塑编行业上塑料改性技术的应用

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摘要主要讨论塑料改性产品在塑编行业的应用及改性塑料相关性能对塑编产品的影响。从原料改性、填充母料及涂覆专用料三个方面讨论改性塑料在塑编行业中的应用。

关键词塑编;塑料改性;填充母料;涂覆

中图分类号TQ320.6文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0117-01

1塑编制品加工过程中常用的塑料改性技术

1.1填充改性

基于纯聚丙烯(或聚乙烯)树脂为原料制作的编织制品扁丝的相对拉伸负荷远高于国际GB/T8946-1998的要求,同时实际使用往往显现出显著的功能过剩情况,有必要通过加入适量价格低廉的矿物填料,在保证达标和不影响使用前提下获得降低成本的效果。

1.2聚丙烯基体树脂的改性

塑编制品所用的基础原料是拉丝级聚丙烯。大型石油化工企业进口的聚合装置生产出聚丙烯产品往往是加入必要的抗氧剂和剂后再熔融造粒,以粒料形式销售。需要注意的是我国自主设计建设的液相本体法聚丙烯装置生产的产品往往以粉料形式出售,价格相对粒料聚丙烯每吨便宜数百元,对用户很具吸引力。这种粉体树脂末加任何助剂,在贮运或加工时极易发生严重热氧降解。因此在购买和使用粉料聚丙烯前,必须注意是否已出现降解(有无酸味),在加工时必须加入适量抗氧剂和剂。

1.3塑编制品的耐老化改性

在很多情况下,装有货物的编织袋暴露在阳光之下,受到紫外线的照射。由于热氧化过程中生成的羰基化合物会在吸收紫外线后处于激发态,在常温下也会使PP发生严重降解。

PP大分子最敏感的紫外线波长范围是290~325nm和370nm左右,因此要选用可吸收波长为290~400nm紫外线的助剂。这些助剂的分子在吸收紫外光后被激发将其转化为没有破坏性的长波光(如红外光)。

除紫外线吸收剂外还有紫外线淬灭剂和屏蔽剂可以选用,如添加0.2%的炭黑可使PP制品具有10年以上的耐晒性。对于白色或浅色制品可使用氧化锌做屏蔽剂,添加粒径为0.11μm的氧化锌10%,可使PP制品的耐候能力提高到8年以上。

适用于PP的光稳定剂有紫外线吸收剂UV-531、UV-327、三嗪-5和紫外线淬灭剂NBC、1084。

2填充母料

2.1载体树脂的选择

以重钙为填料的填充母料应用范围很广。针对母料用途选择载体树脂是获得最佳性能价格比母料产品的关键。

塑编制品的原料是聚丙烯,用于聚丙烯编织制品的填充母料其最佳载体树脂当属粉料聚丙烯。

2.2重钙的选择

多年填充母料的生产与应用实践表明,400目的重钙粉是最经济实惠的原料,但并非所有的重钙粉都受到母料生产企业及塑编企业的欢迎,关键之处在于重钙粉的白度、色相和对金属部件(螺筒、螺杆、模具、刀片等)的磨损轻重等。

使用粒度更细的重钙,在得到充分分散的情况下,塑编制品具有更佳的力学性能,但随着重钙粉目数的增加,必须增加助剂和载体树脂的使用量,导致填充母料原材料成本的大幅提高,因此要从技术经济两方面考虑其综合效果,针对不同用户提供个性化产品。

2.3加工设备与工艺

重钙粉的干燥和表面处理使用高速混合机。近年来高速混合机的结构已根据粉体加工的特点做了很大改进。

在混炼造粒阶段,加工设备可以有不同的选择,如积木式同向平行双螺杆挤出机、密炼加单螺杆挤出机等。最近三螺杆挤出机也开始用于母料的混炼和造粒,具有混炼效果好、产能高等优势。选择设备的出发点是混炼效果要好、同样的人力、能耗的前提下产量要高、对物料的种类及组份变化的适应性强、连续运行平稳、持久等方面,而对于温度控制系统的要求相对可以宽松一些。

3涂覆料

涂覆料是编织袋制品的重要配套材料,它的性能好坏、价格高低也直接影响着编织制品生产企业的市场竞争力和经济效益。

编织袋因丝之间的空隙不利于粉体材料包装,解决办法为内衬塑料袋或在内表面上涂覆一层薄膜,或与牛皮纸直接复合。最初是用聚乙烯热熔后淋在编织好的圆筒袋面上,典型的聚乙烯涂覆料是北京燕山石化公司生产的LDPE 1C7A。由于聚乙烯的熔融温度比较低,与聚丙烯编织物淋膜复合时,温度往往达不到聚丙烯编织物表面熔融的温度,且聚乙烯与聚丙烯的相容性差,因此早期的编织袋内表面复合层与基体层之间的剥离强度不高,需要新型涂覆料担当此任,以聚丙烯为主要成分的涂覆专用料应运而生。新型涂覆料的熔体流动速率至少要求20g/10min以上,以液相本体法聚合的粉料聚丙烯为原料进行可控热降解,由于本体法聚丙烯分子量分布宽,分子量大的聚丙烯分子可在可控热降解过程中较之分子量小的聚丙烯分子更易受到攻击,断链的几率更大,因此可控热降解过程有利于分子量大小的均一,这是以粉料聚丙烯为原料制作涂覆料的附加收获。

纯聚丙烯的涂覆料比较硬,涂在编织袋内面上虽然可使编织袋挺括,但有时显得柔性不够。在涂覆料中加入适量聚乙烯或热塑性弹性体可以有效调节其柔软度。

评价涂覆料好坏可从以下几方面考查:① 加工流动性良好且性能稳定;② 淋膜厚度易调节,薄而均匀;③ 与基布热合性好,剥离强度高;④ 挤出温度要求不过高,挤出速度快。

表1列出北京大正伟业塑料助剂有限公司生产的聚丙烯涂覆专用料的技术性能指标。

4前景展望

塑编行业是塑料加工产业大军中的一支重要方面军,在高速发展的同时注重产品的高性能价格比和功能化,实现技术创新、产品创新是摆在大家面前的艰巨而又光荣的任务。在实现塑编行业持续快速发展的历史长河中,以填充母料为代表的改性塑料产品被塑编行业认可和大量采用,成为两个行业密切联系、互促发展的标志。展望未来塑料改性技术和改性塑料产品进一步服务于塑编行业仍将是促进两个行业双赢的有力举措,同时也希望有实力的塑编企业扩展产业链,根据自己产品的特点,进军改性塑料产品,我们将全力以赴支持塑编企业的新的尝试和努力。我们必须看到我们既面临着诱人的发展机遇,又面临着众多课题和难题。

参考文献

[1]朱男.聚丙烯塑料的应用与改性,中国轻工业出版社,1986:90-94.

[2]康军,刘英俊.粉状聚丙烯耐老化改性,现代塑料加工应用,1995,2:29-31.

[3]刘英俊,刘伯元.塑料填充改性,中国轻工业出版社,1998,176-180.

[4]王永仁.碳酸钙等粉体材料在塑编领域中应用现状与展望,“碳酸钙等粉体材料在塑料中应用论坛”论文资料集,2008,10:63~65.

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