陈跃华(天津市涉外工业中等职业学校,天津 300000)
摘要:改性塑料在日常生活中有着广泛的应用。本文浅述了改性塑料的发展历史及其在我国的研究现状。简单介绍了塑料常用的几种改性方法以及有关改性塑料技术的研究的新进展。
关键词:改性塑料;应用趋势;改进技术;塑料
1、改性塑料的发展历史
普通的塑料在工程应用中有着广泛的应用,但是为了扩大塑料在实际当中的应用范围,人们在普通塑料上进行加工改性,使改性之后的塑料具有阻燃性高、韧性好、易加工等特点。以合成树脂为基,在树脂中添加能够改善树脂力、电、磁、光等特性的添加剂,通过合金化、填充等加工手段就能得到外观均一的改性塑料。早在二十世纪五十年代的时候西方有不少国家就已经对玻璃纤维增强 PA有过深入的研究,随着 PA66 的诞生,让更多的研究单位投入到这一领域当中,相继开发了不同性质的改性 PA,例如:增塑 PA 和阻燃 PA。
我国塑料行业起步较晚,在 20 世纪 60 年代末我国第一台能够生产合成树脂的工业机器才开始投产,当时改性塑料技术尚未引进,仍处于空白阶段。一直到改革开放之后,塑料加工行业开始进入正轨飞速发展的时候改性塑料技术也开始出现了萌芽。但是当时的技术远远落后于发达国家。美、欧、日、荷都相继开发出了改性 PA,但我国在这一方面仍属于技术空白阶段。一直到 21 世纪,随着经济的发展,国家也开始重视塑料行业的发展,尤其是在这一时段家电、汽车数量激增,消费者对产品提出了更高的要求,再加上航天事业不断地发展,促进了改性塑料行业不断地进步。到现在我国的改性塑料技术已经有了很大的提升,无论从资金还是设备方面都有一个长足的进步,甚至部分改性技术已经站在了世界前列。
2 改性塑料的新兴技术和应用
从改性塑料技术诞生至今,改性塑料因为其稳定的性能被广泛应用于汽车、电器、航天和新能源等领域。改性塑料的制备技术可以说是比较成熟的,目前加入添加剂仍是制造改性塑料的主流手段。一般来说常见的改性技术有以下八种:
2.1 纤维增强技术
普通塑料的力学性能差易断,研究人员发现添加长纤维可以增加其强度,获得高力学性能的改性塑料。常见的长纤维添加剂有:镁盐晶须、玻璃纤维。制作出来的改性塑料强度高,密度小,而且价格低廉,目前已经广泛应用于汽车行业之中,不少车身零件都是采用这种长纤维增强后的改性塑料制作的。
2.2 矿物质增韧技术
通过向普通塑料中增添部分矿物质能够在很大程度上提高其韧性,改善其抗冲击能力,使得普通塑料在受力时,收缩率下降。常见的矿物添加剂有:滑石粉、云母粉等等。经过增韧加工的改性塑料一般应用于家用电器中。
2.3 化学改性
聚合物的主链与单体发生共聚反应也是一种常见的高聚物改性手段。常见的添加剂有:钛酸酯、铝酸酯等。
2.4 通用塑料加工手段
用这种方法加工出来的改性塑料已经广泛应用于各个制造业中,创造了巨大的经济效益。
2.5 纳米改性技术
是将塑料和不同的添加剂在纳米尺度下进行加工,从而创造出不同以往普通塑料的物理特性。
2.6 阻燃改进技术
添加不同的阻燃剂,让塑料具有优异的阻燃性能和稳定性,并且提高其力学性能。常见的阻燃添加剂有 6 种。
2.7 缺陷改性技术
通过添加玻璃纤维改善塑料中的缺陷,提高其加工性能和阻燃性能。
2.8 多种添加剂混合改性技术
通过在一种普通塑料中加入几种特性不同的添加剂,从而综合提高普通塑料的各方面性能。随着改性塑料技术的发展,人们对塑料的应用范围有了更为广泛的要求,这就要求研究人员不断开发新的改性塑料。近些年,我们也可以看到不断的有新的改性塑料问世,总的来说新的改性塑料一般来自于以下 4 点:
①通过液晶聚合物对普通塑料进行改性:液晶聚合物有着优良的物理和化学性能,根据不同液晶聚合物的性能可以对普通塑料的对应物理或化学性能进行调节。目前这一手段仍处于实验室阶段,是一种较为新兴的技术;
②研究新型相容剂:相容剂是添加剂和塑料之间的桥梁,因此相容剂的好坏直接决定了改性是否成功。近些年来不少性能优异的相容剂都相继被推出;
③高分子复合技术:将线性高分子作为分散相,加入少量的棒状高分子,从而提高其力学性能。目前这一技术已经开始进入批量生产的阶段;
④反应挤出技术:将马来酸酐与各种物质需要填加的物质进行结合,使其酸酐化,促进其反应的进行。还有一些其他关于改性塑料的研究,比如说以塑代钢、以塑代木等等。这些关于改性塑料的研究不断推动着经济的发展,提高着人们的生活质量,同时也为环境保护做出了不少贡献。虽然我国现在部分改性塑料技术已经走在国际前段,但仍有很多问题制得去探讨去研究。
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文章发表于《中国化工贸易》2018年2月,转载仅为科学普及和知识分享。