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塑料改性行业技术进展分析

2012-09-04 14:36:30 来源:中国投资研究网 【字体: 【收藏本页】【打印】【关闭】

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核心提示:随着科学技术的发展,现代社会对塑料材料提出了更多、更高、更苛刻的要求。在这种情况下,一般的改性方法已不能满足人们的需要,近几年一些新的改性技术不断问世,促进了塑料工业的发展。


关键词: 塑料 改性 行业

  随着科学技术的发展,现代社会对塑料材料提出了更多、更高、更苛刻的要求。在这种情况下,一般的改性方法已不能满足人们的需要,近几年一些新的改性技术不断问世,促进了塑料工业的发展。下面简要介绍近几年研究开发的改性新技术:

  ——液晶改性技术。液晶改性技术是塑料改性中较为新颖的改性手段,液晶聚合物的出现及其特有的性能为塑料改性理论和实践又增添了新的内容。液晶聚合物分为溶致性和热致性两大类,它具有多种优良的物理、力学和化学性能,如高温下强度高、弹性模量高,热变形温度远高于PPS、PSF、PEI、PEEK 等工程塑料,线膨胀系数极小、尺寸稳定性好、熔体粘度极低、成型加工性能优越、阻燃性能优异、自润滑性好、耐老化、耐辐射性能优良等。充分利用这种高性能液晶聚合物作为塑料改性的增强剂,是80 年代发展起来,并被称为“原位复合”新技术,它改变了原有的填充、增强和共混改性的传统观念,被认为是本世纪末塑料改性的重大进展之一。原位复合是指在加工过程中液晶聚合物共混于基体树脂中以其刚性棒状分子微纤增强基体树脂的改性方法。

  PP/ LCP(液晶共聚酯,一种热致性液晶)原位复合体系较好地解决了传统的玻璃纤维对PP 增强存在的缺陷。最近Hogh 等人对PP/ LCP 原位复合体系进行了系统的研究,利用LCP 在成型过程容易流动形成高取向结构,从而产生自增强作用,将LCP 用于PP共混体系中,LCP 的微纤就分散于PP 基体当中,形成原位复合材料体系。这种复合材料具有较好的力学性能。

  ——相容剂技术的进步。相容剂在塑料改性中起着表面活性剂的作用,分布于两种聚合物的表面上,其作用为降低界面张力、增加界面层厚度、减小分散粒子直径、阻止分散相的凝聚、稳定已形成的相形态结构。塑料改性技术的关键是解决不同聚合物的相容性,相容性的好坏决定是否能够达到改性的目的。相容剂技术的进步极大地推动塑料改性技术的发展。   相容剂一般分为非反应型相容剂和反应型相容剂(含有酸基型、环氧基型、异腈酸酯基型、乙烯基型)。非反应型相容剂无特别官能基,FPR、SEBS 等为此例,特别是SEBS 对许多体系具有相容剂效果。反应型相容剂在分子中有官能基,这是合金成分的一方或双方反应,因此成型物具有相容剂功能,典型的例子有马来酸酐改性PP,乙烯2缩水甘油甲基丙烯酸酯等。

  现在国内外许多研究机构都在致力于相容剂的研究,并不断开发成功一些性能优良的相容剂。Polyrell公司开发了过氧化物母料,用于PP、PE 和乙丙橡胶合金改性;Exxon 公司开发的Exxelor PO 1015 具有较高和较有效的反应官能度,使其成为PA/ PP 共混物出色的相容剂;Ameri Hass 公司推出的聚戊二酰胺共聚物相容剂,对PA、PC 共混物具有相互作用,使用该相容剂后,共混物性能的均衡性优于未改性前的各组分的性能,即共混物既具有PA 的耐化学药品性和加工性,又具有PC 的耐热性和耐冲击性能。该相容剂与PA、PC 均能反应,改进了共混物的微观结构,PA 在其中为连续相。

  ——分子复合技术。分子复合技术是将少量的棒状高分子加入到作为分散相的线性链状高分子中,以获得高强度、高模量的聚合物。分子复合技术已进入实用阶段,这是近年进步特别显著的领域,已实用的有日本丰田汽车公司生产的尼龙6/ 粘土复合物、东洋纺织公司的PC合金薄膜等。

  近几年日本三菱油化公司开发的超级烯烃聚合物(SOP)也与分子复合技术有关。在EPR 系的基体中(含PE 共聚物作为强固成分),使高结晶性和耐冲击性PP 共聚物(含滑石粉)微细分散,形成分子复合结构。SOP 在密度、弹性模量、硬度、低温冲击性能、耐热性和热膨胀系数等各个方面都很优异。

  ——互穿网络技术。IPN 材料的研究最早是由Miller在苯乙烯2二乙烯基苯上进行的。所谓互穿网络是指两种或两种以上的高分子链相互贯穿,相互缠结的混合体系,通常具有两个或多个交联网络形成的微相分离结构。形成这种人为聚合的网络结构的共混聚合物与以前的共混物、接枝共聚物不同,各种成分聚合物交联后,其网链具有相互缠结的结构。利用IPN 技术对塑料进行改性一直是高分子材料改性的热点问题。

  IPN 技术以前只限于热固性树脂,高新技术的发展已经突破了这一界限,热塑性树脂也可形成IPN 结构。比较典型的例子有PU/ 丙烯酸树脂、PU/ 聚甲醛、TPE/ 聚酯等。IPN 已成为塑料改性的有力手段,在改善塑料的耐冲击性能方面已获得成功应用。在用无规聚丁二烯改性PS 时,将PS 进行IPN 化所得到的改性材料的冲击性能超过了高抗冲PS,下表试验数据说明了这一点。

  ——反应挤出技术。反应挤出技术是塑料加工中两种技术的综合,一是塑料在挤出机内的合成和化学改性;二是对塑料进行加工和成型。反应挤出要求原材料包含有高反应能力的官能团,而且反应进行的速度快,应在几秒至十几分钟内完成,且应为低放热反应。反应挤出要求螺杆有较大的长径比,且沿机筒长度方向可以方便地加入各种反应物和除去挥发物。


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