工程塑料改性基础知识课件.ppt

1、工程塑料改性基础知识工程塑料改性基础知识 基础树脂 阻燃剂 增韧剂 抗氧剂 润滑剂 成核剂 偶联剂 着色剂 矿物填料 玻纤 母粒一、原料相关知识 PBT PET PA6 PA66 PPO PPS PC PE PP PS HIPS ABS AS PMMA一、原料相关知识基础树脂 PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)结构性能应用注意规整、碳链柔顺性结晶性材料，明显熔点取向、翘曲、玻纤提高强度明显端羧基、端羟基、酯基极性、易吸水、水解干燥，与增韧剂活性基团(环氧结构)反应有利于增韧一、原料相关知识基础树脂什么结构？PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)重要物性物性决定应用情况熔点 222决定挤出与注塑温度粘度(衡

2、量分子量)0.851.2决定材料强度与加工流动性熔融指数流动性端羧基含量化学稳定性与热稳定性Lab值颜色外观哪些物性？一、原料相关知识基础树脂 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)结构性能应用注意规整、碳链柔顺性结晶性材料，明显熔点取向、翘曲、玻纤提高强度明显端羧基、端羟基、酯基极性、易吸水、水解干燥，与增韧剂活性基团(环氧结构)反应有利于增韧较PBT碳链短、苯环密大刚性强、玻璃化温度高模温高、后变形严重、较PBT易阻燃尤其是无卤阻燃结构？一、原料相关知识基础树脂 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)重要物性物性决定应用情况熔点 255决定挤出与注塑温度粘度(衡量分子量)0.670.85决定材料强度与加工

3、流动性熔融指数流动性冷结晶温度(熔融结晶)决定材料注塑模温端羧基含量化学稳定性与热稳定性Lab值颜色外观一、原料相关知识基础树脂50100150200250-10-8-6-4-202418922550100150200250-202 130255179PBT升降温过程PET升降温过程一、原料相关知识基础树脂 PA6(聚己内酰胺)结构性能应用注意规整、碳链柔顺性结晶性材料，明显熔点取向、翘曲、玻纤提高强度明显端羧基、端氨基、酰胺基极性、易吸水、水解干燥，与增韧剂活性基团(酸酐基团)反应有利于增韧，尺寸稳定性差，电阻率降低酰胺基易形成氢键，性能高一、原料相关知识基础树脂 PA6(聚己内酰胺)重要物

4、性物性决定应用情况熔点 220决定挤出与注塑温度粘度(衡量分子量)2.42.8决定材料强度与加工流动性熔融指数流动性端羧基含量化学稳定性与热稳定性一、原料相关知识基础树脂 PA66(聚己二酸己二酰胺)结构性能应用注意规整、碳链柔顺性结晶性材料，明显熔点取向、翘曲、玻纤提高强度明显端羧基、端氨基、酰胺基极性、易吸水、水解干燥，与增韧剂活性基团(酸酐基团)反应有利于增韧，尺寸稳定性差，电阻率降低酰胺基易形成氢键，性能高一、原料相关知识基础树脂PA6与PA66结构比较一、原料相关知识基础树脂 PPO(聚苯醚)结构性能应用注意苯环密度大、有支链分子柔顺性差，非结晶性材料加工流动性差，翘曲低、玻纤提高强

5、度不明显、易无卤阻燃无极性基团吸水低、不水解、尺寸稳定性好可不不干燥可与极性材料合金化弥补极性材料缺点典型应用PPO和PA合金一、原料相关知识基础树脂 PPO(聚苯醚)重要物性物性决定应用情况玻璃化温度211 耐热性好熔融软化温度 255268决定挤出与注塑温度粘度(衡量分子量)0.450.55决定材料强度与加工流动性一、原料相关知识基础树脂 PPS(聚苯硫醚)结构性能应用注意结构简单、无支链结晶性材料易翘曲、玻纤可显著提高性能、耐溶剂苯环密集并与S原子共轭刚性强、玻璃化温度高注塑模温高、本身自阻燃无极性基团吸水低挤出时可可不干燥一、原料相关知识基础树脂基础树脂PPS PPS(聚苯硫醚)重要物

6、性物性决定应用情况熔点 290决定挤出与注塑温度，高温应用流动性极好大量填充玻纤和矿物，一般4060%玻璃化温度高决定注塑模温高 PC(聚碳酸酯)结构性能应用注意苯环、异丙基柔顺性差、非结晶低翘曲、低收缩、玻纤提高强度不明显、流动性差、易无卤阻燃、易溶胀端羧基、端羟基、酯基极性、易吸水、水解干燥一、原料相关知识基础树脂 PC(聚碳酸酯)重要物性物性决定应用情况熔融温度 230240决定挤出与注塑温度加工流动性差、易产生应力大部分与ABS合金做工程塑料使用一、原料相关知识基础树脂 PE(聚乙烯)结构性能应用注意结构简单结晶材料无杂原子及极性基团吸水较低挤出造粒过程可不干燥全是仲碳不易降解、易交联

7、抗氧剂的使用一、原料相关知识基础树脂 PE(聚乙烯)重要物性物性决定应用情况LDPE 熔点：108 熔指：几以上做母粒载体HDPE 熔点：127 熔指：零点几到几做挤出材料、注塑材料一、原料相关知识基础树脂 PP(聚丙烯)结构性能应用注意结构简单结晶材料无杂原子及极性基团吸水较低挤出造粒过程可不干燥存在叔碳易热氧降解抗氧剂的使用一、原料相关知识基础树脂 PP(聚丙烯)重要物性物性决定应用情况熔点：166一、原料相关知识基础树脂 PS(聚苯乙烯)结构性能应用注意苯环侧基并共轭分子结构不规整非结晶材料脆性无极性基团吸水低挤出造粒过程可不干燥存在叔碳易热氧降解抗氧剂的使用一、原料相关知识基础树脂 P

8、S(聚苯乙烯)重要物性物性决定应用情况熔融温度：140180加工温度与含苯环聚合物相容改善PPO加工性能一、原料相关知识基础树脂 HIPS(高抗冲聚苯乙烯)在PS中添加丁基橡胶结构性能应用注意基于PS基本结构非结晶含有橡胶粒子冲击强度高无极性基团吸水低挤出造粒过程可不干燥一、原料相关知识基础树脂 HIPS(高抗冲聚苯乙烯)重要物性物性决定应用情况熔融温度：150180加工温度与含苯环聚合物相容改善PPO加工性能含有橡胶成分冲击强度高提高PPO冲击性能一、原料相关知识基础树脂 ABS(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物)结构性能应用注意三种单体、不规整非结晶刚性粒子连续相、橡胶粒子分散相核壳机构、冲击

9、强度高常与PC合金无极性基团吸水低挤出造粒过程可不干燥一、原料相关知识基础树脂 ABS(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物)重要物性物性决定应用情况熔融温度：160180加工温度一、原料相关知识基础树脂 AS(丙烯晴-苯乙烯共聚物)结构性能应用注意不规整非结晶刚性结构脆性无极性基团吸水低挤出造粒过程可不干燥一、原料相关知识基础树脂 AS(丙烯晴-苯乙烯共聚物)重要物性物性决定应用情况熔融温度：160180加工温度一、原料相关知识基础树脂 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)结构性能应用注意酯基有极性，是侧基不会发生分子水解不规整非结晶刚性结构脆性一、原料相关知识基础树脂 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)性能应用

10、情况极性酯基与PBT、PET相容性好非结晶改善PBT、PET因结晶产生的翘曲一、原料相关知识基础树脂 溴化环氧 十溴二苯乙烷 BPS 三氧化二锑 锑酸钠 OP1240 MCA MPP PX-220 赤磷母粒 PTFE 硼酸锌一、原料相关知识阻燃剂机理 溴锑复配阻燃 溴化锑自由基捕捉氢、氢氧、过氧等自由基，终止氧化反应继续 溴化锑隔绝氧气 磷系阻燃 脱水成碳、隔氧 氮系阻燃 产生水、氨气、氮等惰性气体一、原料相关知识阻燃剂 BEO(溴化环氧)结构性能环氧结构与聚酯端基反应三溴苯酚封端不与其它官能团反应一、原料相关知识阻燃剂 BEO(溴化环氧)物性溴含量5254%分子量2000022000软化点1

11、40左右，体系存在状态？体系存在状态？分解温度340 以上一、原料相关知识阻燃剂 十溴二苯乙烷结构性能低分子化合物有析出惰性结构、无活性基团可添加任何体系一、原料相关知识阻燃剂 十溴二苯乙烷 物性溴含量8284%，较BEO用量少熔点345，接近分解温度体系中状态不熔体系中状态不熔分解温度340 以上一、原料相关知识阻燃剂 BPS 先聚合再溴化结构性能聚合物不析出惰性结构、无活性基团可添加任何体系一、原料相关知识阻燃剂 BPS溴含量64%67%分子量几万几十万软化点210250，低加工温度可能不熔分解温度340 以上一、原料相关知识阻燃剂三氧化二锑有效成分含量高，但湿热条件下引起PET降解锑酸钠

12、有效成分含量低，添加量较三氧化二锑多，影响性能，要求高时用于PET Sb2O3和锑酸钠 辅助阻燃剂燃烧时与溴化合为溴化锑一、原料相关知识阻燃剂OP1240有机次膦酸盐阻燃作用酸源，使聚合物脱水成碳 OP1240 有机次膦酸盐类无卤阻燃剂一、原料相关知识阻燃剂熔点350 以上分解温度350 体系存在状态体系中不熔，相当于填充粉体阻燃机理气源，惰性气体抑制燃烧，水降温 MCA(三聚氰胺氰尿酸盐)一、原料相关知识阻燃剂熔点360 以上分解温度360 体系存在状态体系中不熔，相当于填充粉体阻燃剂里酸源和气源同时存在 MPP(三聚氰胺聚磷酸盐)一、原料相关知识阻燃剂 PX220(固体磷酸酯)一般磷酸酯为

13、BDP、RDP，为液体，加工难添加 熔点约100，为固态，便于混合加工 多用于PC、PPO等主链苯环结构多的聚合物 由于低分子、低熔点，可提高聚合物流动性一、原料相关知识阻燃剂 红磷母粒 阻燃机理，酸源，氧化磷夺取聚合物水形成聚磷酸，而聚合物脱水碳化 红磷与不同树脂做载体加工而成的母粒 440为PA6载体，红磷浓度40%540为PBT载体，红磷浓度40%选用红磷母粒的载体要与目的聚合物一致或相容性较好一、原料相关知识阻燃剂 PTFE(聚四氟乙烯)防滴落作用 熔点327，体系中不熔 分解温度415 以上 机理，分散到体系中形成纤维，燃烧受热收缩一、原料相关知识阻燃剂 硼酸锌 一般是水和硼酸锌 协

14、效阻燃机理，高于300 后释放结晶水，吸热和稀释氧气 与磷氮系复配降低用量 效果还需验证一、原料相关知识阻燃剂 AX8900、PTW XGE203 34035、35BA40 接枝POE G-ABS 接枝-PE一、原料相关知识增韧剂 增韧机理：一般本身都是非极性弹性体聚合物，与聚合物形成核壳结构，提高冲击性能 用于我们的聚酯、聚酰胺等极性工程塑料，需要极性化，保证相容 极性化方法：共聚和接枝，共聚，极性单体含量高，效果明显；接枝，极性单体含量低，效果差。极性单体为丙烯酸酯或马来酸酐一、原料相关知识增韧剂 AX8900、PTW(三元共聚物)丙烯酸酯适合于聚酯(PBT、PET)体系，一般做聚酯增韧剂

15、，环氧可与聚酯端羧基和端羟基反映，增强相容和增韧效果，GMA含量8%左右发生反应可通过体系熔指降低得到证明熔点：5060，切片未充分冷却会熔融结块，下料口易熔融阻碍进料一、原料相关知识增韧剂 XGW203(GMA接枝POE)POE为乙烯和辛烯共聚物，优良弹性体 熔融接枝，接枝率1%左右，增韧效果明显差于AX8900和PTW 用于聚酯体系 熔点：5060 国内尚无类似聚合物，多为熔融接枝，价格低一、原料相关知识增韧剂 34035、35BA40(乙烯丙烯酸枝共聚物)分别为杜邦和阿克玛生产 无GMA结构 分子量低，熔点低，熔指高，体系流动性好 用于聚酯体系 熔指40，丙烯酸酯含量35%熔点：4550

16、一、原料相关知识增韧剂 g-POE(MHA接枝POE)马来酸酐接枝POE 熔融接枝，接枝率1%左右 用于聚酰胺体系，效果优良 与除与端羧基和端氨基反应还酰胺基团反应，因此同为1%接枝率对聚酰胺的增韧明显优于对聚酯的增韧一、原料相关知识增韧剂 g-ABS(接枝ABS)接枝ABS 熔融接枝，接枝率1%用于聚酯或聚酰胺与ABS合金的相容剂和增韧剂一、原料相关知识增韧剂 g-PE(接枝PE)马来酸酐与PE接枝 PE弹性性能较差 g-PE增韧性能较差 一般做相容剂一、原料相关知识增韧剂 辅助抗氧剂 168 626 DLTP、DSTP 主抗氧剂 1098 1010一、原料相关知识抗氧剂 类别：亚磷酸酯、硫

17、代酯、受阻酚、受阻胺 功能：辅助抗氧剂、主抗氧剂 结构：亚磷酸酯硫代酯低化合价P、S吸收过氧化物中氧，使聚合物稳定一、原料相关知识抗氧剂 结构：受阻酚受阻胺容易断键形成自由基，吸收聚合物中的氢、氢氧、烷氧等自由基一、原料相关知识抗氧剂机理：两类抗氧剂单独使用效果差，复配使用会发挥良好的协同效果一、原料相关知识抗氧剂 168(三2.4-二叔丁基苯基亚磷酸酯)熔点：183186 分解温度：260 一、原料相关知识抗氧剂 626(双（2,4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯)168的升级产品，抗黄变，但易吸水熔点：170180 分解温度：350 一、原料相关知识抗氧剂 DLTP(硫代二丙酸二月桂酯)

18、熔点：3941，下料口易融化分解温度：350 DSTP(硫代二丙酸二硬脂酸酯)熔点：6468，熔点稍高，耐，迁移较DLTP好分解温度：350 一、原料相关知识抗氧剂 1010(四-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸季戊四醇酯)熔点：119123 分解温度：320 一、原料相关知识抗氧剂 1098(N,N-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)熔点：155161 分解温度：280 一、原料相关知识抗氧剂抗氧剂的选择 注意因素：热稳定性：加工温度下不应分解 变色性：在聚合物中不能发生色变，芳香胺类抗炎剂易变色，故少用 挥发性：挥发性高，丧失功效 水解稳定性：亚磷酸酯易吸水

19、水解，失效 相容性：与聚合物相容性不好，会析出，尽量用分子量大的抗氧剂一、原料相关知识抗氧剂 内润滑剂 硬脂酸钙 EBS TAF 复合润滑剂 P12(布吕格曼)P130(布吕格曼)外润滑剂 硅酮粉一、原料相关知识润滑剂 改善流动性 降低摩擦，保护聚合物 提高填料(玻纤、矿物等等)在熔体中的分散性 注塑成型中改善脱模性 改善制品表面，高光泽 加速挤出和注塑成型过程一、原料相关知识润滑剂 CaSt(硬质酸钙)熔点：150155，保证加工温度下充分熔融，能起到润滑作用 内润滑作用一、原料相关知识润滑剂 EBS(乙撑双硬脂酰胺)熔点：145，保证加工温度下充分熔融，能起到润滑作用 内润滑作用一、原料相

20、关知识润滑剂 TAF 是以EBS为基料，在催化剂的作用下，含有极性基团的反应性单体与EBS反应形成的共聚物，既保持了EBS的润滑特性，又具有能与玻纤、无机填料表面部分极性基团相结合的极性基团结构 熔点：135，保证加工温度下充分熔融，能起到润滑作用 内润滑作用一、原料相关知识润滑剂润滑剂-P12、P130 P12 是共聚物和褐煤酸衍生物的混合物 P130 是共聚物和珠状或薄片状蜡的混合物 同时具备内润滑和外润滑作用 作用机理：聚合物结晶需要晶核，聚合物本体晶核要在低温形成，而在低温时聚合物分子移动困难，结晶增长较慢；成核剂在较高温度提供了聚合物的异相晶核，是聚合物在较高温度下成核并增长，提高结

21、晶速度 P22：有机无机复配，适用于尼龙体系 P250：有机无机复配，适用于聚酯 具体效果：需试验验证一、原料相关知识成核剂 作用机理：通过偶联剂的活性基团与无机矿物表面羟基反应，使无机物有机化，增加无机物与聚合物的相容性 硅烷类：KH550、KH560 钛酸酯类：稀土类：具体效果：需试验比较验证一、原料相关知识偶联剂矿物填料滑石粉滑石母粒云母母粒硅灰石粉立德粉硫酸钡 作用各异：降低翘曲、改善颜色、改善外观、提高电性能，具体作用需在不同体系实验验证一、原料相关知识矿物增强剂长玻纤短玻纤长玻纤：加工过程需剪碎再分散，设备剪切要强，直径粗，长度分布宽短玻纤：加工过程直接分散，设备剪切相对弱，直径细，长度分布相对均匀增强机理：玻纤在体系中起骨架加强作用，类似于钢筋混凝土中的钢筋作用，尤其在结晶聚合物中明显一、原料相关知识矿物各粉末助剂混合后，已LDPE作为载体制备成颗粒物，一方面实现各粉末助剂预混，另一方面保证与树脂等颗粒混合后不分相一、原料相关知识母粒原料选用注意事项 要考虑可替代性 规避风险、平抑价格 要易得 规模生产、采购周期短 要有指标标准 不能只是要求“哪家生产的某牌号”低价 价格竞争激烈一、原料相关知识