提高聚合物耐刮擦性能的助剂

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

介绍

相对于工程塑料来说，聚丙烯（PP）、橡胶改性PP、热塑性聚烯烃（TPOs）和热塑性弹性体（TPEs）等聚烯烃材料具有可回收、重量轻、成本低的优势，因而被越来越多地应用于汽车以及其它领域。然而聚烯烃材料的耐刮擦性能明显较差，而这一性能却是仪表板、操控台和门板表皮等汽车内部应用部件的关键性能。抗刮性是汽车外部应用部件、ATVs（全地形车辆）等车辆、耐用品和家具等的重要性能之一。塑料和汽车工业正积极寻找解决方案以提高聚烯烃材料的耐刮擦性能。表面性能提高的聚烯烃能很好地代替金属和工程树脂材料，同时还能很好地塑造出有颜色的用途。通过涂料、无机矿物填料和其它助剂技术可以提高聚烯烃的耐刮擦性能。此外耐刮擦性能还取决于其它很多因素，例如树脂的类型、填料含量、助剂、颜料、加工条件和表面粒度等。据汽巴精化公司的汽车业务部门经理Johanne Wilson介绍：“使用耐刮擦助剂的成本效益比涂料或者层压材料方法更为明显，因此它越来越多地被用作解决方法。”新的助剂技术已经得到了商业化，更为有效的研究还在继续进行。

耐刮擦性能测试
塑料制品表面有好几种明显损坏的方法，其中有尖锐物体的划痕；磨料摩擦产生的磨损；改变表面性能或光泽的表面损伤；或者钝化物体轻微刮擦造成的“写入效果”。根据汽巴精化的高级研究员Ashu Sharma博士的解释，材料在压入力和滑动力或横（侧）向力的作用下发生屈服，产生延性/脆性破坏从而造成刮痕。在刮痕中，不平的表面产生不均匀的光散射和“刮痕发化”。改善刮痕性能的解决方法包括尽可能减小聚合物底面粗糙程度和降低刮痕的胎肩，以产生尽可能少的光散射以及尽可能小的刮痕可见度。准确地测量耐刮擦性能，弄清楚表面破坏背后的材料科学知识对于形成改善方案是重要的。

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图1:刮痕的物化
在刮痕的不均匀底面和凸起的胎肩上的光散射反映出严重刮擦的压痕。粗糙程度较小的表面会产生“较轻刮擦”的压痕。

检测表面损害的试验方法有好几种。一种是五指刮痕试验（five-finger scratch test），它是在不同载荷刮擦后，根据经验比较刮痕可见度，美国的汽车OEM商们常常要求使用这种方法。而欧洲的汽车行业广泛采用的是伊利其逊十字形切口试验（Erichsen cross cut test），它检测的是刮痕应力发白发生的颜色变化。美国德克萨斯A

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