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木塑材料添加劑詳解

日期:2012年8月28日 09:23

  添加劑:由于木粉具有較強的吸水性,且極性很強,而熱塑性塑料多數為非極性的,具有疏水性,所以兩者之間的相容性較差,界面的粘結力很小,常需使用適當的添加劑來改性聚合物和木粉的表面,以提高木粉與樹脂之間的界面親和能力。而且,高填充量木粉在熔融的熱塑性塑料中分散效果差,常以某種聚集狀態的形式存在,使得熔體流動性差,擠出成型加工困難,需加入表面處理劑來改善流動性以利于擠出成型。同時,塑料基體也需要加入各種助劑來改善其加工性能及其成品的使用性能,提高木粉和聚合物之間的結合力和復合材料的機械性能。常用的添加劑包括如下幾類:

  偶聯劑 能使塑料與木粉表面之間產生強的界面結合;同時能降低木粉的吸水性,提高木粉與塑料的相容性及分散性,所以復合材料的力學性能明顯提高。常用的偶聯劑主要有:異氰酸鹽、過氧化異丙苯、鋁酸酯、酞酸酯類、硅烷偶聯劑、馬來酸酐改性聚丙劑(MAN-g-PP)、乙烯-丙烯酸酯(EAA)。一般偶聯劑的添加量為木粉添加量的1wt%~8wt%,如硅烷偶聯劑可以提高塑料與木粉的粘結力,改善木粉的分散性,減少吸水性,而用堿性處理木粉只能改善木粉的分散性,不能改善木粉的吸水性及其與塑料的粘結性。需注意的是馬來酸鹽偶聯劑與硬脂酸鹽潤滑劑會發生相斥的反應,一起使用時導致產品質量和產量降低。

  增塑劑 對于一些玻璃化溫度和熔融流動粘度較高的樹脂如硬度PVC,與木粉進行復合時加工困難,常常需要添加增塑劑來改善其加工性能。增塑劑分子結構中含有極性和非極性兩種基因,在高溫剪切作用下,它能進入聚合物分子鏈中,通過極性基因互相吸引形成均勻穩定體系,而它較長的非極性分子的插入減弱了聚合物分子的相互吸引,從而使加工容易進行。在木塑復合材料中常要加入的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯(DOS)等。如在PVC木粉復合材料中,加入增塑劑DOP可以降低加工溫度,減少木粉分解和發煙,改善隨著增劑DOP含量的增加,復合材料的拉伸強度下降而斷裂伸長率增加。

  潤滑劑 木塑復合材料常常需要加入潤滑劑來改善熔體的流動性和擠出制品的表面質量,所使用的潤滑劑分為內潤滑劑和外潤滑劑。內潤滑劑的選擇與所用的基體樹脂有關,它必須與樹脂在高溫下具有很好的相容性,并產生一定的增塑作用,降低樹脂內分子間的內聚能,削弱分子間的相互摩擦,以達到降低樹脂熔融粘度、改善熔融流動性的目的。外潤滑劑在塑料成型加工中實際上起了樹脂與木粉之間界面潤滑的作用,其主要功能是促進樹脂粒子的滑動。通常一種潤滑劑往往兼備內、外兩種潤滑性能。潤滑劑對模具、料筒、螺桿的使用壽命,擠出機的生產能力,生產過程中的能耗,制品表面的光潔度及型材的低溫沖擊性能都有一定的影響。常用的潤滑劑有:硬膽酸鋅、乙撐雙脂肪酸酰胺、聚酯蠟、硬脂酸、硬脂酸鉛、聚乙烯蠟、石蠟、氧化聚乙烯蠟等。

  著色劑 在木塑復合材料使用過程中,木粉中的可溶劑物質易遷移到產品表面,使產品脫色,并最終變成灰色,不同產品在一定使用環境下,還會產生黑斑或銹斑。所以,著色劑在木塑復合材料生產中也有著較為廣泛的應用。它能使制品有均勻穩定的顏色,且脫色慢。

  發泡劑 木塑復合材料具有很多優點,但由于樹脂與木粉的復合,使其延展性和耐沖擊性降低,材料脆,密度也比傳統木制品大近2倍,限制了它的廣泛使用。而經發泡后的木塑復合材料由于存在良好的泡孔結構,可鈍化裂紋尖端并有效阻止裂紋的擴張,從而顯著提高了材料的抗沖擊性能和延展性,且大大降低了制品的密度。發泡劑種類很多,常用的主要有兩種:吸熱型發泡劑(如碳酸氫鈉NaHCO3)和放熱型發泡劑(偶氮二甲酰胺AC),其熱分解行為不同,對聚合物熔體的粘彈性和發泡形態有著不同的影響,因而要根據制品的使用要求選擇適當的發泡劑。

  紫外線穩定劑及其它 紫外線穩定劑的應用也隨著人們對木塑復合材料質量和耐用性要求的提高得到迅速發展。它能使復合材料中聚合物不發生降解或力學性能下降。常用的有受阻胺類光穩定劑和紫外線吸收劑。另外,為了使復合材料能保持良好的外觀和完美的性能,常常需要加入防菌劑,防菌劑的選擇要考慮木粉的種類、添加量、復合材料使用環境中的菌類、產品的含水量等多種因素。如硼酸鋅可以防腐但不能防藻類。

所屬類別: 木塑知識

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