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      塑料配方设计原则

      2009-08-06  

    塑料配方设计有以下注意事项:①制品的使用功能;②加工性能;③加工及使用时的环保问题;④成本等。总之,配方工作者一般是在考虑制品的物理机械性能、加工性能和成本三者平衡
    的前提下进行配方设计的。设计的重点是如何保持制品的使用性能及加工性能的平衡,所以说塑料配方设计不仅是一门科学,而且也包含运用成功经验的技巧。
    塑料制品使用性能应包括其本身的力学性能和使用时的特殊性能要求。塑料制品的性能要求一般包括拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、压缩强度、耐热性、电绝缘性、耐化学性、透明性、气密性等。各种制品的使用要求不同,需要的性能亦异。以HDPE 瓶而言,装油需要耐油性;装碳酸饮料需要具有阻隔性;装光敏性药品时要有遮光性。以PP 注射椅子为例,在北方需要低温抗冲击性强;用于矿井下,需要防静电、阻燃性。以聚四氟乙烯为例,用作活塞环、轴承、轴瓦、滑块、密封环等机械零件时,需要具有低的摩擦系数和自润滑性;用作绝缘材料时,需要其不受温度、湿度和频率的影响,具有优异的电绝缘性;用作防腐材料时,需要有优异的化学稳定性。以聚苯硫醚为例,用作排气处理装置零件、不粘锅、散热器零件和配油器零件时,需要耐热耐油;用作汽车刹车零件、离合器和机械中的齿轮时,需要有较高的刚性和抗蠕变性。再以改性聚酰亚胺为例,用作交通运输包装时,需要耐水性和阻燃性好;用作航空航天工业的高温管和高温涂层时,需要有耐高温、耐湿热和耐辐射性能。
    配方设计时需考虑加工性能。例如纯的PVC无法塑化加工,必须加入增塑剂、稳定剂等助剂。加入增塑剂,可以削弱分子间的作用力,增加分子间的移动性,从而降低玻璃化转变温度使熔融加工温度降低,低于PVC 的分解温度。加入热稳定剂,可以抑制PVC 脱HCl 反应,提高PVC 热分解温度,使之高于PVC 的熔融加工温度。又如PVC 薄膜的制造中,吹塑法常选用内润滑剂,压延法则选用外润滑剂。


    配方设计需适应环保要求。一般塑料制品着重评价其使用寿命。实际上应从原材料的生产、加工、物质流通、使用乃至废弃整个过程来全面考虑。延长制品使用寿命对节省资源和节约能源有利,对废弃物的再利用和原材料的安全性也需重视。
    在配方设计时,除了保证产品能够顺利加工和满足产品标准要求以外,还必须最大限度降低产品的成本。因此,要充分了解原材料的性能价格比以及相互间的作用与禁忌事项,运用先进的科学实验方法选择最佳的性价比。当可以替代使用时,尽量使用来源广、采购方便、成本低的助剂。降低生产成本要考虑包括原材料成本和加工成本在内的总成本。例如,添加能改善加工性能的助剂虽然提高了原材料成本,但能大幅度降低加工成本,那么也就能降低总成本。
    配方设计还包括产品设计、生产工艺设计等在内的产品开发。因此,在深入理解配方设计在整个开发过程中的重要性的基础上,还必要考虑其他的相关因素。有了这些基本的原则作指导,我们在进行配方设计时就能做到全面考虑,综合运用。

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