塑料配方设计

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,塑料配方技术,PVC,具有什么特性 ？,本章,学习目的：,1、理解塑料配方的意义和内容； 2、掌握塑料配方设计的原则、方法和表示；,3、初步学会设计和分析塑料配方，并熟悉塑料配方的实施方法和过程；,4、理解母料的概念和组成。,第一节 塑料配方设计,一、 塑料配方设计的意义,塑料材料是由合成树脂和助剂构成，配方的意义就在于合理选择树脂和助剂，优化并确定助剂的用量，使获得的塑料材料具有较高的性能价格比，既能满足制品的使用要求和经济要求，又能满足成型加工的需要。,（1）改善成型加工性能,合理选择增塑剂、润滑剂和加工改性剂可改善物料在成型加工中的流动性，防止熔体与加工机械表面的粘连。,在常用塑料中，,PVC,是典型的必须进行加工改性的树脂。,而对于一般树脂若进行适当的加工配方设计，也可提高制品的表面光泽度，起到节能增效的作用。,（2）改善制品的使用性能,制品使用环境千差万别，往往单一品种的树脂性能很难满足，必须对某些性能进行改进。如,PP,耐光、热老化配方；,PA,耐磨性能要求更高的场合，则需加入二硫化钼、石墨和,PTFE,粉末来提高其耐磨性。,通过增强、交联、偶联、共混等手段来提高和改善塑料材料的力学性能已十分普遍。,（3）赋予制品新的性能,配方设计在很大程度上可以弥补塑料本身的不足，赋予制品新的性能。,从简单的着色到赋予其珠光宝气；从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。,常用的填充、发泡、增强、功能化配方即属于此类。,二、塑料配方设计原则,1.满足制品的使用性能要求,（1）充分了解制品的用途 要满足制品的使用性能要求，首先要充分了解制品的用途，只有这样才能合理选择树脂和助剂，科学地制定出塑料配方。,：,（2）合理确定材料和制品的性能指标,配方的好坏是由所得材料和制品的具体指标来体现的，在确定各项性能指标时要充分利用现有的国家和国际标准，使之尽可能实现标准化。,性能指标也可根据供需双方的要求协商制定。在制定性能指标时，务必要对各项指标的含义及使用条件有深刻的理解，并考虑配方所要适应的环境因素，防止不切实际的性能指标出现。,（3）对日用品要关注现阶段消费者的具体要求，使产品具有鲜明的时代特征。,2.保证制品顺利成型加工,保证制品顺利成型加工，就是要求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。,3.充,分,分考虑,助,助剂与,树,树脂及,多,多种助,剂,剂之间,的,的相互,联,联系与,作,作用,（1）,助,助剂与,树,树脂的,相,相容性,一般各,种,种助剂,与,与特定,树,树脂之,间,间都有,一,一定的,相,相容性,范,范围，,超,超出这,个,个范围,助,助剂会,析,析出，,形,形成所,谓,谓“喷,霜,霜”或,“,“出汗,”,”的现,象,象。,（2）,助,助剂对,制,制品性,能,能的影,响,响,（3）,充,充分发,挥,挥助剂,间,间的协,同,同效应,4.合,理,理的性,能,能价格,比,比,配方设,计,计者往,往,往追求,产,产品的,性,性能完,美,美，而,企,企业则,更,更注重,产,产品的,经,经济效,益,益，因,而,而，时,常,常造成,有,有些配,方,方由于,成,成本过,高,高而不,能,能投入,实,实际生,产,产。,使配方,具,具有合,理,理的性,能,能价格,比,比是十,分,分重要,的,的。一,般,般，在,不,不影响,或,或对主,要,要性能,影,影响不,大,大的情,况,况下，,应,应尽量,降,降低配,方,方成本,，,，以保,证,证制品,的,的经济,合,合理性,。,。,三、塑料,配,配方设计,方,方法,塑料配方,设,设计是选,择,择树脂和,助,助剂并优,化,化确定其,用,用量的过,程,程，要完,成,成这一过,程,程需要掌,握,握丰富的,塑,塑料原材,料,料及助剂,的,的相关知,识,识，并遵,循,循树脂和,助,助剂的选,用,用原则。,（,1,）黄金分,割,割法,X/L0.618,b/a=a/(a+b),0.382/0.618,0.618/1,：,0.382 0.618,0.382 0.618,0.382,0.618,逐渐缩小,实,实验范围,，,，获得最,佳,佳配方。,黄金分割,法,法在生活,、,、音乐、,建,建筑、摄,影,影、科学,等,等诸多领,域,域均有应,用,用。,（,2,）爬山法,指配方设,计,计者根据,经,经验或现,有,有的配方,，,，作为起,点,点，进行,逐,逐渐增量,或,或逐渐减,量,量的方法,，,，找到最,佳,佳用量。,：,助剂用量,四、塑料,配,配方的计,量,量表示,配方就是,一,一份表示,塑,塑料原材,料,料和各种,助,助剂用量,的,的配比表,，,，正确地,将,将各组分,的,的用量表,示,示出来很,重,重要，一,个,个精确、,清,清晰的塑,料,料配方计,量,量表示，,会,会给实验,和,和生产中,的,的配料、,混,混合带来,极,极大的方,便,便，并可,大,大大减少,因,因计量差,错,错造成的,损,损失。,塑料配方,的,的计量表,示,示有不同,的,的方法，,常,常用的表,示,示方法如,表,表15-4所示。,质量份数,表,表示法是,以,以树脂的,质,质量为100份，,其,其它组分,的,的质量份,数,数均表示,相,相对树脂,质,质量份数,的,的用量。,这是最常,用,用的塑料,配,配方表示,方,方法，常,称,称为基本,配,配方，主,要,要用于配,方,方设计和,试,试验阶段,。,。,质量百分,数,数法是以,物,物料总量,为,为100%，树脂,和,和各组分,用,用量均以,占,占总量的,百,百分数来,表,表示。,这种配方,表,表示法可,直,直接由基,本,本配方导,出,出，用于,计,计算配方,原,原料成本,和,和配方分,析,析较为方,便,便。生产,配,配方便于,实,实际生产,实,实施，一,般,般根据混,合,合塑化设,备,备的生产,能,能力和基,本,本配方的,总,总量来确,定,定。,制 品,配 方 举 例,抗老化大棚膜,LDPE/LLDPE ：5075/5025 ；,抗氧剂1076 : 0.2； 抗氧剂168 : 0.2；,GW-480 : 0.2； UV-531: 0.2,PP,汽车保险杠,PP/EPDM：100；,抗氧剂1010 :,0.3 ;,抗氧剂168 :,0.6;,GW-540： 0.22; LS-770 : 0.25,第二节,常,常用塑料,配,配方举例,一、塑料,成,成型加工,配,配方,二、塑料,抗,抗老化配,方,方,三、填充,塑,塑料配方,重点是掌,握,握,PVC,成型加工,配,配方体系,重点了解,塑,塑料母料,的,的特点,一、塑料,成,成型加工,配,配方,塑料成型,加,加工配方,体,体系：,是从物料,的,的,熔体塑化,特,特性、热,分,分解温度,高,高低、熔,体,体流变行,为,为,方面改善,塑,塑料材料,的,的成型加,工,工性能，,使,使之顺利,成,成型为各,类,类产品。,塑料材料,中,中哪种物,料,料成型加,工,工困难，,需,需要进行,成,成型加工,配,配方体系,设,设计呢？,PVC,是需要进,行,行成型加,工,工配方体,系,系设计的,最,最典型例,子,子。,1、软质,PVC,配方,（1）软,PVC,制品,主要有压,延,延和吹塑,薄,薄膜、挤,出,出软管、,压,压延和涂,覆,覆人造革,、,、电线电,缆,缆、注塑,鞋,鞋类以及,各,各类糊制,品,品。,（2）选,用,用树脂,一般选用,PVC-SG14,型树脂？,增塑剂加,入,入后增大,了,了,PVC,大分子间,的,的距离，,削,削弱了分,子,子间力，,降,降低了熔,体,体黏度，,使,使成型加,工,工得以顺,利,利进行，,也,也使制品,变,变得柔软,。,。,(3)软,PVC,制品配方,核心：,增塑体系,稳定体系,增塑体系,：,：,软,PVC,制品中增,塑,塑剂含量,一,一般为：26,80份,；,；,依据制,品,品的性能,要,要求选用,合,合适的增,塑,塑体,系,系；,增塑体,系,系通常采,用,用几种不,同,同增塑剂,共,共用以,发,发挥各自,优,优势取得,较,较好的使,用,用效果,。,。,稳定体系,：,：,由于增,塑,塑剂具有,改,改善加工,性,性能的作,用,用，软,PVC,稳定体系,相,相对简单,，,，稳定剂,用,用量可,适,适当减少,。,。,注重稳,定,定剂间的,协,协同作用,：,：如三盐/二盐、,Ca/Zn、Ba/Pb、Ba/Cd/Zn,；,；,金属皂,与,与环氧,类,类、金属,皂,皂与亚磷,酸,酸酯类等,。,。,不同制,品,品性能要,求,求对热稳,定,定剂的选,择,择性：,如,如：透明,性,性制品选,用,用有机锡,类,类，无毒,透,透明制,品,品选用,Ca/Zn,体系等。,下面以两,种,种软,PVC,制品配方,为,为例进行,分,分析。,制 品,配 方 举 例,防雾压延膜,PVCSG-3 100； DOP 35； DOS 5；,ESBO 4；,亚磷酸三苯酯 0.5；,Cd/Ba/Zn,液体复合稳定剂 2.5；,双酚,A 0.5；,三嗪-5 0.3；,硬脂酸单甘油酯 2,阻燃壁纸,PVC,糊树脂 100；,DOP 30；,磷酸二苯一辛酯 30； 氯化石蜡 10；,CZ-310 2.5；,氢氧化铝 20；,Sb,2,O,3,4；,AC 4； ZnO 1；,颜料适当,软,PVC,制品配方,核心：,增塑体系,稳定体系,什么是,UPVC,或,RPVC,？,？,2、硬质,PVC,制品配方,UPVC,塑料制品,一,一般不含,增塑剂,成型加工,较,较软,PVC,更困难，,且,且,UPVC,冲击韧性,较,较差。因,此,此配方设,计,计技术主,要,要集中在,三,三个方面,：,：,加工改性,体,体系,热稳定体,系,系,润滑体系,。,。,（1）加,工,工及抗冲,击,击改性体,系,系,以改善树,脂,脂塑化和,熔,熔体流变,特,特性的一,类,类助剂称,为,为加工改,性,性剂；,以改善树,脂,脂冲击韧,性,性为主的,一,一类材料,称,称为冲击,改,改性剂。,对,PVC,而言，这,两,两类助剂,实,实际上大,多,多数是相,同,同的，常,用,用的,ACR、PE-C,、,、MBS,、,、ABS,、,、EVA,等，在,UPVC,建材、中,空,空容器、,透,透明片和,硬,硬质发泡,制,制品配方,中,中的得到,广,广泛应用,。,。,一般：,ACR,用量14份，,PE-C,用量在38份以,改,改善树脂,塑,塑化和熔,体,体流变特,性,性为主。,PE-C,、,、MBS,、,、ABS,、,、EVA,用量416份，,以,以改,善,善树脂冲,击,击韧性为,主,主。,MBS,主要用于,透,透明,PVC,制品，用,量,量412份。,（2）热,稳,稳定体系,与,SPVC,相比,UPVC,热稳定体,系,系要求更,高,高，用,量,量相应增,加,加。,非透明,UPVC,制品：三,盐,盐/二盐/金属皂,体,体系，,如,如异型材,和,和管材等,。,。一般三,盐,盐和二,盐,盐的总用,量,量在36份，二,者,者配比为21,或,或11,，,，为降低,成,成本也可,根,根据需,要,要减少二,盐,盐用量，,甚,甚至不用,。,。,金属皂的,加,加入主要,起,起稳定和,润,润滑的双,重,重作用,，,，可选用,PbSt,、,、BaSt、CaSt。,透明,UPVC,制品：,Ca/Zn,和有机锡,中,中的无,毒,毒品种用,于,于透明和,无,无毒一类,制,制品；,Ba/Cd,和有机锡,中,中的有毒,品,品种主要,用,用于一,般,般硬质、,透,透明,PVC,制品；,金属皂和,有,有机锡可,单,单独使用,，,，二者也,可,可配合,使,使用，总,用,用量一般,为,为1.5,3份。,为使用方便,也,也可选用,商,商品化的,片,片状或粉,状,状固体,复,复合热稳,定,定剂。,稀土（,镧,镧系：主,要,要有镧、,铈,铈、镨）,热,热稳定体,系,系是二十,世,世纪后期,开,开发应,用,用的新型,热,热稳定剂,，,，属于绿,色,色环保,品,品种。,特点:,稳定效果,好,好、无毒,安,安全、促,进,进物料塑,化,化、透明,性,性好,在,PVC,异型材、,管,管材及管,件,件、透明,板,板片中的,应,应用具有,较,较大发展,潜,潜力。,（3）润,滑,滑体系,润滑体系,的,的作用：?, 注塑,成,成型对塑,化,化和流动,要,要求较高,，,，以内润,滑,滑为主，,可,可选用硬,脂,脂酸丁酯,、,、硬脂,酸,酸钙等。,挤出以外,润,润滑为主,，,，可选用,石,石蜡、,PE,蜡和氧化,PE,蜡 等。,有机锡,类,类：可适,当,当提高润,滑,滑剂的用,量,量；金属,皂,皂类兼具,润,润滑作用,：,：可相应,减,减少其用,量,量；加入,填,填料较多,时,时，应加,大,大润滑剂,的,的用量。,设计润滑,体,体系 重,点,点考虑的,因,因素：,通常配,方,方中润滑,剂,剂的用量,约,约1份左,右,右。,制 品,配 方 举 例,双臂,波纹管,PVC：100； ACR：2； PE-C：7 ；,三盐,：4； PbSt ：0.4； CaSt：1.2； PE,蜡：0.4； 硬脂酸： 0.5；,CaCO,3,：460,注塑,管件,PVC：100； ACR：1； PE-C：4；,二盐,：1.5； PbSt ：0.8； CaSt：0.4；,硬脂酸丁酯 ：0.8,透明,饮料瓶,PVC：100； ACR：2； MBS：12；,Ca/Zn,复合体系,：2； ESBO ：1 ；,硬脂酸单甘油酯 ：0.5,UPVC,塑料制品,配,配方设计,技,技术主要,集,集中在三,个,个方面：,加工改性,体,体系,热稳定体,系,系,润滑体系,二、塑料,抗,抗老化配,方,方体系,塑料抗老,化,化配方体,系,系就是以,解,解决热氧,老,老化和光,老,老化为核,心,心，综合,考,考虑多种,因,因素，阻,止,止或延缓,塑,塑料材料,的,的老化，,延,延长制品,的,的使用寿,命,命。,什么是塑,料,料老化？,聚烯烃塑,料,料是一类,易,易老化的,树,树脂品种,，,，塑料抗,老,老化配方,体,体系以此,类,类材料为,主,主。,聚烯烃抗,老,老化配方,设,设计原则,：,：,注重不,同,同助剂间,的,的协同效,应,应, 制品,使,使用的目,的,的及环境,因,因素,在注意,正,正确确定,稳,稳定化助,剂,剂的用量,从生产,实,实际情况,看,看，同一,种,种稳定剂,因,因,生,生产厂家,不,不同使用,效,效果差异,较,较大，实,际,际选用中,应,应引起足,够,够的重视,。,。,制 品,配 方 举 例,抗老化大棚膜,LDPE/LLDPE ：5075/5025 ；,抗氧剂1076 : 0.2； 抗氧剂168 : 0.2；,GW-480 : 0.2； UV-531: 0.2,PP,汽车保险杠,PP/EPDM：100；,抗氧剂1010 :,0.3 ;,抗氧剂168 :,0.6;,GW-540： 0.22; LS-770 : 0.25,抗,老,老,化,化,配,配,方,方,的,的,核,心,心,：,：,抗,热,氧,氧,老,老,化,化,：,：,主,主,、,、,辅,辅,抗,氧,氧,剂,剂,体,体,系,系,抗,光,老,老,化,化,为,为,：,：,复,复,合,合,光,光,稳,稳,定,定,体,体,系,系,三,、,、,填,填,充,充,塑,塑,料,料,配,配,方,方,体,体,系,系,三,、,、,填,填,充,充,塑,塑,料,料,配,配,方,方,体,体,系,系,三,、,、,填,填,充,充,塑,塑,料,料,配,配,方,方,体,体,系,系,塑,料,料,填,填,充,充,的,的,主,主,要,要,目,目,的,的,：,：,降低塑料制,品,品成本,次要目的：,改善制品某,些,些性能,配方的关键,技,技术：填充,材,材料的处理,填充塑料的,成,成型加工性,能,能,填充塑料的,性,性能,填充塑料的,经,经济价值,制 品,配 方 举 例,PVC,PVC 100、 M-50 40、,氯化石蜡 15、,DOP 20、,三盐 3、二盐 1、,HSt 0.5、,转炉废渣（400目） 500,木塑材料,通用塑料或废旧塑料,木粉、秸秆粉等植物纤维,偶联剂、改性剂、处理剂、分散剂、着色剂、稳定化助剂等,必需指出，,本,本节虽然分,门,门别类地阐,述,述了不同配,方,方体系，但,制,制品的性能,要,要求往往是,多,多方面的，,也,也就是说，,配,配方经常是,一,一个复合体,系,系，不能把,本,本节的配方,体,体系割裂开,来,来，要统筹,考,考虑，满足,制,制品性能的,多,多方面要求,，,，这一点在,本,本节多个配,方,方举例中已,得,得到验证。,完成塑料配,方,方仅仅是成,型,型塑料制品,的,的第一步，,塑,塑料配方的,实,实施还要通,过,过物料配制,和,和成型加工,来,来实现。,第三节 塑,料,料配方的实,施,施,配方,粉料,粒料,母料,加工制备,配方的实施,是,是指根据配,方,方设计把树,脂,脂与塑料助,剂,剂混合均匀,，,，制成适宜,于,于成型加工,用,用物料的过,程,程。,一、配制粉,料,料,配方,称量,混合,粉料,树脂,助剂,（1）有些,物,物料必要时,进,进行预处理,；,；,（2）各组,分,分原料须准,确,确称量；,（3）一般,的,的加料次序,是,是：树脂、,增,增塑剂、浆,料,料、稳定剂,、,、着色剂、,填,填料、润滑,剂,剂等。,二、制备粒,料,料,1、制备粒,料,料的目的,使用方便,各组分分散,更,更均匀,制品性能均,一,一,有利于粉状,助,助剂与粒状,树,树脂混合,树脂 脂,助,剂,称,量,称,量,高速,混合,双螺杆挤出,单螺杆挤出,造,粒,装,袋,2、制备粒料的方法,粉料经加热塑炼和粒化即制得粒料。,粉料,塑炼,粒化,粒料,助剂含量一般0.510%,三、,母料的,制备及应用,把粉状助剂,加,加入到粒状,树,树脂中，采,用,用先造粒，,然,然后才进行,成,成型加工的,方,方法有什么,缺,缺点吗？,如何解决这,个,个问题呢？,使用,母料,助剂占3070%,各种塑料助,剂,剂均可制作,成,成母料，如,常,常用的,填充母料、,着,着色母料、,阻,阻燃母料、,防,防,老化,母料、防雾,滴,滴母料、抗,静,静电母料、,多,多功能母料,。,应用,母料的优点,（1）简化,配,配方实施中,复,复杂的混合,及,及造成粒工,序,序，便于使,用,用。,配方,称量,混合,粉料,树脂,助剂,造,粒,成型,外购或自制,母料,简单混合,细化,包覆,偶联 、,分散 、,功效,更高,分散更均匀,助剂,（3）提高,助,助剂的分散,均,均匀程度和,功,功效，从而,得,得到质量优,良,良的产品。,（2）生产,环,环境,卫生,清洁，大大,改,改善劳动条,件,件，有利于,保,保护工人身,体,体健康。,外购,母料,是由专业,母料,生产厂家制,造,造，拥有较,高,高的专业技,术,术水平和先,进,进的混合、,塑,塑化、造粒,机,机械设备，,所,所生产,母料,质量更高。,助剂母料,化是,助剂,的发展方向,，,，希望同学,们,们毕业后从,事,事高分子材,料,料成型加工,工,工作，应尽,量,量选用,母料，,或自己配制,母料，,这方面内容,将,将在以后的,课,课程中继续,介,介绍。,各种塑料助剂均可制作成母料，如常用的,填充母料、着色母料、阻燃母料、防,老化,母料、防雾滴母料、抗静电母料、多功能母料,。,本次课小结：,1、学习了不同配方体系的内容，及常用塑料配方体系剖析方法。,2 、知道了塑料配方的实施方法，强化了对,塑料母料概念的,理解。,重点是掌握,PVC,成型加工配方体系,重点掌握塑料母料的应用特点,课后作业：,利用网络及,其,其它文献资,料,料收集三种,以,以上塑料制,品,品配方，并,附,附简要说明,。,。,思考问题：,用于母料的,载,载体树脂与,用,用于实际生,产,产制品的树,脂,脂之间有什,么,么关系？,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH IMEANA VISIONOF GOOD ONE CHERISHES ANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHES ONE TOSEEKITS FULFILLMENTREGARDLESS OFOBSTACLES.BY FAITHI BYFAITH,