A műanyag adalékanyagok kiválasztásának kulcsfontosságú pontjai a legátfogóbb értelmezések, amiket valaha láttam.

Gyanta kiválasztása

(1) Műanyag részecskék fajtáinak kiválasztása
A műanyag részecskéket a módosítási célhoz legközelebb álló teljesítmény alapján kell kiválasztani. Ennek az az előnye, hogy az adalékanyagok mennyisége megtakarítható, ezáltal csökkentve a termelési költségeket és a folyamatfolyamatot.
A leggyakoribb példa: Ha kopásálló, módosított műanyagrészecskéket (gyantákat) szeretne kapni, először a három fő kopásálló gyanta közül kell választania: PA, POM, UHMWPE; átlátszó módosításhoz a gyantának először a három fő átlátszó gyanta közül kell választania: PS, PMMA, PC.

(2) A gyanta folyékonyságának kiválasztása
A készítményben található különféle lágyított anyagok viszkozitásának közel kell lennie egymáshoz a feldolgozás folyékonyságának biztosítása érdekében. A nagyon eltérő viszkozitású anyagokhoz átmeneti anyagot kell hozzáadni a viszkozitási gradiens csökkentése érdekében.
(3) A műanyagokat nagy folyékonyságú műanyagokra, alacsony folyékonyságú műanyagokra és illikvid műanyagokra osztják.

Részletek az alábbiak szerint:
Nagy folyékonyságú műanyagok– PS, HIPS, ABS, PE, PP, PA stb.
Alacsony folyású műanyagok – PC, MPPO, PPS stb.

Mozdíthatatlan műanyagok – PTFE, UHMWPE, PPO stb.

A különböző feldolgozási módszerek eltérő folyékonyságot igényelnek, ezért a minőségeket fröccsöntési, extrudálási, fúvásos, kalanderezési stb. minőségre osztják.
A különböző módosítási célok eltérő folyékonyságot igényelnek, például a nagy mennyiségű töltés jó folyékonyságot igényel.

(4) A gyanta szelektivitása az adalékanyagokkal szemben
A PPS nem adhat hozzá ólmot és réz adalékanyagokat, a PC pedig nem használhat antimon-trioxidot, mivel ezek depolimerizációhoz vezethetnek. Ugyanakkor a segédanyag savasságának és lúgosságának meg kell egyeznie a gyanta savasságával és lúgosságával, különben reakció lép fel a kettő között.

Segédanyagok kiválasztása

(1) Az adalékanyagokat az elérendő célnak megfelelően kell kiválasztani

Az adalékanyagok specifikus kiválasztási tartománya a következő:
Edzés – válasszon elasztomereket, hőre lágyuló elasztomereket és merev edzőanyagokat.

Erősítés – Válasszon üvegszálak, szénszálak, tűszálak és szerves szálak közül.
Lánggátló – bróm (általános bróm és környezetbarát bróm), foszfor, nitrogén, nitrogén/foszfor kompozit intumeszkáló égésgátló, antimon-trioxid, hidratált fém-hidroxid.

Antisztatikus – mindenféle antisztatikus szer.
Vezetőképes – szén (korom, grafit, szénszál, szén nanocső), fémszál és fémpor, fém-oxid.
Mágnesesség – A ferrit mágneses por és a ritkaföldfém mágneses por közé tartozik a szamárium-kobalt (SmCo5 vagy Sm2Co17), a neodímium-vas-bór (NdFeB), a szamárium-vas-nitrogén (SmFeN) és az AlNiCo mágneses por.
Hővezető képesség – fémszálak és fémporok, fém-oxidok, nitridek és karbidok; szén alapú anyagok, például korom, szénszálak, grafit és szén nanocsövek; félvezető anyagok, például szilícium és bór.
Hőállóság – üvegszálak, szervetlen töltőanyagok, hőálló anyagok, például szubsztituált maleimidek és β-kristályos nukleálószerek.
Átlátszó – nukleálószer, PP esetén a Millad 3988 szorbitol sorozatú α-kristályos nukleálószer rendelkezik a legjobb hatással.
Kopásállóság – grafit, molibdén-diszulfid, rézpor stb.
Szigetelés – Kalcinált kaolin.
Gát – csillám, montmorillonit, kvarc stb.

(2) Az adalékanyagok szelektívek a gyantára nézve

A vörösfoszforos égésgátló hatékony PA, PBT és PET esetén; a nitrogénes égésgátló hatékony oxigéntartalmú típusoknál, például PA, PBT és PET esetén; a nukleálószer jó hatással van a kopolimerizált polipropilénre; az üvegszálas hőálló módosítás hatékony a kristályosodásban. Jó hatással van a kristályos műanyagokra, de gyenge hatással van az amorf műanyagokra; a korommal töltött vezetőképes műanyagok jó hatással vannak a kristályos gyantákra.

(3) Adalékanyagok felületkezelése

Az adalékanyag és a gyanta közötti kompatibilitásnak jónak kell lennie, hogy biztosítsa az adalékanyag és a gyanta diszpergálását a várt szerkezetnek megfelelően, a tervezési indikátorok teljesülését, a hatás tartósságát az élettartamon belül, valamint az extrakcióval, migrációval és kicsapódással szembeni ellenállást. Például a legtöbb készítmény megköveteli, hogy az adalékanyagok egyenletesen legyenek diszpergálva a gyantában, míg a záróformulák esetében az adalékanyagoknak rétegekben kell eloszlaniuk a gyantában. Néhány adalékanyag, például a felületaktív anyagok mellett a gyantával való jó kompatibilitás kulcsfontosságú a hatékonyság kifejtéséhez és az adagolási mennyiség növeléséhez. Ezért meg kell próbálnunk javítani vagy fokozni a kompatibilitását, például kompatibilizálószer vagy kapcsolószer használatával a felületaktivációs kezeléshez.
Miután az összes szervetlen adalékanyag felületét kezelték, a módosító hatás javul. Különösen a töltőanyagok a legnyilvánvalóbbak, de más anyagok közé tartoznak az üvegszálak és a szervetlen égésgátlók.
A felületkezelés főként kapcsolószereken és kompatibilizálószereken, például szilánokon, titanátokon és aluminátokon alapul, a kompatibilizálószerek pedig gyantáknak megfelelő maleinsavanhidriddel oltott polimerek.

Az adalékanyagok ésszerű adagolása

(1) Minél több adalékanyagot adunk hozzá, annál jobb
Pontosabban, például égésgátló, edzőanyag, mágneses por, gátló stb., minél nagyobb mennyiséget adnak hozzá, annál jobb.
(2) Néhány adalékanyag a legjobb ár-érték arányú
Például vezetőképes adalékanyagokat lehet kialakítani az elektromos út kialakítása után, és ezek hozzáadása nincs hatással; egy másik példa egy kapcsolószer, amelyet a felületre lehet felvinni, és ez haszontalan; egy másik példa egy antisztatikus szer, amelyet a termék felületén lehet kialakítani egy töltéskisülési réteg kialakításához.

Az adalékanyagok és más összetevők közötti kapcsolat

1. Szinergia
A szinergia azt jelenti, hogy két vagy több adalékanyag hatása egy műanyagkészítményben nagyobb, mint az egyes adalékanyagok átlagos hatása.

(1) Az öregedésgátló formulában a specifikus szinergikus hatások a következők:
Kétféle fenolos antioxidáns, amelyek eltérő szterikus gátlással rendelkeznek a hidroxil-orto-szubsztituensek tekintetében, szinergikus hatást fejtenek ki együttes alkalmazás esetén;
A tipikus BASF antioxidánsok, a 1010-es és 168-as jelzésűek primer, illetve szekunder antitestként működnek.
(2) Az égésgátló készítményekben számos példa található a szinergiára, főként a következők:
A halogén/antimon kompozit égésgátló rendszerben a halogén égésgátló reakcióba léphet az Sb₂O₃-mal, SbX₃-at képezve, az SbX₃ pedig izolálhatja az oxigént, ezáltal növelve az égésgátló hatást.

2. Konfrontáció

Az antagonista hatás azt jelenti, hogy két vagy több adalékanyag együttes hozzáadása a műanyagkészítményben alacsonyabb, mint az egyes adalékanyagok átlagos értéke.
(1) Az öregedésgátló műanyagok formulázásában számos példa található az antagonizmusra, főként a következőket foglalják magukban:
A HALS fénystabilizátorokat nem alkalmazzák tioéter segédantioxidánsokkal kombinálva, mivel a tioéterek savas komponensei gátolják a HALS fénystabilizátorként való alkalmazását.

(2) Az égésgátló műanyagok formulázásában is vannak példák az antagonizmusra, főként a következőket foglalják magukban:
A halogén alapú égésgátlók és a szilikon égésgátlók kombinációja csökkenti az égésgátló hatást; a vörösfoszfor alapú égésgátlók és a szilikon égésgátlók kombinációja szintén antagonisztikus hatású.

A készítmény összetevőit egyenletesen kell összekeverni

(1) Néhány komponenst részletekben kell hozzáadni
Túl sok töltőanyagot tartalmazó készítmények esetén a legjobb, ha a töltőanyagot két részletben adagoljuk. Először az adagolótölcsérbe, másodszor pedig a középső oldali adagolónyílásba. Ha a PE 150 rész alumínium-hidroxid halogénmentes égésgátló formulát ad hozzá, azt két részletben kell hozzáadni, különben nem granulálható.
A töltőanyag kapcsolószeres kezeléséhez általában háromszor kell permetezni az egyenletes diszperzió és a jó kapcsolási hatás elérése érdekében.

(2) Ésszerűen állítsa be az etetési sorrendet
A PVC vagy töltőanyag-mesterkeverék előállításánál nagyon fontos a különböző anyagok hozzáadásának sorrendje. A töltőanyag-mesterkeverék előállításánál először a töltőanyagot kell hozzáadni, és a benne lévő vizet keverés és melegítés után el lehet távolítani, ami előnyös a későbbi kapcsolási kezelés szempontjából. A PVC előállításánál a külső kenőanyagot csak később kell hozzáadni, hogy ne befolyásolja a többi anyag egyenletes keverését.

A készítmény negatív hatásai más tulajdonságokra

A tervezett formulának nem szabad minimális mértékben rontania vagy befolyásolnia a gyanta alapvető fizikai és mechanikai tulajdonságait, legalább meg kell őriznie az eredeti tulajdonságokat, és lehetőleg javítania kell az eredeti gyanta egyes tulajdonságait. De az objektív tény az, hogy mindennek két oldala van. Amikor az egyik teljesítmény javul, más teljesítmények csökkenhetnek. Ezért a formula tervezésekor azt átfogóan kell figyelembe venni, és a többi tulajdonságot a lehető legnagyobb mértékben nem szabad befolyásolni. Például a magas töltőanyag-tartalmú formula nagy hatással van a kompozit anyag mechanikai tulajdonságaira és feldolgozási tulajdonságaira, az ütésállóság és a szakítószilárdság jelentősen csökken, és a feldolgozási folyékonyság romlik. Ha a terméknek speciális követelményei vannak a kompozit anyag mechanikai tulajdonságaival szemben, akkor a formulában speciális kompenzációt kell végezni, például elasztomer anyag hozzáadásával az ütésállóság kompenzálására, és kenőanyag hozzáadásával a feldolgozási teljesítmény javítása érdekében.

Íme néhány olyan ingatlan, amelyet gyakran érint a probléma.

(1) Hatás

A legtöbb szervetlen anyag és néhány szerves anyag csökkenti a készítmény ütésállóságát. Az ütési szilárdság kompenzálására elasztomer hozzáadására van szükség a készítmény tervezésekor. Ilyen például a PP/talkum/POE készítmény a töltőrendszerben, és az ABS/dekabróm/antimon-trioxid/szívósítószer készítmény a lángálló rendszerben.

(2) Átláthatóság

A legtöbb szervetlen anyag hatással van az átlátszóságra. A gyantához hasonló törésmutatójú szervetlen anyag kiválasztása kevésbé befolyásolja az átlátszóságot. Az utóbbi időben az átlátszó töltőanyag-mesterkeverék népszerűbb, főként a HDPE műanyag zacskókhoz, speciális talkumfajták hozzáadása csekély hatással van az átlátszóságra, de nem teljesen semmilyen hatással.
A szerves anyagok, mint például a PVC keményítése, szintén hatással vannak az átlátszóságra, csak az MBS nem befolyásolja az átlátszóságot, míg a CPE, az EVA és az ACR mind hatással vannak az átlátszóságára.
Szervetlen égésgátló anyagokban a kolloid antimon-pentoxid nem befolyásolja az átlátszóságot.

(3) Szín

A receptúra ​​tervezésekor figyelni kell az adalékanyagok színére és elszíneződésére. Egyes adalékanyagok nagyon sötét színűek, ami befolyásolja a termék színét, és nehéz a világos színű termékeket feldolgozni. Ha a korom fekete, csak sötét termékek dolgozhatók fel; mások, mint például a grafit, a vörös foszfor, a molibdén-diszulfid, a fémpor és az ipari salak, saját színnel rendelkeznek, ezért figyeljünk oda a kiválasztásukra. Vannak olyan adalékanyagok is, amelyek fehérek, de a feldolgozás során a magas hőmérsékleten fellépő reakció miatt elszíneződnek. Például maga a wollastonit fehér, de gyantába töltés után világosszürkévé válik.

(4) Egyéb tulajdonságok

A műanyagok hővezető képességének módosítása általában fém és szén hővezető képességet biztosító szerek hozzáadásával történik, de ezek a hővezető képességet biztosító szerek egyben vezetőképesek is, amelyek javíthatják az elektromos vezetőképességet, miközben javítják a hővezető képességet, ezáltal befolyásolva a szigetelést. A hővezetést számos szigetelést igénylő anyagban alkalmazzák, például áramköri lapokban, csatlakozókban, csomagolóanyagokban stb. Emiatt a hő szigetelése és vezetése érdekében nem lehet vezetőképes hővezető anyagokat hozzáadni, hanem csak szigetelő hővezető anyagokat, például kerámia fém-oxidokat.

A készítménynek megmunkálhatónak kell lennie

A receptúrának biztosítania kell a megfelelő megmunkálhatóságot, hogy biztosítsa a termék formázhatóságát, és ne legyen káros hatással a feldolgozó berendezésekre és a felhasználási környezetre. A kompozit anyagban lévő adalékanyagok hőállósága jobb, és a feldolgozási hőmérsékleten nem következik be párolgás és bomlás (kivéve a térhálósító szereket, iniciátorokat és habképző anyagokat); az adalékanyagok hozzáadása csekély hatással van a gyanta eredeti feldolgozási tulajdonságaira; a hozzáadott segédanyag kopásának és korróziójának a berendezéshez a lehető legkisebbnek kell lennie, és a feldolgozás során nem szabad mérgező gázokat felszabadítani, amelyek károsíthatják a feldolgozó személyzet egészségét.

(1) Likviditás

A legtöbb szervetlen töltőanyag befolyásolja a feldolgozhatóságot. Ha a hozzáadott mennyiség nagy, akkor feldolgozási módosítókat kell hozzáadni az elveszett folyékonyság kompenzálására, például kenőanyagokat.
A szerves adalékanyagok általában elősegítik a feldolgozhatóságot, például a dekabróm-difenil-éter és a tetrabróm-biszfenol A égésgátlói elősegíthetik a feldolgozás folyékonyságát, különösen a tetrabróm-biszfenol A hatása nyilvánvalóbb.
Az általános módosított formulának megfelelő mennyiségű kenőanyagot kell hozzáadnia.

(2) Hőállóság

Győződjön meg arról, hogy az adalékanyagok nem bomlanak le a feldolgozás során, kivéve a habképző anyagot, az iniciátort és a térhálósító szert, amelyeket funkcionális követelmények miatt le kell bomlania. Vegye figyelembe a következőket is:
Az alumínium-hidroxid alacsony bomlási hőmérséklete miatt nem alkalmas PP-ben való felhasználásra, de csak PE-ben használható.
A tetrabróm-biszfenol A alacsony bomlási hőmérséklete miatt nem alkalmas ABS égésgátlására.

A legtöbb szerves festék alacsony bomlási hőmérsékletű, és nem alkalmasak magas hőmérsékleten feldolgozott műszaki műanyagokhoz.
A fűszerek bomlási hőmérséklete alacsony, általában 150 ℃ alatt van, és csak alacsony feldolgozási hőmérsékletű gyanták, például EVA használhatók hordozóként.
A módosított műanyagkészítményekhez antioxidánsokat kell hozzáadni a feldolgozás során fellépő erős nyíróhatás miatt, hogy megakadályozzák a termikus bomlást és a nyersanyagok sárgulását.

A műanyag összetétel-összetevők környezetbarát jellege

A konkrét követelmények az, hogy a készítményben található mindenféle adalékanyag ártalmatlan legyen a kezelőre, a berendezésre, a felhasználóra és a környezetre nézve ártalmatlan. A múltban a környezetvédelmi követelmények köre szűk volt, és csak az volt szükséges, hogy az emberi testtel érintkezve ne legyen mérgező az élelmiszerekre, gyógyszerekre stb. Most a követelmények magasabbak, és az emberi testtel való közvetett érintkezés nem elegendő. Nem szennyezheti a környezetet, például a talajt, a vizet és a légkört.