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塑料的成分相(xiàng)當複雜,幾乎所有的注塑加工塑料都是以各種各樣的樹脂為基礎,再加入用來改變其性能的(de)各種添加劑製成的。
(一)樹脂:樹脂是塑料的主要成分,它聯係或膠黏著(zhe)塑料中的其他一(yī)切組成部分,決定注(zhù)塑加工塑料的類型(xíng)和性能(néng)(如熱塑性或熱固性、物理、化學及力學性能等)。塑(sù)料之所以具有可塑性或流動(dòng)性,就是樹脂所賦予的。
(二)填充劑:填充劑又稱填料,它是(shì)塑料中的另一重要的但並非必要的成分。在許多情況下(xià)填充(chōng)劑所起的作用(yòng)並(bìng)不比樹脂小。因(yīn)而,正確(què)地選擇填充劑可以改變塑(sù)料的(de)性能和擴(kuò)大它的使用範圍(wéi)。填充劑既有增量作用又有改性效果。塑料中加入填充劑後(hòu),不僅能(néng)使塑料的成(chéng)本大大降低,而且還能使(shǐ)塑料的性能得到 改變,對注塑加工塑(sù)料的推廣(guǎng)和應用起了作用。例如(rú),酚醛(quán)樹脂中加入木粉後,既克服了它的(de)脆性(xìng),又降低(dī)了成本。聚乙烯(xī)、聚氯乙烯等樹脂中加入鈣質填料後,便成為十分價廉的具有足夠剛(gāng)性和耐熱性(xìng)的鈣塑料(liào)。
聚酰胺(àn)、聚甲醛等(děng)樹脂中加入二(èr)硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯後,使塑料的耐磨性、抗水性、耐熱性、硬度及力學強(qiáng)度等得到的改進(jìn)。用玻璃纖維作為塑料(liào)的填充(chōng)劑,能使注塑加工(gōng)塑料的力(lì)學強(qiáng)度大幅度地提高。有的填充(chōng)劑還可以使塑料具有樹(shù)脂所沒有的(de)性能,如導電性、導磁性、導熱性等。填充劑按其化學性能可(kě)分為無機填料和有機(jī)填料;按其形狀可分為粉(fěn)狀的、纖維狀的和層狀的。粉狀填料有木粉、紙漿(jiāng)、矽藻土、大理石粉、滑(huá)石粉、雲母粉(fěn)、石棉粉、高嶺土、石墨、金屬粉等;纖(xiān)維狀填料有棉花、亞麻、石棉纖維、玻璃纖(xiān)維、碳纖維、硼纖維(wéi)、金屬須等;層狀(zhuàng)填料有紙張、棉布、石(shí)棉布、玻璃布、木片等。
(三)增塑劑:有些樹脂的可塑性很低,柔(róu)軟(ruǎn)性也很(hěn)差,為了降低樹脂的熔融黏度和熔融溫度,改變其成型注塑加(jiā)工性(xìng)能,改進塑料的柔軟性以及(jí)其他各種(zhǒng)必要的性能,通常加入能與樹脂相溶的不易揮發的高沸點有機化合物,這類(lèi)物質稱為增塑劑。樹脂中加入增塑劑後,加(jiā)大了其分子間的距離,因而削弱了大分子間的作用力。這樣便使樹脂分子容(róng)易滑移,從而使塑料能在較(jiào)低的溫度下具有良(liáng)好的可塑性和柔軟性。如聚氯乙烯樹脂中加入鄰苯二甲酸二丁酯,可變為像橡(xiàng)膠一樣的(de)軟塑料。加入增塑劑固然可以使(shǐ)塑料的注(zhù)塑加工(gōng)工藝性(xìng)能和使用性能均得到 改變,但也降低了樹脂的某些性能,如硬度、抗(kàng)拉強度等。因此,添加增(zēng)塑劑要適量。對增塑劑的要求是:與樹脂有良好的相溶性;揮發性小,不易從塑(sù)件中析出;無臭味、無色;對光和熱比較穩定;不(bú)吸濕。常用的增(zēng)塑(sù)劑是液態或低熔點固體有機化合物。其中主(zhǔ)要有甲酸酯類、磷酸酯類(lèi)和氯化(huà)石蠟等。
(四)穩定劑:穩定劑可以提高樹脂在熱、光(guāng)、氧和黴菌等外界因素作用時的穩定性,阻緩塑料變質。許多樹脂在成(chéng)型注塑(sù)加工和使用過程中由於(yú)受上述因素的作用(yòng),性(xìng)能會(huì)變壞。加入少量穩定(dìng)劑可以減緩這種情況的(de)發生。對穩定劑的要求是除(chú)對聚合物的(de)穩定效果好外,還應能耐水、耐油、耐化學藥品,並與樹脂相(xiàng)溶,在注塑加工成(chéng)型過程中不(bú)分解、揮發小、無色。常用(yòng)的穩定(dìng)劑有硬脂酸鹽、鉛的化合物及環氧化合物等。穩定劑可(kě)分熱穩定劑、光穩定劑等。
(五)潤滑劑:為改進注塑加(jiā)工塑料(liào)熔體的流動(dòng)性,減少或避免對設備或模具的摩擦和黏附,以(yǐ)及降低塑件表(biǎo)麵粗(cū)糙度等而(ér)加入的添加劑稱為潤滑劑。常(cháng)用的潤滑劑有硬脂酸及其(qí)鹽類。
(六)著(zhe)色劑:在注塑加工塑料中(zhōng)有時可以用有機顏料、無機顏料和染料(liào)使塑料製件具有各種色彩,以滿足使用上的美觀要求。有些著色劑兼有其他作用,如本色聚甲醛塑料用(yòng)炭黑著色後能在(zài)一定程度上有助於防止光老化;聚(jù)氯乙烯用二鹽基性亞磷酸鉛等(děng)顏料著色後,可避(bì)免紫外線的射(shè)入,對樹脂起(qǐ)屏蔽作(zuò)用,因此,它(tā)們還可以(yǐ)提高注塑加工塑料的穩定性。對(duì)著色劑的一般要求是:性質(zhì)穩定,不易變色(sè),不與其他成分(增塑劑、穩定(dìng)劑等)起化學反應,著色力(lì)強,與樹脂有很好(hǎo)的相溶性。
(七)固化劑:固(gù)化劑又稱(chēng)硬化劑,它的作用在於通過(guò)交聯使樹脂具有體型網狀(zhuàng)結構,成為較堅硬和穩定的注塑加工塑料製件。例如(rú),在酚醛樹脂中加入六亞甲基四胺,在環氧(yǎng)樹脂中(zhōng)加入乙二胺(àn)、順丁(dīng)烯二酸(suān)酐等。塑料的添加劑(jì)除上述幾種外,還有發泡劑、阻燃劑、防靜電劑、導電劑(jì)和導磁劑(jì)等。並非每(měi)一種塑料都要加入全部添加劑,而是根據塑料(liào)注塑加工品種和使用要(yào)求加(jiā)入所需的某(mǒu)些添加劑。另外,塑(sù)料可(kě)以製成“合金”,即把(bǎ)不同種性能的塑料合起來,或者將不同單體通(tōng)過化(huà)學共(gòng)聚(jù)或接枝等(děng)方法結合起(qǐ)來,組成改性品種。例如,ABS塑料(liào)就是由苯乙烯、丁二烯(xī)、丙烯腈組成(chéng),經共聚和混合而製成的三元“合金”或複合物,苯乙烯-氯化聚乙烯(xī)-丙烯腈(ACS)、丁腈-酚醛和聚苯(běn)撐氧(yǎng)-苯乙烯等三元(yuán)或二元複合物都屬於這類塑料(liào)。
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