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塑料(liào)的成(chéng)分相當複雜,幾乎所(suǒ)有的注塑加工塑料(liào)都是以各種各樣的樹脂為基礎,再加入用來改變其性能的各種添加劑製成的。
(一)樹脂:樹脂是塑料的主要成分(fèn),它(tā)聯係或膠黏著塑料中的其他一切組成部分,決定注塑加工塑料的類型(xíng)和(hé)性能(如熱塑性或熱(rè)固(gù)性、物理(lǐ)、化學及力學性能等)。塑料之所以具有(yǒu)可塑性或流動性,就是樹脂所賦予的。
(二)填充劑:填充劑又稱填料,它是塑料中的另一重要的但並(bìng)非必要的成(chéng)分。在許多情況下填充劑所(suǒ)起的作用並不比樹脂小。因而,正確(què)地選擇(zé)填充劑(jì)可以改變(biàn)塑(sù)料的性能和(hé)擴大它的使用範圍。填充劑既有增量作用又有改性效果。塑料中加(jiā)入填充劑後,不僅能使塑料的成本大大降低,而且還能使塑料的性(xìng)能得到 改變,對注塑加工塑料的推廣(guǎng)和應用起了(le)作用。例如,酚醛樹脂中加入木粉後,既克服了(le)它的脆性,又降低了(le)成本。聚乙烯、聚氯乙烯等樹脂中加入鈣質填料後,便成為(wéi)十分價廉的具有足夠剛性和耐熱性的鈣塑料。
聚酰胺、聚甲醛(quán)等樹脂中加入二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯後,使塑料的耐(nài)磨(mó)性、抗水性、耐熱性、硬度及力學強度等得到的改進。用玻璃纖(xiān)維作為塑料的填充劑,能使注塑加工塑料的力學強(qiáng)度大(dà)幅度地提高。有的填充劑還可(kě)以使塑料具有樹脂所沒有的性能(néng),如導電性、導磁性(xìng)、導熱性等。填充劑按其化學性能可分為無機填料(liào)和有機填料;按(àn)其形(xíng)狀可分為(wéi)粉狀的、纖維狀的和層狀的。粉狀填料有木粉(fěn)、紙漿、矽藻土、大(dà)理石粉、滑石粉、雲母粉、石棉粉(fěn)、高嶺土、石墨、金屬粉等;纖(xiān)維狀填料有棉花、亞麻(má)、石棉纖維、玻(bō)璃纖維、碳纖維、硼纖維、金屬須等;層狀填料有紙張、棉布、石棉布、玻璃布、木片等。
(三)增塑(sù)劑:有些樹脂的可塑性很低(dī),柔軟性也很差,為(wéi)了降低樹脂的(de)熔融黏度和(hé)熔融溫度,改變其成(chéng)型注(zhù)塑加工性能,改進塑料(liào)的柔軟性以及其他各種必要的性能,通常加入能與樹(shù)脂相溶的不易揮發的高沸點有機化合物,這類物(wù)質稱為增(zēng)塑劑。樹脂中加入增塑劑後,加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(shǐ)樹脂分子容易滑移,從而使塑料能在較低的溫度(dù)下具有良好的可(kě)塑性和柔軟性。如聚氯乙烯樹脂中加入鄰苯(běn)二甲酸二丁酯,可變為像橡膠一樣的軟塑料。加(jiā)入增塑劑固然可以使塑料的注塑加工工藝性能和使用性能均得到(dào) 改變,但(dàn)也降(jiàng)低了樹(shù)脂的某些性能,如硬度、抗拉強度等。因此,添加增塑劑要適量。對增塑劑的要求是:與樹脂有良好的(de)相溶(róng)性(xìng);揮發性小,不易從塑件中(zhōng)析出;無臭味、無色;對光和熱比較穩定(dìng);不吸濕。常用的增塑劑是液態或低(dī)熔點固體有機化合物。其中主要有甲酸酯類、磷酸酯類和氯化石蠟等。
(四)穩(wěn)定劑:穩(wěn)定劑可以提高樹脂在熱、光、氧(yǎng)和黴菌(jun1)等外界因素(sù)作用時的穩定性,阻緩塑料變質。許多樹脂在成型注塑加工和使用(yòng)過(guò)程中由於受上述因素(sù)的作用,性能會(huì)變壞。加入少量穩定劑可以減緩這種情況的發生。對穩定劑的要求是除對(duì)聚合(hé)物的穩定(dìng)效果好外,還應能耐水、耐油、耐化學藥品,並與樹(shù)脂相溶,在注塑加(jiā)工成型過程中不分解、揮發小、無色。常用的穩定劑有硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合物等。穩定劑可分熱穩定劑、光穩定劑等。
(五)潤滑劑:為改進注塑加工塑料熔體(tǐ)的流動性,減少(shǎo)或避免對設備或模具的摩擦(cā)和黏附,以及(jí)降低塑件表麵粗糙度等而加入的添(tiān)加(jiā)劑稱為潤滑劑。常用的潤滑劑有硬脂(zhī)酸及其鹽類。
(六)著色劑:在注塑加(jiā)工塑料中有時可以用有機(jī)顏料、無機顏料和染料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炭黑著色(sè)後能在一(yī)定程度上有助於防止光老化;聚氯(lǜ)乙烯用二鹽基性亞磷酸鉛等顏料著(zhe)色後,可(kě)避(bì)免紫外線的(de)射入,對(duì)樹脂起屏蔽作(zuò)用,因此,它們還可以提高注塑加工塑料的穩定性。對著色劑的一般要求是(shì):性(xìng)質穩定,不(bú)易變色(sè),不與其他成分(增塑劑(jì)、穩定劑等)起化學反應,著色力強,與樹脂有很好(hǎo)的相(xiàng)溶性。
(七)固(gù)化劑(jì):固化劑又稱硬化劑,它的作(zuò)用在於通過交聯使樹脂具有體型網狀結構,成為較堅硬和穩定的注塑(sù)加工塑料(liào)製件(jiàn)。例如,在酚醛樹脂中加入六亞甲基四胺,在環氧樹脂中加(jiā)入乙二胺、順丁烯二酸酐等。塑料(liào)的添加劑除上述幾種外,還有發泡劑、阻燃劑、防(fáng)靜電劑、導電劑和導磁劑等(děng)。並非(fēi)每一(yī)種塑料都要加入全(quán)部添加劑(jì),而是根據塑料注塑加(jiā)工品種和使用要求加入所需的某些添加劑。另外(wài),塑料可(kě)以製成“合金”,即把不同種性能的塑料合起來,或者將不同單體通過化學共聚或接枝等方法結合起來(lái),組成改性品種。例如,ABS塑料就是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈組成,經共聚和混合而製成的三元“合金”或複合物,苯乙烯-氯(lǜ)化聚乙烯-丙烯(xī)腈(ACS)、丁腈-酚醛和聚苯撐氧-苯乙烯等三元或二元複合物(wù)都屬於這(zhè)類塑料(liào)。
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