眾所周知, 塑料再生料不同於新料, 往往會存在更多方面的缺陷, 比如加工性能, 力學性能, 外觀色澤, 耐老化性能等等, 致使影響塑料再生料的應用. 為了儘可能減小再生料的缺陷影響, 常常需要添加塑料助劑來改善.
1, 塑料助劑的作用
塑料助劑可有效改善再生料的工藝加工性能, 提高生產效率;並可以改善再生料製品的物理機械性能和使用性能, 提高其使用價值和工作壽命, 達到再生料高值化的目的.
塑料助劑類別很多, 起到的作用也不同, 可參照下表加以了解:
2, 對助劑的要求
因為塑料的加工中及製品使用時受影響因素很多, 因此對選用助劑的要求也會很高, 主要有以下幾點:
① 應與被添加的合成樹脂有較好的相容性, 能長期穩定, 均勻的分散在樹脂中;
② 協同效應. 要盡量使用相互間能促進功能發揮的塑料助劑;
③ 耐久性好. 不滲析, 不會發, 不遷移或被水及液體物質萃取;
④ 適合製品的使用要求;
⑤ 對加工條件的適應性要好;
⑥ 分散性好, 能在加工成型的過程中容易分散均勻.
以上幾點可以滿足大多數再生料對助劑的要求, 塑料助劑能達到這幾點就會發揮出高效作用, 使再生塑料性能得到最大改善.
3, 常用幾種塑料助劑
1. 特性添加劑
此類助劑主要功能是賦予塑料製品某種特性, 如物理機械性能, 柔韌性, 阻燃性等.
①增塑劑
增塑劑能夠降低塑料的熔融溫度, 粘度和硬度, 增加塑料流動性和製品的柔軟性及耐寒性, 從而改善塑料的加工性能和使用性能.
增塑劑主要用於PVC, 纖維素衍生物, 合成橡膠及尼龍等塑料中, 並不是所有塑料都需要增塑劑, 其中約80%的增塑劑用於PVC中.
②填充劑
就是向塑料中加入一種惰性材料, 目的是增加質量, 降低成本等. 填充劑還可以改善塑料的加工性能及某些使用性能, 如提高強度, 耐熱性和耐腐蝕性等.
填充劑一般為粉末狀物質, 主要品種為碳酸鈣, 滑石粉, 高嶺土, 矽灰石, 雲母和木粉等, 常用於PVC, 聚烯烴和ABS樹脂中.
③增強劑
增強劑能顯著提高再生料製品的強度, 絕大多數是高強度, 纖維狀的惰性物質, 如玻璃纖維, 碳纖維, 石棉等, 玻纖的用量最大.
增強劑現已廣泛用於PVC, PP, PE和尼龍等塑料中.
④著色劑和熒光增白劑
著色劑主要是賦予塑料顏色, 使製品變得更美觀. 熒光增白劑可以有效改善再生塑料製品的外觀性能, 並可與著色劑搭配使用, 使製品顏色更靚麗.
⑤阻燃劑
阻燃劑是一種能夠阻止或延緩塑料燃燒的添加劑. 主要分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑兩大類. 添加型阻燃劑通常以添加的方式配合到基礎樹脂中, 它們與樹脂之間僅僅是簡單的物理混合;反應型阻燃劑一般為分子內包含阻燃元素和反應性基團的單體, 如鹵代酸酐, 鹵代雙酚和含磷多元醇等, 由於具有反應性, 可以化學鍵合到樹脂的分子鏈上, 成為塑料樹脂的一部分, 多數反應型阻燃劑結構還是合成添加型阻燃劑的單體.
⑥衝擊改性劑
可提高塑料衝擊強度的添加劑稱為衝擊改性劑. 一般為一些彈性體和韌性好的塑料, 主要用於PVC, PS, PP及一些工程塑料中.
⑦發泡劑
發泡劑即能產生氣體, 使塑料製品產生泡孔或空隙的物質, 分為物理髮泡劑和化學發泡劑. 物理髮泡劑一般依靠自身物理狀態的變化釋放氣體, 多為揮發性的液體物質, 氟氯烴(如氟裡昂), 低烷烴(如戊烷)和壓縮氣體是物理髮泡劑的代表. 化學發泡劑則是基於化學分解釋放出來的氣體進行發泡的, 常用的多是肼的衍生物, 其中最主要的是偶氮二甲醯胺, 可用於PVC, PE, PS, PP, ABS等塑料中.
2. 穩定劑
穩定劑的主要功能是延緩或停止塑料在物理(加熱, 光)和化學(氧, 微生物)因素作用下的降解. 主要有熱穩定劑, 光穩定劑和抗氧劑等.
①熱穩定劑
熱穩定劑能延緩或避免由於熱作用引起的塑料破壞和進一步降解. 通常不加以說明, 熱穩定劑專指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的穩定劑. 聚氯乙烯及氯乙烯共聚物屬熱敏性樹脂, 它們在受熱加工時極易釋放氯化氫, 進而引發熱老化降解反應. 工業上廣泛應用的熱穩定劑品種大致包括鹽基性鉛鹽類, 金屬皂類, 有機錫類, 有機銻類等主穩定劑和環氧化合物類, 亞磷酸酯類, 多元醇類, 個二酮類等有機輔助穩定劑.
②光穩定劑
光穩定劑主要是抑制或減弱塑料光降解, 提高塑料製品耐候性. 太陽光中的紫外線對塑料的破壞作用最大, 此外高聚物中的雜質或發色團也能促使聚合物光氧化降解.
光穩定劑主要用於聚烯烴, 其次用於橡膠改性的PS, PVC, PU等.
③抗氧化劑
抗氧化劑能夠延緩或抑制塑料的氧化降解. 抗氧劑是塑料穩定化助劑最主要的類型, 幾乎所有的聚合物樹脂都涉及到抗氧劑的應用.
一般分為主抗氧化劑和輔助抗氧化劑. 主抗氧劑以捕獲聚合物過氧自由基為主要功能;輔助抗氧劑具有分解聚合物過氧化合物的作用, 也稱 '過氧化物分解劑' .
3. 加工添加劑
加工添加劑可使塑料再生料加工時易於成型或提高成型效率, 主要有脫模劑, 潤滑劑等.
①潤滑劑
潤滑劑能夠降低塑料熔體黏度或熔體與加工設備之間摩擦係數, 可分為內潤滑劑和外潤滑劑兩類. 內潤滑劑可以通過降低聚合物分子間的摩擦, 降低成型加工中高聚物的粘度並減少能量消耗;外潤滑劑的作用是減少高聚物與加工設備之間的摩擦或粘附, 通常外潤滑劑與高聚物不相容.
②脫模劑
類似於一種外潤滑劑, 在製品與模具之間形成一薄層高效隔離劑, 使製品能自行脫出模具.
4, 塑料助劑的發展前景
隨著塑料製品工業的發展, 塑料助劑作為通用塑料工程化, 工程塑料高性能化不可或缺的成分以及合成樹脂改性實現功能化的關鍵, 塑料助劑產業也正向規模化, 集約化方向發展. 塑料加工助劑的應用領域將不斷拓寬, 產品品種也會向著高效, 多功能, 複合型和專用型發展. 高性能的綠色, 環保, 無毒, 高效塑料助劑的研發和生產將成為未來我國塑料助劑行業發展的主攻方向.