光学塑料改性及加工工艺.docx

光学塑料改性及加工工艺简要改性塑料，是指在通用塑料和工程塑料的基础上，通过填充、共混、增强等方式加工，提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品通过改性的塑料部件不仅能够达到一些钢材的强度性能，还具有质轻、色彩丰硕、 易成型等一系列长处，因此目前“以塑代钢”的趋势在很多行业都显现出来，而现阶段要找 出一种大规模替代塑料制品的材料几乎是不可能的进展改性塑料属于石油化工产业链中的中间产品，主要由五大通用塑料和 五大工程塑料为塑料基质加工而成，具有阻燃、抗冲、高韧性、易加工性等特点 改性塑料是典型的技术进步和消费升级受益行业，得益于全世界家电、电脑、电 动工具和玩具等产能加速向中国转移，凭借在劳动力和其他生产要素方面的本钱 优势，我国已成为这些领域的制造业大国，并籍此推动了国内改性塑料行业的进 展消费升级使中国的汽车、建筑等产业进入高速增加期，随着人们对材料性能 要求的不断提高,我国正成为全世界改性塑料最大的潜在市场和主要需求增加动 力据《2013-2017年中国改性塑料行业产销需求与投资预测分析报告》卩数据分 析，最近几年来我国改性塑料行业进展迅猛，产量、表观消费量年均增加别离达 到20%o、15%o。

目前国内改性塑料年总需求在500万吨左右，约占全数塑料消费 量的10%左右，但仍远低于世界平均水平20%另外，目前我国人均塑料消费量 与世界发达国家相较还有专门大的差距作为衡量一个国家塑料工业进展水平的 指标塑钢比，我国仅为30： 70,不及世界平均的50： 50,更远不及发达国家如 美国的70： 30和德国的63:37我国的改性塑料行业目前整体的进展水平较低,行业内企业的生产规模普遍 偏小，产品的市场状况也呈现出低级产品多，中级产品质量不稳固，高级产品缺 乏的特点，远不能知足我国21世纪经济进展的需要因此，改性塑料作为化工 新材料领域中的一个重要组成部份，也已被国家列为重点进展的科技领域之一 自2007年以来我国陆续出台各项政策推动改性塑料行业进展随着人民生活水平的大幅提升和技术手腕的进步，国内以塑代钢以塑代木将 成为一种趋势据调查改性塑料行业作为塑料加工行业大类中进展较快且进展潜 力较大的一个子类行业，估计在未来的5年，其总的市场需求量仍将维持10%以 上的增加率改性塑料是涉及面广、科技含量高、能创造庞大经济效益的一个塑料产业领 域而改性技术一填充、共混和增强改性更是深切几乎所有的塑料制品的原材料 与成型加工进程。

从原料树脂的生产到从多种规格及品种的改性塑料母料，为了 降低的本钱，提高其功能性，离不开塑料改性技术普通的塑料往往会有它自身的特性和缺点，改性塑料就是给塑料改变一下性 质，大体的技术包括：一、 增强：将等与塑料共混以增加塑料的机械强度二、 填充：将矿物等填充物与塑料共混，使塑料的收缩率、硬度、强度等性 质取得改变3、增韧：通过给普通塑料加入增韧剂共混以提高塑料的韧性，增韧改性后 的产品：铁轨垫片4、阻燃：给普通塑料树脂里面添加阻燃剂，即可使塑料具有阻燃特性，阻 燃剂能够是一种或是几种阻燃剂的复合体系，如溴+锑系，磷系，氮系，硅系， 和其他无机阻燃体系五、耐寒：增加塑料在低温下的强度和韧性，一般塑料在低温下固有的低温 脆性，使得在低温环境中应用受限，需要添加一些耐低温增韧剂改变塑料在低温 下的脆性，例如汽车保险杠等塑件，一般要求耐寒特点改性塑料凭借优越的性价比在愈来愈多的下游领域取得应用，能够说 改性塑料已经成为一种消费趋势，而这种趋势背后隐含了如下五种因素：高性能：改性塑料不仅具有传统塑料的优势，如密度小、耐侵蚀等，同时物 理、机械性能取得专门好的改善，如高强度、高韧度、高抗冲性、耐磨抗震，另 外塑料综合性能的提高为其下游领域的普遍应用提供了基础。

低本钱：与其他材料相较，塑料得益于生产效率高、密度低等优势，具有更 低的本钱，单位体积塑料的本钱仅为金属的十分之一左右政府政策：中国推行的“3C”强制认证制度，对目录内产品的安全性能进 行了严格的规定，从而推动了阻燃塑料在家用电器、IT、通信等领域的普遍应用消费升级：随着生活水平的提高，人们开始追求加倍卓越的产品性能，要求 家电等产品加倍美观、安全、耐用，从而对上游的塑料行业提出更高的要求，要 求其具有更好的加工性能、力学性能、耐用性和安全性技术因素：目前世界上已经发觉1000多种聚合物，但真正有应用价值的只 有几十种，开发新的聚合物不仅投资庞大，而且应用前景不明朗；相反，改性技 术不仅能够提高现有聚合物的性能以适应产业的需求，同时能够降低一些高价工 程塑料的本钱，成为进展塑料工业的有效途径硬度硬度是指材料抵抗其它较硬物体压入其表面的能力硬度值的大小是表征材料软硬程度的有条件的定量反映，它不是一个单纯而 肯定的物理量硬度值的大小不仅取决于材料的本身，而且取决于测试条件和测 定方式，即不同的硬度测量方式，对同一种材料测定的硬度值不尽相同因此, 要比较材料之间的硬度大小，必需用同一种测量方式测量的硬度值,才有可比性。

常常利用于表示硬度的方式有如下几种：a、 邵氏硬度b、 洛氏硬度c、 莫氏硬度添加改性塑料的硬度添加改性塑料的硬度是指在塑料中加入硬质添加剂的一种改性方式常常利 用的硬度填加剂为刚性无机填料及纤维1）添加刚性无机填料表面处置改良塑料的硬度的表面硬度改良方式是指只改善塑料制品外表的硬度,而制品内部的硬度不 变这是一种低本钱的硬度改良方式这种改性方式主要用于壳体、装饰材料、光学材料及日用品等这种改性方 式主要包括涂层、镀层及表面处置三种方式共混与复合改良塑料的硬度(1) 共混改良塑料的硬度塑料共混改良方式即在低硬度树脂※※混高硬度树脂，以提高其整体硬度 常见的共混树脂有：PS、PMMA、ABS及MF等，需要改性的树脂主要为PE类、 PA、PTFE 及 PP 等2) 复合改良塑料的硬度塑料复合改良硬度的方式即在低硬度塑料制品表面上复合一层高硬度树脂 此方式主要适合于挤出制品，如板、片、膜及管材等常常利用的复合树脂为 PS、PMMA、ABS 及 MF 等改良技术一、增强技术纤维增强是塑料改性的重要方式这一，镁盐晶须和玻璃纤维均能有效地提高 聚丙烯的综合性能以玻璃纤维增强的聚丙烯具有较低的密度，低廉的价钱和能 够循环利用等长处，目前正慢慢取代工程塑料与金属在汽车仪表板，汽车车身和 底盘零件中的应用：与玻璃纤维相较，镁盐晶须的模塑制品具有更高的精度，尺 寸稳固性和表面光洁度，适用于制备各类形状复杂的部件，轻质高强度阻燃部件 和电子电器部件。

作为一种改性剂，镁盐晶须能大幅度提高聚丙烯的强度，刚度， 抗冲击和阻燃性能因此，镁盐晶须和玻璃纤维在聚丙烯改性中的应用愈来愈受 到重视二、增韧技术矿物质增强增韧是最为普遍的改性途径之一向聚丙烯原料中添加的矿物质 一般是碳酸钙，滑石粉，硅灰石，玻璃微珠，云母粉等这些矿物质不仅能够在 必然程度上改善聚丙烯材料的机械性能和冲击韧性，降低聚丙烯材料的成型收缩 率以增强其尺寸稳固性，而且由于矿物质与聚丙烯基体在本钱上的庞大不同，能 够大幅度降低聚丙烯材料的本钱矿物质增强增韧聚丙烯是所有改性聚丙烯材料在家用电器中应用最普遍的 一种目前，波轮洗衣机和滚筒洗衣机的内筒一般利用的都是矿物质增强增韧聚 丙烯材料，以代替初期的不锈钢内筒聚丙烯材料经矿物质增强增韧后，可克服 其原有的强度不足，光泽度不好，收缩太大等问题目前，这种改性聚丙烯除用 于制作洗衣机的内筒之外，还被用于制作波轮和取衣口等部件，仅海尔集团对其 每一年的用量就在1700吨左右（每一个洗衣机内筒约重2kg）这种材料的矿物 质添加量高达40%,其拉伸强度达33Mpa,断裂伸长率可达90%以上，缺口冲击 强度约为10KJ/m2o微波炉的很多部件也采用矿物质增强增韧聚丙烯材料制造。

由于矿物质的加 入，能够在聚丙烯材料本身较高的耐热温度的基础上，使其耐热温度进一步取得 提高，以适应微波炉对高温的要求例如，微波炉门体的密封条，微波炉扬声器 喇叭口，喇叭支架等都采用了这种改性的聚丙烯材料冰箱上的搁物架此刻也大 体采用了矿物质增强增韧聚丙烯材料，由于与玻璃面板可进行整体注塑，从而专 门好地解决了原来ABS材料的面板沁水问题三、填充改性新型高填充玻纤改性塑料，它可克服常规玻璃纤维增强热塑性塑料的缺点 这种材料的基体是高温热塑性塑料如液晶聚合物，聚醚砜，聚醚酰亚胺和聚苯硫 醚在玻纤填充量在80%时，改性材料但仍能规画良好的可加工性用新材料生 产的部件具有耐磨损和耐温变的良好特性这种新材料可与塑料和金属粘合，适 用于表面摸塑设备加工，潜在的应用包括汽车和燃料系统部件，轴承，电子零部 件，抗刮伤外壳等，这种玻璃增强物的辅加效益是阻燃性好，能回收利用，高度 耐热和尺寸稳固等四、 共混与塑料合金技术塑料共混改性指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂（包括塑料和橡胶）， 从而达到改变原有树脂性能的一种改性方式氟塑料合金是采用国内现有的超高 分子量聚全氟乙丙烯（FER）为主要原料，与四氟乙烯加填料直接共混，用物理 方式制造的，此材料性能超过了世界公认的“塑料王”聚四氟乙烯。

五、 阻燃技术高聚物的阻燃技术，当前主要以添加型溴系阻燃剂为主，常常利用的有十溴 二苯醚、八溴醚、四溴双酚A、六溴环十二烷等，其中尤以十溴二苯利用量为最 大，溴化环氧树脂由于具有优良的熔流速度，较高的阻燃效率，优良的热稳固性 和光稳固性，又能使被阻燃材料具有良好的物理机械性能，不起霜，从而被普遍 地应用于PBT、PET、ABS、尼龙66等工程塑料，热塑性塑料以PC/ABS塑料合 金的阻燃处置中阻燃剂家族中的其他品种有磷系、三嗪系、硅系、膨胀型、无机型等，这些 阻燃剂在各类不同利用领域发挥着各自独特的阻燃效果在磷系阻燃剂中，有机 磷系的品种多数是油液状，在高聚物加工进程中不易添加，一般在聚氨酯泡沫、 变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中利用而无机磷系中的红磷，是纯阻 燃元素，阻燃效果好，但它色泽鲜艳，因此应用受部份限制红磷的应用要注意 微粒化和表面包覆，如此使它在高聚物中有较好的分散性，与高聚物的相容高性 好，不易迁移，能长久维持高聚物难燃性能六、 纳米复合技术科研人员发觉，当微粒达到纳米量级时会出现一种新奇现象，它的周期性边 界被破坏，从而使其声、光、电、磁、热力学等性能呈现出与传统材料的极大不 同。

按照纳米材料的结构特点，把不同材料在纳米尺度下进行合成与组合，能够 形成各类各样的纳米复合材料，例如纳米功能塑料一般塑料常常利用的种类有PP （聚丙烯）、PE （聚乙烯）、PVC （聚氯乙 烯）、ABS （丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）、PA （聚酰胺）、PC （聚碳酸酯）、PS（聚苯乙烯）等几十种，为知足一些行业的特殊需求，用纳米技术改变传统塑料 的特性，呈现出优良的物理性能，强度高，耐热性强，重量更轻随着汽车应用 塑料数量愈来愈多，纳米塑料极可能会普遍应用在汽车上这些纳米功能塑料最 引发汽车业内人士注意的有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料 等增强塑料是在塑料中填充经表面处置的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等，这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用，能够使聚丙烯等塑 料的抗拉强度，抗冲击韧性和弹性模量上升，使塑料的物理性能取得明显改善 增强增韧塑料能够代替金属材料，由于它们比重小，重量轻，因此普遍用于汽车 上能够大幅度减轻汽车重量，达到节省燃料的目的这些用纳米技术改性的增强 增韧塑料，能够用于汽车上的保险杠、座椅、翼子板、顶蓬盖、车门、发动机盖、 行李舱盖等，某至还可用于变速器箱体，齿轮传动装置等一些重要部件。