聚烯烴填充母料

備案信息

備案號(hào)：0491-1991

第1章聚烯烴填充母料體系概述1

1.1聚烯烴樹脂品種及其主要物性1

1.1.1聚乙烯2

1.1.2聚丙烯2

1.1.3聚1-丁烯2

1.1.4乙烯-丙烯共聚物2

1.1.5聚苯乙烯3

1.2填充劑(或稱填料)及其主要物性3

1.3聚烯烴填充母料體系的共混4

1.4流體的黏度及其流動(dòng)類型、黏度的溫度系數(shù)4

1.4.1流體的黏度及其流動(dòng)類型4

1.4.2黏度的溫度系數(shù)4

第2章填充母料技術(shù)所涉及的基本原理和概念6

2.1牛頓流體黏度與流變概念6

2.1.1牛頓流體在細(xì)管模型中的黏性流動(dòng)9

2.1.2牛頓流體在內(nèi)外圓筒環(huán)隙中的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)13

2.1.3牛頓流體在內(nèi)外圓筒環(huán)隙中的軸向流動(dòng)15

2.2非牛頓流體的流動(dòng)類型與經(jīng)驗(yàn)公式18

2.2.1假塑性流體的經(jīng)驗(yàn)式20

2.2.2塑性流體和準(zhǔn)塑性流體的經(jīng)驗(yàn)式20

2.3非牛頓流體在細(xì)管中的流動(dòng)22

2.3.1賓漢流體在細(xì)管中的流動(dòng)23

2.3.2假塑性流體在細(xì)管中的流動(dòng)24

2.3.3準(zhǔn)塑性流體在細(xì)管中的流動(dòng)25

2.4特性黏度(或稱特性黏數(shù))與黏均分子量28

2.4.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖法30

2.4.2聯(lián)立方程組求解法30

2.5化合物之間的相容性概念32

2.5.1相容（溶）性概念及其演繹33

2.5.2Hildebrand相近法則33

2.5.3Hansen三分量溶度參數(shù)相近法則35

2.5.4極性相近法則38

2.5.5介電常數(shù)相近法則40

2.6聚合物共混物的相容性判斷41

2.6.1玻璃化溫度法41

2.6.2濁度法41

2.6.3黏度法42

2.7填充母料共混體系的相容性判斷43

第3章填充劑粉體的加工及相關(guān)參數(shù)44

3.1機(jī)械粉碎法生產(chǎn)碳酸鈣粉體44

3.1.1機(jī)械粉碎設(shè)備44

3.1.2分析機(jī)的分級(jí)原理45

3.2化學(xué)合成法(又稱沉淀法)生產(chǎn)碳酸鈣粉體48

3.3填充劑粉體的物性及表象參數(shù)50

3.3.1填充劑的物性50

3.3.2填充劑的表象參數(shù)51

3.3.3粉體粒徑的測(cè)定方法54

3.3.4填充劑的堆積因子57

3.3.5填充劑的表面性質(zhì)57

3.3.6填充劑的化學(xué)穩(wěn)定性57

第4章填充劑表面改性處理58

4.1填充劑表面改性58

4.2填充劑的分散63

4.3填充母料體系的潤(rùn)滑65

4.4填充劑的理論極限添加量66

4.4.1正六面體堆積66

4.4.2正四面體堆積67

4.5填充母料中填充劑的分散度檢測(cè)68

4.5.1吹塑薄膜法68

4.5.2熔體過(guò)濾性法68

4.5.3赫格曼細(xì)度計(jì)法69

第5章聚烯烴填充母料生產(chǎn)工藝與工程71

5.1聚烯烴填充母料生產(chǎn)工藝71

5.1.1物料的混合及填充劑的表面處理71

5.1.2擠出機(jī)共混及熱切造粒72

5.2聚烯烴填充母料配方設(shè)計(jì)73

5.2.1聚烯烴填充母料配方設(shè)計(jì)實(shí)例73

5.2.2ABS填充母料配方設(shè)計(jì)實(shí)例74

5.3聚烯烴填充母料工藝工程裝備75

5.4聚烯烴填充母料工藝過(guò)程75

5.4.1混料釜混料過(guò)程76

5.4.2高速混合機(jī)混料過(guò)程76

5.4.3擠出機(jī)共混及熱切造粒過(guò)程76

5.4.4氣力輸送與冷卻過(guò)程78

5.4.5半成品篩分及并批過(guò)程78

5.5工藝過(guò)程實(shí)例79

5.5.1聚烯烴填充母料工藝過(guò)程79

5.5.2ABS填充母料工藝過(guò)程81

5.6填充母料的質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目81

5.6.1外觀81

5.6.2白度81

5.6.3密度81

5.6.4表觀比質(zhì)量容積82

5.6.5熔體指數(shù)82

5.6.6揮發(fā)分含量84

第6章填充母料的應(yīng)用85

6.1填充母料在注塑制品中的應(yīng)用86

6.2填充母料在吹塑中空制品中的應(yīng)用88

6.3填充母料在擠出打包帶和扁絲中的應(yīng)用89

6.4填充母料在聚烯烴薄膜中的應(yīng)用90

6.5填充母料在聚烯烴管材中的應(yīng)用91

6.6填充母料在聚烯烴流延膜中的應(yīng)用91

第7章填充塑料性能檢測(cè)93

7.1力學(xué)性能93

7.1.1拉伸性能93

7.1.2壓縮性能96

7.1.3彎曲性能97

7.1.4沖擊性能99

7.1.5應(yīng)力蠕變性能101

7.2介電性能101

7.2.1電阻率102

7.2.2介電常數(shù)和介電損耗角正切105

參考文獻(xiàn)107 2100433B

本書內(nèi)容在將理論與實(shí)踐相結(jié)合的同時(shí)，著力突出實(shí)踐性和可操作性。內(nèi)容陳述深入淺出，并對(duì)容易模糊的概念給出量化計(jì)算示例，以期拓寬其可讀性。

本書共分7章。第1章概述聚烯烴品種、填料品種及其物性，填充母料體系的共混，流體的黏度與流動(dòng)類型。第2章講述填充母料技術(shù)所涉及的基本原理和概念。其中包括流變學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、各種物料之間的相容性概念。第3章介紹填充劑粉體的加工技術(shù)及其工藝原理、粉體表象參數(shù)的表達(dá)及其測(cè)定方法。第4章介紹填充劑表面改性及改性助劑的選擇原則，填料的堆積因子、極限添加量，以及填料分散度的測(cè)評(píng)。第5章介紹填充母料生產(chǎn)工藝、配方設(shè)計(jì)、裝備參數(shù)的確定、工藝過(guò)程及其相應(yīng)實(shí)例。第6章講述填充母料在塑料制品中的應(yīng)用。第7章扼要介紹填充塑料的力學(xué)性能和介電性能的檢測(cè)方法。

本書適合于填充母料企業(yè)的科技人員閱讀參考；也適合于塑料加工企業(yè)應(yīng)用填充母料的科技人員閱讀參考；還可作為大專院校高分子材料加工專業(yè)學(xué)生的課外參考讀物。

聚烯烴填充母料是由載體樹脂、填料和各種助劑三部分組成，其中填料占主要成分，最多可達(dá)90%。聚烯烴填充母料主要用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴塑料的生產(chǎn)。如：聚乙烯中空吹塑制品、聚乙烯注塑制品和聚乙烯薄膜、聚丙烯編織袋、編織布和打包帶等。一般選擇烯烴填充母料的原輔材料時(shí)，要考慮到其使用性能好、成本低。

填充母料填料

聚烯烴填充母料所用的填料主要是重質(zhì)碳酸鈣，其次是滑石粉、高嶺土、鈣粉等無(wú)機(jī)填料。對(duì)任何無(wú)機(jī)填料、粒徑和粒徑分布是重要的技術(shù)指標(biāo)。通常粒徑越小、分布越窄，填充效果越好。此外，填充效果好壞還與分散性有關(guān)，粒徑越小分散越困難，價(jià)格也越高。純度是無(wú)機(jī)填料另一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，雜質(zhì)含量越少、純度越高越好。一般選用重質(zhì)碳酸鈣時(shí)，其含量和白度盡可能要高，一般要求在94%以上。保證其它各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求后，價(jià)格要低，以利于降低母料成本。

填充母料載體樹脂

聚烯烴填充母料的使用性能和成本主要取決于載體樹脂，通常根據(jù)母料的用途不同，載體樹脂一般含量為10%~20%。聚烯烴填充母料所用載體樹脂應(yīng)當(dāng)與所填充的塑料基體樹脂具有良好的相容性。從這一方面考慮，一般載體樹脂最好選用基體樹脂。此外，選用填充母料載體時(shí)，還要考慮其熔點(diǎn)和熔體流動(dòng)性，載體樹脂的熔點(diǎn)不得高于基體樹脂。仍有部分企業(yè)至今還在采用LDPE（1F7B）作為載體樹脂，這主要是因?yàn)檫@種牌號(hào)的樹脂熔點(diǎn)低、熔體流動(dòng)速率高（7g/10min）。但是由于聚丙烯熔融溫度高（比一般聚乙烯高20~40℃）限制了它在聚乙烯塑料中使用，而無(wú)規(guī)聚丙烯或用液相本體法合成的粉狀聚丙烯的熔點(diǎn)不超過(guò)100℃，所以被廣泛用作聚烯烴填充母料的載體。

用LDPE（1F7B）作聚烯烴填充母體載體樹脂，其最大優(yōu)點(diǎn)是熔點(diǎn)低，熔體流動(dòng)速率高，熔體強(qiáng)度大，但突出的缺點(diǎn)是價(jià)格高。如果選用成本低的熔體流動(dòng)速率較低的低密度聚乙烯樹脂，如1I2A-1或2F2B等，由于它們的熔體流動(dòng)速率低，一般為2g/10min左右，在加工時(shí)，需要加入更多的石蠟等助劑，以利于母料在基體樹脂更好地分散。通常用聚乙烯作載體制作的填充母料，更適用于聚乙烯塑料制品，主要原因是載體樹脂與基體樹脂性能相同，相容性好。用于聚乙烯薄膜的填充母料對(duì)載體樹脂的要求更高更嚴(yán)些。

用于聚丙烯制品的填充母料，其載體樹脂最好選用聚丙烯。從理論上講，無(wú)規(guī)聚丙烯最好，因?yàn)樗娜埸c(diǎn)低、熔體流動(dòng)性好，分散性好。但具體到我國(guó)國(guó)情，選擇液相本體法合成的粉狀聚丙烯更為合適，因?yàn)樗膬r(jià)格低廉，本身又是粉狀，極易與無(wú)機(jī)填料混合均勻，即使在加料斗中也不會(huì)分層。采用聚丙烯作載體，由于聚丙烯熱穩(wěn)定性差，必須同時(shí)加入抗氧劑和潤(rùn)滑劑。為了使只占樹脂總量千分之幾的助劑能均勻分布在樹脂中，最好先將樹脂與各種助劑混合均勻，再按一定比例與填料混合造粒。

為了使用的廣泛性，可以選用熔融指數(shù)相近的聚丙烯和聚乙烯按一定比例配合起來(lái)做載體樹脂，這樣母料與聚乙烯配合使用還可提高一些性能，與聚丙烯配合可以提高延伸率。

回收聚苯乙烯廣泛用在合成革制造工藝中，即使載體樹脂與基體樹脂相容性不夠好，但是載體樹脂對(duì)塑料制品性能影響遠(yuǎn)比填料的影響要小，能帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在用其它樹脂作載體制作填充母料時(shí)，為了提高填充母料的加工流動(dòng)性和在基體樹脂中的分散性，常常加入少量的回收聚苯乙烯。

由于填充母料的生產(chǎn)成本主要取決于載體樹脂，又因載體樹脂在母料中的含量較少，對(duì)一般填充改性的塑料制品的性能影響不大，為了降低母料成本，常常選用廢舊聚乙烯、聚丙烯塑料或聚乙烯一聚丙烯復(fù)合膜的邊角料作載體。

填充母料助劑

聚烯烴填充母料使用的助劑品種主要是分散劑和表面處理劑。分散劑的作用是改善母料加工流動(dòng)性，有利于母料在基體樹脂中更均勻地分散。常用的分散劑有：白油（液體石蠟）、石蠟、鄰苯二甲酸二辛酯（BOP）、低相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯（聚乙烯蠟）及硬脂酸等。常用分散劑的主要性能，可以根據(jù)填料和載體樹脂的性能特征選擇使用。表面處理劑可以改變無(wú)機(jī)填料表面活性，使之由親水性轉(zhuǎn)化為親油性，以利于和載體樹脂混合，主要有偶聯(lián)劑和硬脂酸兩類，為了產(chǎn)品分散性更好，更光亮可以添加EBS，流動(dòng)改性劑等。