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改性塑料怎樣實現“輕量化”?_綜合分析_市場行情__復合材料信息網

  由于無機礦物粉體的密度高于高分子  樹脂的密度(相差2-3倍),填充塑料材料的密度也因加入粉體而顯著增大。    單位重量的物料,加有粉體的比純樹脂的體積小,因此在以件數、長度、面積為其計算價格時,因這些要素的減小而造成的損失往往大于使用廉價粉體填料帶來的效益。    此外,增重還帶來運輸成本加大、勞動強度大等問題。不過,相關研究發現,通過原輔材料和工藝裝備的創新,“增重問題”可以得到一定程度的解決。    

1、拉伸過程    

聚丙烯(PP)扁絲經過將近六倍的單向拉伸后,碳酸鈣粉體顆粒分散在PP大分子經拉抻后形成的空隙中,使得同樣重量的物料,其扁絲的長度沒有明顯變化,因此高倍的單向拉伸制品增重問題不明顯。    

吹塑成型的塑料薄膜在加工時受到雙向拉伸,其拉伸比因不同原料而有所不同,但一般為2~3倍。因此和添加同樣數量粉體的注塑成型塑料材料相比,吹塑薄膜的密度就小得多。    

試驗結果也表明,既使是注塑成型,如果能掌握好注射壓力和保壓時間,同樣配方和加工工藝設備,其注塑制品材料密度可達到3~4%的變化。    

2、微孔結構

    聚乙烯(PE)的分子經交聯后可形成足夠結實的泡孔壁,氣體被封閉住就能形成微孔塑料,從而在交聯劑存在的情況下,塑料材料的密度得以減小。    聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)都因能夠形成足夠強度的泡孔壁,因此發泡過程無需使用交聯劑。    

3、微發泡

    使用交聯劑可以得到發泡PE塑料,但其氣味大且交聯后的塑料不利于回收利用。某高分子材料企業發明了在不使用任何交聯劑的情況下,使加有30%重鈣的HDPE片材密度比同樣配比的對比片材密度下降10%以上,已經大量用于HDPE片材的產品中,是輕量化技術的重大突破。    

4、輕體填料

    以粉煤灰為基礎原料人工合成出自身輕質的微孔硅酸鈣,原料取之不竭,成本上塑料加工行業也可以接受,目前在塑料行業的應用已取得階段性成果。    微孔硅酸鈣制成母料后與碳酸鈣母料按同樣比例加入到HDPE樹脂中制作片材,其制品的密度有明顯差別,微孔硅酸鈣微料填充HDPE的密度在不同添加量時都有10%以上的下降幅度,而且性能無明顯差別。

5、晶須碳酸鈣

    根據在橡膠材料中使用晶須碳酸鈣的經驗,將特別制造的晶須碳酸鈣加以處理,再與基體塑料混合,結果發現,在不影響塑料材料性能的情況下,可使其填充塑料的密度有所下降。同時納米尺度的微孔還有助于受外力時發生彈性形變,吸收沖擊能,有利于填充塑料保持良好的抗沖擊性能。以Φ110mmPVC雙壁波紋管為例,在其原配方中,用經過特殊處理的晶須碳酸鈣代替等量氯化聚乙烯(CPE)沖擊改性劑,擠出制得的管材性能見下表。

       試驗結果表明,用經過特殊處理的晶須碳酸鈣替代部分CPE沖擊改性劑后,管材的性能仍保持良好;CPE被替代的管材管壁材料密度較原配方的管材管壁材料密度均有所下降,約下降0.5~1%;此外,為了達到不同配方管材的米重一致,CPE被替代的三種管材在成型時,加料機轉速均需加快,這意味著生產同樣重量的管材所需時間減少了,生產效率得到提高。 


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