ＰＳ片材專用母粒的研發(fā)和應(yīng)用

周梅榮

摘要：在母粒載體上采用特制的接枝材料，并且采用HIPS為基材，有效解決了PS片材專用母粒相容性和著色力的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題，成功研制出了PS片材專用母粒。這種PS片材專用母粒與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比，綜合性能上具有明顯的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：PS片材；專用母料；塑料工業(yè)；母粒載體

中圖分類號(hào)：TQ334.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）02-0041-02

隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，PS片材作為通用塑料中的一種原材料被廣泛地應(yīng)用于日用品、奶制品等包裝、汽車、建筑以及家用電器等行業(yè)，為了達(dá)到色彩、功能的多樣化需求，在生產(chǎn)過(guò)程中添加帶有顏色的母料是常用的一種方法，而PS片材與母料之間的相容性差，導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)色點(diǎn)、色斑、流紋多、層裂等種種現(xiàn)象，而且還會(huì)影響到產(chǎn)品的二次加工性。另外，由于母料中帶有顏料，而母料與原材料相混合后，這種顏料就會(huì)分散到成品中去，如不采取一定的技術(shù)措施，顏料就很難均勻分散，以致產(chǎn)生顏色深淺不一，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且還會(huì)使各部分收縮不均勻而產(chǎn)生翹曲的現(xiàn)象。故與PS片材相配套的高檔母料的開(kāi)發(fā)對(duì)提高其產(chǎn)品質(zhì)量及拓寬使用領(lǐng)域起著重要的作用，所以PS片材專用母粒的開(kāi)發(fā)刻不容緩。

根據(jù)PS片材專用母粒的技術(shù)性能要求，其研發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵是：（1）解決產(chǎn)品表面色點(diǎn)、色斑、流紋多等現(xiàn)象；（2）解決模口產(chǎn)生析出物而導(dǎo)致產(chǎn)品表面劃痕、粗糙等，導(dǎo)致停機(jī)處理問(wèn)題；（3）解決母粒與PS片材的相容性差問(wèn)題，同時(shí)解決產(chǎn)品的粒徑大小不一、易凝聚等現(xiàn)象。

一、實(shí)驗(yàn)部分

（一）主要原料

PS接枝材料、PS基材、分散劑、熱穩(wěn)定劑、抗紫外線劑（Tinuvin783）、抗氧劑（1681010）市售、抗紫外線劑（市售）、顏料（酞青藍(lán)、鈦白粉等）。

（二）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

三輥混煉機(jī)、雙輥混煉機(jī)、密煉機(jī)、高混機(jī)、高速粉碎機(jī)、往復(fù)機(jī)、布斯機(jī)。

（三）PS專用母粒制備

1．接枝材料的制備。采用高密度聚乙烯（HDPE）作為被接枝單體，與馬來(lái)酸酐（MAH）酸性官能團(tuán)單體進(jìn)行接枝，在螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融反應(yīng)，由于極性的接枝單體特別是馬來(lái)酸酐在非極性的聚烯烴中的溶解度有限，因而實(shí)質(zhì)上這種接枝方法并非均相，大多數(shù)反應(yīng)體系存在有兩相，即溶有單體的聚合物相和單體相，而引發(fā)劑在兩相的單體中分配存在，與單體接觸的聚合物才有可能發(fā)生接枝反應(yīng)，所以兩者的用量、反應(yīng)溫度等因素都會(huì)影響到接技效果，因而兩者的比例、溫度是我們化了很多的精力與時(shí)間才獲得較為理想的效果；另外對(duì)于反應(yīng)設(shè)備--擠出機(jī)螺桿來(lái)說(shuō)，其剪切引起的聚烯烴與反應(yīng)單體之間相界面的更新，使混合方式與混合強(qiáng)度直接影響到接枝反應(yīng)和其它副反應(yīng)，在一定范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子和螺桿轉(zhuǎn)速的提高有利于提高接枝率，錐型雙螺桿擠出機(jī)使接枝率得到明顯提高。

2．HIPS為基材的選擇。由于聚烯烴品種繁多，對(duì)PS片材作為材料的制品中鮮有專用母料，由于各種母料具有一定的適用性，而且由于母料研制投入較大，因而其品種數(shù)量有限，所以缺乏針對(duì)性，與其他原材料之間相容性不夠。采用HIPS為基材，使產(chǎn)品應(yīng)用于PS片材制品中，針對(duì)性強(qiáng)，相容性好，解決了普通色母因母粒與PS片材相容性不佳而影響制品質(zhì)量等問(wèn)題。

3．抗紫外線劑的選擇。由于高抗沖聚苯乙烯（HIPS）材料廣泛應(yīng)用于不同的戶外產(chǎn)品，在陽(yáng)光的長(zhǎng)期照射下，不僅會(huì)使顏色發(fā)生變化，而且會(huì)使性能發(fā)生改變，所以在高檔母粒中添加抗紫外線劑可以提高母粒的綜合性能，所們通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，選用了性能更為穩(wěn)定的Tinuvin 783作為光穩(wěn)定劑。

（四）制備工藝

（五）性能測(cè)試

拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率及彈性模量按GB4455-94方法測(cè)定；膜表面光學(xué)性能按ASTMD-2475-90方法測(cè)定；厚度均勻性按DIN53370方法測(cè)定。

二、結(jié)果與討論

（一）PS片材專用母粒性能

在產(chǎn)品載體上采用了特制的接枝材料，增強(qiáng)了產(chǎn)品的相溶性和著色力，解決了普通母粒分散性能差而導(dǎo)致產(chǎn)品表面色點(diǎn)、色斑、流紋多等現(xiàn)象；提高了產(chǎn)品的二次加工性能，解決了?？诋a(chǎn)生析出物而使產(chǎn)品表面產(chǎn)生劃痕、粗糙等缺陷，導(dǎo)致停機(jī)處理等問(wèn)題。

采用與應(yīng)用產(chǎn)品相匹配的基材，顏料通過(guò)預(yù)處理，解決了普通產(chǎn)品的粒徑粗細(xì)不一、易凝聚等現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品的細(xì)度，解決了凝聚等問(wèn)題。

產(chǎn)品應(yīng)用于PS片材制品中，針對(duì)性強(qiáng)，相容性好，解決了普通產(chǎn)品因母粒與PS片材相容性不佳而影響制品質(zhì)量等問(wèn)題。

（二）PS片材專用母粒相容性

為了提高母粒中各種成份之間的相容性，通常在母粒中添加相容劑，以降低界面張力，增加界面粘結(jié)，而相容劑品種繁多，經(jīng)反應(yīng)后產(chǎn)生的成份非常復(fù)雜。目前，采用接枝材料作為相容劑是最多的一種方法，通過(guò)對(duì)聚烯烴接枝極性單體使其極性化，利用極性基團(tuán)的極性和反應(yīng)性，改善其性能上的不足，同時(shí)又可增加新的性質(zhì)，通過(guò)聚烯烴經(jīng)反應(yīng)擠出接枝物后制成的一種界面材料，這是一種高分子反應(yīng)偶聯(lián)劑，添加少量這種接枝相容劑，能極大地改善聚烯烴與尼龍（PA）、玻纖、滑石粉、碳酸鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂、木粉、云母等極性材料的相容性和界面親和性，形成均勻分散的熱力學(xué)穩(wěn)定體系，從而達(dá)到改善和提高產(chǎn)品性能的目的。

（三）PS片材專用母粒包覆技術(shù)

包覆可防止晶體表面和聚合物熔體的直接接觸，而且這種經(jīng)包覆的顏料能防止制品翹曲的出現(xiàn)。市場(chǎng)上最先出現(xiàn)的包覆型顏料是為聚烯烴注射成型再著色的酞菁藍(lán)，隨后出現(xiàn)了很多品種。包覆對(duì)剪切很敏感，如果剪切力過(guò)高包覆就會(huì)受到損害，晶體表面和聚合物熔體的直接作用就不可避免，而且翹曲將會(huì)重新發(fā)生。在對(duì)顏料進(jìn)行包覆處理中，我們采用EVA臘/和褐煤臘作為分散劑，通過(guò)多道生產(chǎn)工序進(jìn)行處理，主要是高速捏合、雙輥混煉、密煉等，其中顏料與分散劑的比例，融溶的溫度、物料在螺桿內(nèi)停留的時(shí)間都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，選用最佳方案后，最后達(dá)到比較穩(wěn)定的效果。

（四）PS片材專用母粒細(xì)度

若結(jié)晶體較粗，導(dǎo)致細(xì)度不夠，添加到原材料中去，在反應(yīng)時(shí)不能很好地分散到制品中去，甚至產(chǎn)生凝聚等現(xiàn)象，使制品不夠細(xì)膩、表面光潔度不高，如這種母粒帶有顏料，則顏色也不會(huì)一致，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品表面色點(diǎn)、色斑、流紋多等現(xiàn)象；如這種母粒帶有某種功能，則會(huì)使這種功能得不到正常發(fā)揮，甚至喪失，所以細(xì)度對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著重要的作用。采用與應(yīng)用產(chǎn)品相匹配的基材，顏料通過(guò)預(yù)處理，解決了普通產(chǎn)品的粒徑大小不一、易凝聚等現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品的細(xì)度，解決了凝聚等問(wèn)題。

三、結(jié)論

1．PS片材專用母粒配方合理，工藝路線可行，與PS片材相容性好，針對(duì)性強(qiáng)，質(zhì)量好。

2．研發(fā)PS片材專用母粒采用高密度聚乙烯（HDPE）作為被接枝單體，與馬來(lái)酸酐（MAH）酸性官能團(tuán)單體進(jìn)行接枝，是提高產(chǎn)品相容性的關(guān)鍵。

3．研發(fā)的PS片材專用母粒與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比，綜合性能上具有明顯的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。由此表明PS片材專用母粒具有很廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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