塑料多元复合共混改性理论与实践

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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一．概述：

塑料作为一种新型人造材料，广泛应用在国民经济各行各业和人民生活中。通常塑料制品的原料是采用纯树脂，如PE、PP、ABS等直接加工成型。随着现代科学技术发展，对塑料材料性能提出更高的要求，纯树脂显得力不从心，相反在纯树脂中添加各类非金属和金属材料，可以提升塑料树脂的各类性能，以达到所需要的技术指标和高性价比，其中用量最大的是非金属材料，例如CaCO3、滑石粉、硅灰石粉、云母粉等。塑料改性加工奇妙地和非金属矿、粉体加工、超细粉碎等行业结合起来，促进了塑料的改性发展。人类社会进入二十一世纪以来，围绕现代塑料加工改性，已经形成了一个综合性的，以塑料树脂为主，各种添加剂、加工助剂为辅，各种塑料成型加工机械，化工合成、钢铁生产加工等多种加工工业的产业链。

早期塑料改性的目的以降低产品成本为主，如上世纪70年代钙塑成型就是名例；大致上自80年代起，以提高改进塑料某些特定性能，如阻燃改性、抗静电、玻纤增强改性、生物降解和光降解等纷纷涌现；90年代塑料改性以提高纯树脂的各种机械物理性能为主，以及处理手段的不断改进；这一时期还出现了相容剂、偶联剂品种的扩大和效能增强等改进，塑料加工机械也从单螺杆挤出机发展到双螺杆挤出机和往复式单螺杆挤出机。值得一提的是，我国作为一个塑料制品生产发展中国家，许多塑料共混改性项目走在世界前例；例如肖祥骅先生研制的CPVC管道管件质量超过日本同类产品，价格比日本产品低；又如笔者研制的国内外独家生产的无载体阻燃色母料，达到世界领先水平；其原因在于我国塑料树脂的合成加工几乎都采用引进设备生产，其最新最好的核心技术不掌握在中国人手中，同国外相比，我国生产的树脂牌号品种少，质量相对较差，“先天不足后天补”，这反而促进了我国的改性塑料事业的蓬勃发展。

早期填充改性的无机粉体材料表面改性剂从硬脂酸到偶联剂，收到了一定的效果，而偶联剂有硅烷、钛酸酯、铝酸酯、硼酸酯、磷酸酯等品种纷纷涌现。进入21世纪之后，随着现代科学技术对塑料材料要求的不断提高，塑料改性技术早已跳出经典的偶联表面处理粉体理论，各地塑料改性一代精英又推出各自的科研成果和改性理论，简述如下：

1）无机刚性粒子增韧理论
2）纳米材料和晶须增韧增强材料
3）偶联剂和助偶联剂理论
4）化学接技、化学交联
5）稀土偶联剂
6）有机包复、三元共混理论
7）弹性体增韧技术
8）不同基材共混、相容剂理论
9）液晶原位复合技术
10）粉体表面原位组合化学改性
11）微胶囊化
12）废旧塑料的利用和改性、超临界水降解废旧塑料技术
13）通用塑料工程化、合金化
14）无机粉体改性塑料环境友好材料、木塑复合材料

特别是在2003年10月中国塑料加工协会改性塑料专业委员会年会上，我国当代塑料改性精英、教授专家们纷纷登台演讲，把自进入二十一世纪以来，最新最好的各种改性理论和实践介绍给大家，呈现百花齐放、百家争鸣的新局面。例如：章文贡教授的“粉体表面原位组合化学改性”理论，刘伯元高工的“A B C D”和“后偶联剂时代”观点[1]。这充分表明在一定的历史时期，技术发展到一定的程度，有一定的社会需求，就会有相应的发展技术出现、总结、推广、应用。

2004年4月，笔者接到一项“高抗撕裂性阻燃流延聚丙烯薄膜专用料”的任务，技术指标是：膜宽度2m，厚度20—500μm，阻燃性能达到UL94标准V-0级，拉伸强度≥32MPa，抗撕裂性≥（纵、横向）170KN/m，外观乳白色半透明。简单测试方法是，无论何人用最大力手工撕膜，也撕不破。熟悉阻燃PP的人士都知道，在阻燃PP中，由于在PP中添加了阻燃剂，其各项物理机械性能均有不同程度下降，而该材料技术性能要求几乎没有任何可以下降余地，技术难度较大，一直都是采用进口原料在生产。笔者根据自己30多年阻燃塑料改性、塑料成型加工的经验和吸收2003年中国塑料加工工业协会改性塑料专业委员会年会各位塑料改性精英大师的经验，概刮成duo=1 2 3 …… n的塑料多元复合改性理论，进行该项目开发研制，仅四周时间即告成功，经用户试用效果良好，各项指标达到技术要求，直接替代进口产品。而如该项目按普通常规试制方法，从收集资料到试制成功必需一年时间[2]。

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