可以为PVC塑料提供多种颜色选择,根据需求选择合适的颜料进行添加。
6.工艺调节:在PVC塑料的配方设计中,还需要考虑到工艺要求,例如挤出、注塑等生产工艺的要求。
根据具体的生产条件,可调整配方中各组分的比例和特性,以获得最佳的加工性能和成型性能。
在设计PVC塑料配方时,需要综合考虑材料性能要求、应用领域、生产工艺等多方面因素。
因此,配方的设计需要通过实验和试验验证,通过不断优化和调整,才能得出最佳的配方方案。
塑料配方设计
表面活性剂为一类能显著改添加剂表面或界面性能的材
料, 其分子内部同时含有长链非极性基 (疏水基) 和短链极性基 (亲水基) 。表面活性 剂的改性是通过表面吸附、 润湿、 乳化等作用实现的。 表面活性剂可鄙分为非离子型、 阴离子型、 阳离子型和两性离子型四类。 5 " 高分子处理剂 可分为非相容剂和相容剂两种。 聚乙烯蜡、 羧化聚乙烯蜡、 氧化聚乙烯蜡、 非相容剂主要包括低聚物如无规 66、 线性 67、 线性 86、 聚 ! / 甲基苯乙烯、 91-68 及 :1-68 等。 相容剂有 66 / " / ;#<、 86-; / " / ;#、 89# / " / ;# 及 4=4 / " / ;# 等 > " 其他材料处理 使其官能团发生化 !酸碱液处理 用酸性或碱性溶液对无机添加剂表面处理, 学变化, 以达到与树脂混合的目的。
(五) 表面张力相近原则
配方中添加剂与树脂的表面张力越接近, 两者的相容性越好。如 %% 与乙丙橡胶 的表面张力最接近, 两者的共混是典型增韧体系。
(六) 粘度相近原则
配方中添加剂与树脂的粘度越接近, 两者的相容性越好。
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第五篇
塑料配方设计
二、 提高添加剂与树脂相容性的方法
(一) 无机添加剂与树脂相容性的提高方法
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第五篇
塑料配方设计
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河南城建学院塑料配方设计玻璃纤维增强聚氯乙烯设计说明书班级:姓名:学号:专业:高分子材料与工程课程名称:塑料配方设计指导教师:设计任务书一、设计题目和内容设计题目:玻璃纤维增强聚氯乙烯(GFRPVC)设计内容:PVC树脂牌号、纤维、偶联剂的选用与配方设计;玻璃纤维增强PVC挤出造粒;玻璃纤维增强PVC粒料的性能测试二、设计目的和要求通过课程设计,要求更加熟悉工程设计基本内容,掌握聚合物配方设计的主要程序及方法,锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力。
三、设计方法和步骤1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求,通过对现有资料的分析对比,对选定的课题进行综述,确定相关的工艺流程图。
2、提供一篇关于所选研究专题的文献综述(主要论述近年来,研究专题国内外研究进展情况,参考文献不少于10篇,英文文献不少于1篇),综述的内容及格式完全按照正式发表论文的规范要求。
字数不少于3000字。
3、提供一份所选研究专题的课程设计说明书,内容主要包括设计目的、设计内容、实施方案(主要包括所选用原材料药品、所用实验仪器、实施步骤、性能测试及表征等)、预期达到的主要技术指标及工作进度等,并画出满足上述课程设计任务书的工艺流程图。
4、编写文献综述和课程设计说明书。
四、设计成果的编制本课程的设计任务要求学生做文献综述1篇、设计说明书1份、图纸1张。
各部分具体要求如下:(一)设计说明书的内容与顺序:1、封面(包括题目、学生班级、学生姓名、指导教师姓名等)2、设计任务书3、目录4、正文4.1 绪论:简要概述及进展、设计任务的目的及意义、设计结果简述4.2 设计内容4.3 实施方案4.4 预期达到的主要技术指标4.5 预期工作进度4.5 工艺流程图(带控制点的工艺流程图)及其说明4.6 设计结果概要4.7 设计体会及今后的改进意见5、参考文献6、主要符号说明(必须注明意义和单位)(二)参考文献的格式:期刊类:(序号)作者1,作者2,……作者n,文章名,期刊名(版本),出版年,卷次(期次)。
图书类:(序号)作者1,作者2,……作者n,书名,版本,出版地:出版社,出版年。
目录1 绪论 (5)1.1 增强理论 (5)1.1.1 增强材料表面处理的作用机理 (5)1.1.2 表面处理应遵循的原则 (5)1.1.3偶联剂的作用机理 (6)1.2 PVC纤维增强改性设计 (7)1.2.1配方设计 (7)1.2.2纤维的尺寸 (7)1.2.3纤维与PVC树脂的关系 (7)1.2.4纤维的表面处理方法 (7)1.2.5玻璃纤维填料介绍 (8)2 设计任务的目的和内容 (9)3 设计拟实施方案 (9)3.1 实验原料及设备 (9)3.2 玻璃纤维的表面处理 (9)3.3 样品制备 (9)3.4 GFRPVC复合材料中玻璃纤维含量的测定 (10)3.5 性能测试及表征 (10)4 预期达到的结果 (10)5 设计结果概要 (11)6 设计体会 (11)7 参考文献 (12)1 绪论树脂通过纤维增强构成复合材料是大幅度提高其综合性能的有效途径。
从20世纪60年代开始,国内外均对纤维增强塑料作过不少研究,对纤维增强PVC 材料的研究主要是采用短切玻璃纤维为增强材料,以往的研究表明,30%的玻璃纤维与树脂复合能明显提高材料的强度和刚度,而填充量太低则增强效果不明显,近年来纤维增强PVC的研究发展较快,人们采用了剑麻纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、涤纶纤维与PVC复合,也取得了较好的增强效果,但大多数研究未涉及复合材料的加工性能研究,由于纤维增强PVC材料的加工粘度大和耐热性差,上述材料一直难以形成大规模的工业化生产(尤其是大型制件的生产)而进入市场。
1.1 增强理论1.1.1 增强材料表面处理的作用机理表面处理的作用机理基本上有两种类型,一是表面物理作用,包括表面涂覆和表面吸附;二是表面化学作用,包括表面取代、水解、聚合和接枝等。
前一类填料表面与处理剂的结合是分子间作用力,后一类填料表面是通过产生化学反应而与处理剂相结合。
填料表面处理究竟何种机理主要取决于填料的成分、结构,特别是填料表面的官能团类型、数量及活性,也与表面处理剂类型、表面处理方法与工艺条件有关。
一般来说,填料比表面积大,表面官能团反应活性高、密度大,而且选用的表面处理剂与填料表面官能团反应活性高,空间位阻小,表面处理温度适宜,则填料表面处理以化学反应为主,反之以物理作用为主。
实际上绝大多数填料表面处理两种机理都同时存在。
对一指定的填料来说,若采用表面活性剂、长链有机酸盐、高沸点链烃等为表面处理剂,则主要是通过表面涂覆或表面吸附的物理作用进行处理,若采用偶联剂、长链有机酞氛或氧磷酰氯,金属有机烷氧化合物、多异酸有机化合物及环氧化合物等为表面处理剂,则主要是通过表面化学作用来进行处理。
1.1.2 表面处理应遵循的原则在进行填料表面处理时,从填料的种类、性质、聚合物种类、性能及加工工艺以及处理剂种类、用量及处理工艺出发,应遵循如下原则:(l)填料表面极性与聚合物极性相差很大,应选择填料表面处理后极性接近于聚合物极性的处理剂,如果处理剂的化学成分与键类型相同或相近,则其极性与溶解度参数也较相近,但经验表明,处理剂的极性和溶解度参数与聚合物完全一样,效果未必比相近的好。
(2)填料表面含有反应性较大的官能团,则应选择能与这些官能团在处理或填充工艺过程中能发生化学反应的处理剂,即使填料表面的单分子层吸附水或其它小分子物质也应考虑加以利用,因此填料处理时其含水量等微量吸附物质应适当控制,以达到最好处理效果。
如果填料表面反应性官能团及可利用的单分子吸附物质不多,则处理剂应选用一端有较强极性的物质,以增加其在填料表面的取向和结合力。
(3)填料表面如呈酸(或碱性),则处理剂应选用碱性(或酸性);如填料表面呈现氧化性(或还原性),处理剂应选用还原性(或氧化性),如填料表面具有阳离子(或阴离子)交换性,则处理剂应选用可与其阳离子(或阴离子)进行置换的类型。
(4)对处理剂而言,能与填料表面发生化学结合的比未发生化学结合的效果好;长链基的比同类型的短链基效果好;处理剂链基上含有与聚合物发生化学结合的反应基团的比不含反应基团的效果好;处理剂链基末端为支链的比同类型而末端为直链的效果好,此外应选用在聚合物加工工艺条件下不分解、不变色以及不从填料表面脱落的处理剂。
(5)偶联剂的用量随填料种类、形状、大小而变,一般来说偶联剂用量为填料用量的0.5—3%,其它协同剂用量视情况而定。
1.1.3偶联剂的作用机理偶联剂也称为表面处理剂,它是一种在无机材料与有机材料或不同有机材料之间,通过化学作用和物理作用,使两者相容性得到改善的一种有机化合物。
偶联剂的分子结构特点是含有两类性质不同的化学基团:一是亲无机基团,另一是亲有机基团,具体分子结构可用下式表示:(RO)x-M-Ay.RO代表易进行水解或交换反应的短链烷氧基。
M代表中心原子,可以是硅、钦、铝、硼等。
A代表与中心原子结合稳定的较长链亲有机基团,如酯基(-COR-)、长链烷氧基(RO—)、磷酸酯酰基等。
用偶联剂对填料进行处理时,其两类基团分别通过化学反应或物理作用,一端与填料表面结合,另一端与树脂缠结或反应,使表面性质相差悬的填料与树脂之间较好地相容。
偶联剂的作用机理目前还没有较为完整的理论,下面几种解释较为常见。
(1)化学键理论该理论认为,偶联剂分子含有两种不同性质的基团,其中一种基团可与无机材料表面分子作用,形成化学键;而另一种基团可与有机材料(树脂)分子键合,从而在无机相与有机相之间起连接作用。
(2)表面浸渍理论该理论的主要论点为液态偶联剂对无机填料的表面浸渍性,促进了两者的相容性。
如果无机填料被完全浸渍,则树脂在两相界面上的物理吸附所产生的粘结强度,比树脂本身内聚能还要大。
反之,如无机材料浸润不良,则导致相容性差。
(3)变层理论为了缓和复合材料中树脂合填料两相在冷却时不同收缩率而产生地界面应力,希望在树脂与填料之间形成一个柔性变形层,使复合材料地韧性增大。
而偶联剂可在树脂与填料之间形成上述地柔性变形层,起到松弛界面应力,阻止界面裂纹扩展地作用。
(4)拘束层理论复合材料中存在着高模量地填料与低模量树脂之间地界面区,偶联剂是界面区中的一部分,它的模量介于树脂与填料两者中间,可以较好地传递应力。
1.2 PVC纤维增强改性设计1.2.1配方设计本文主要是关于纤维的增强改性研究,在PVC增强改性的配方设计中应注意纤维的尺寸及其与树脂的关系等问题。
1.2.2纤维的尺寸对于热塑性的塑料一般用不连续的短纤维来填充。
短切纤维复合PVC,纤维直径越细,其表面裂纹越少,则扭曲性能好,增强效果明显。
纤维的长度越长越好,越长则增强效果越明显。
但在短切纤维增强PVC时,尽管选用的纤维的长度在3—4mm左右,由于生产设备及操作工艺等因素的限制,实际长度只有0.3—0.6mm左右,当纤维长度小于0.04mm时会失去增强效果,只起填充作用。
一般情况下,纤维的长径比越大,增强效果越好。
1.2.3纤维与PVC树脂的关系纤维与PVC树脂之间的关系,除了前面介绍过两者的相容性外,还有其它许多种,重要的有:a)纤维的耐热分解性,要求纤维在树脂的加工温度范围内不分解而失去其原有的性能b)纤维对树脂加工性的影响无机纤维大都对填充体系的加工性有负面影响,使加工流动性有不同程度的下降。
因此要注意加工过程中避免体系粘度过大等问题。
1.2.4纤维的表面处理方法纤维与PVC树脂间的粘结情况对增强塑料的机械力学性能具有很大影响。
如果两者界面粘结性不好,则树脂就不能将承受的应力传递到增强体系的纤维上,纤维也就发挥不了增强作用。
由于PVC与填充料的热膨胀系数、熔点、密度、表面积等差异很大,相容性差,所以不能直接进行有效的混合。
须对填料进行表面活化处理或对PVC进行化学改性,增加两者的相容性才能得到满意的纤维增强PVC产品。
提高纤维与基体树脂界面间粘接力的方法有如下几种: (l)对纤维表面进行偶联剂处理,这种方法最为常用。
(2)对纤维表面进行化学处理,如氧化处理、酸碱处理等,如次亚氯酸钠处理、硝酸煮沸等,可使前纤维表面积增大,这样可提高剪切强度及横向强度。
(3)使纤维上“生须”,借此牢牢“抓住”基本树脂,起到一种锚的作用。
1.2.5玻璃纤维填料介绍玻璃纤维比有机纤维耐温高,不燃,抗腐,隔热、隔音性好(特别是玻璃棉),抗拉强度高,电绝缘性好(如无碱玻璃纤维)。
但性脆,耐磨性较差。
玻璃纤维主要用作电绝缘材料,工业过滤材料,防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。
还可作为增强材料,用来制造增强塑料或增强橡胶、增强石膏和增强水泥等制品。
用有机材料被覆玻璃纤维可提高其柔韧性,用以制成包装布、窗纱、贴墙布、覆盖布、防护服和绝电、隔音材料。