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什么是改性塑料和改性塑料的意义

   日期:2013-04-24     浏览:1384    评论:0    
核心提示: 塑料改性基本概念 高分子聚合物简称聚合物,可以分勾:天然聚合物和合成聚合物。通常所说的聚合物主要是指合成聚合物。 聚合
  塑料改性基本概念
    高分子聚合物简称聚合物,可以分勾:天然聚合物和合成聚合物。通常所说的聚合物主要是指合成聚合物。
    聚合物根据用途可分为:塑料、合成橡胶和化学纤维三大类,此外还有高分子涂料与粘合剂等。目前世界上塑料、合成橡胶与化学纤维三类聚合物的数量之比大约为65:30:50
    聚合物的改性包括塑料、橡胶及纤维等的改性,本书主要介绍塑料改性的原理、方法及改性效果,原则卜也适用于橡胶和纤维的改性。
    在聚合物中加入各种无饥或有机物质,或将不同种类的聚合物共混,或用化学方法实现聚合物的扩链、接技、交联等,使其制品的成本降低,或成型加工性能或制品使用性能得到改善,或在电、热、光、磁、阻燃等方面具有独特功能,统称为聚合物改性。
    近几十年来人类已成功地合成了上万种高分子聚合物,具有实用意义的仅数百种,投入大规模工业生产的约数十种。其中用j‘塑料制品生产的主要有:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、氨基树脂、酚醛树脂、聚酯、尼九,还有一些工程塑料如:聚甲醛、聚苯醚、聚砜、聚酰亚等。现代社会对塑料材料提出了广泛而又多功能的要求,如:要求性能好而价格低廉;既耐高温又易加工成型;既具有较好的刚性又具有较好的抗冲击性能等。单一的聚合物很难同时满足多样化、高品质的要求,而聚合物的改性技术则把种类有限的单一高聚物演变成为成千上万种新型材料,从而满足不同领域,不同层次和不同方面的需求,大大扩大了聚合物的应用领域,为现代科学技术及人类生活做出了有益的贡献。
    塑料改性可分为化学改性与物理改性。化学改性是指在聚合物分子链上通过化学方法进行嵌段共聚、接枝共聚、交联与降解等反应,或者引入新的官能团而形成功能性高分子。物理改性原则上不发生化学反应,主要是物理混合过程。有时在物理改性过程中也伴随有化学反应的发生。物理改性可分为:填充改性和共混改性。在塑料加工行业中应用最多的是填充改性与共混改性。近些年来,随着改性技术的进步与发展,化学改性也愈来愈受到人们的重视。
1.3  塑料改性在塑料工业中的地位
    塑料改性在塑料工业中的地位日益提高,主要原因如下:
    ①塑料改性是降低塑料制品成本,提高企业效益的最有效途径。例如:用纯聚丙烯制打包带,会因其表面过干光滑,不易打结。同时产品的成本高,功能过剩,其拉伸断裂强度可达50MPa.实际应用时强度只需10—15MPao如果填充碳酸钙改性,填充量为1.1,制成的打包带纹路清晰,易打结,成本降低30%以上,拉伸断裂强度完全可以满足使用要求;
    ②塑料改性是获得具有独特功能的新型高分子材料的最佳途径。
    要研制一种具有特殊功能的高分子材料,通常是耗时多和需要较多投资的,有些甚至是难以实现的。但通过几种具有不同性能的材料共混和填充改性,就可以制成多功能的高分子材料,满足多种用途的需求。这种研制方法不仅成本低,而且容易。
    近年来研制成的液晶高分子具有优良的物理力学性能和化学性能。在高温下它能保持高强度和高弹性模量,具有远高于一股丁程塑料的热变形温度,极低的熔体粘度,极好的尺寸稳定性,极强的耐化学腐蚀性,极优的电学性能和耐辐射性能等。液晶高分子可用作塑料改性的增强剂。这种新技术称为原位复合技术,是近20多年发展起来的,是魍料改性技术的一个重大进展。,传统的填充和共混改性所用的原材料是事先制成的,而原位复合技术中用作增强剂的液晶高分子是在共混挤出过程中形成的。
    目前我国不宜再重复引进国外的各种塑料加工设备,以免造成更多的设备闲置和浪费,而应当努力开发塑料改性的新技术和新产品,调整行业产品的结构,提高企业的效益,满足国内各领域的需求,并进一步走向国际市场.
1.4我国塑料改性技术的发展状况
    由于社会的需求和市场的竞争压力,目前塑料改性的技术已广泛用于我国塑料制品的加工和生产,但许多企业中的技术力量都比较薄弱,我国的塑料改性技术的整体发展水平仍然较低。近些年来关于塑料改性的理论研究和技术开发已成为我国各高等院校和研究院所从事塑料研究的科技人员比较热衷的课题。
    自1987年中国塑料工程学会塑料改性专业委员会举办第一届塑料改性技术及应用学术报告会以来,到1999年8月在兰州举办的学术报告会,共举办了十二届。每次学术报告会上学者云集,其论文的学术水平之高、数量之多,涉及领域之广,是在塑料行业及相关领域中都是罕见的。在1990年举办的中国塑料工程学会成立十周年纪念征文评奖活动中,全国共应征论文254篇,其中有关塑料改性的综述、研究成果、加工设备、标准测试等方面的论文就有1 14篇,占全部论文总数45%以上,这充分显示出塑料工业战线科技人员对塑料改性关心和热衷的程度,以及从事这一领域科技人员的实力。
    尽管我国改革开放以来塑料改性工作取得了惊人的成绩,而且在某些方面具有较高的水平,但仍然还存在着一些不足之处,与国外发达国家相比,还有较大差距,具体表现如下:
    第一,我国对PP、PE、PVC等通用塑料进行改性的研究较多,对工程塑料改性和新材料的研究开发不够。这一点可以通过学术会议发表论文数量上进行比较。例如:1991年在喀山召开的第二届俄罗斯高分子共混学术国际会议上发表的论文共194篇,其中关于PE、PP的仅有1 5篇,PVC 14篇,关于工程塑料和新材料的砑究论文多达160多篇。而我国1993年召开的第4届塑料改性技术及应用学术报告会上发表的78篇论文中涉及到PP、PE、PVC改性的论文多达40篇,占总数一半以.而涉及到工程塑料和其它塑料的论文还不到10篇。
    第二,我国对用于塑料改性的助剂、添加剂的研究比较少,没有给予足够的重视。至今我国需要的许多具有优异性能的塑料改性用的助剂都依赖进口o追究其原因,一方面舍不得在这方面投资,另一方面是缺乏技术人才。熟悉助剂性能的科技人员因不熟悉塑料改性无法与塑料加工很好的结合起来。例如可以用石墨改善聚丙烯的导热性,制成耐腐蚀的热交换器。这方面的研究工作在我国已进行了多年,均未获得成功。石墨填充量低时,导热性能改善不明显,高于40%其导热性提高了,材料的强度却大大下降,加工性能也不好。如果能以石墨为核,通过原位聚合技术在石墨核的表面上包覆一层聚丙烯,再填充到聚丙烯内小但能使材料具有良好的加工性能,而且拉伸强度和抗压强度均能保持不变,导热系数也可以显著提高。石墨只需含20%时就相当于原来填充40%普通石墨的效果。遗憾的是这种包覆型石墨至今国内还不能生产。
    第三,科研成果不能及时转化为生产力。任何一种新材料的问世或一项新技术的出现,都要经受应用的多方面考验,需要人们逐步认识和接受。在当前市场经济的大潮中,如果新的科研成果不能在短期内给投资者带来明显的经济效益,即使它有特色,会在未来获得效益,通常它也会受到冷落。人们不愿承担推广新的研究成果的风险。目前我们的国家还没有一种有效的机制,能把好的研究成果及时推向社会。这一问题已受到许多有识之士的重视,为了真正实现好的科研成果及时转化为生产力,我们任重而道远。
    为了推动我国塑料工业的更迅速的发展,使我国的塑料改性技术赶上或超过世界先进水平,系统地学习和掌握有关塑料改性的基本理论和基本技能是十分必要的。
 
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