我國改性塑料的應用、發展現狀及發展趨勢大盤點!
2020-05-18 09:05 來源:今日塑價
今年的市場是極其殘酷的,還未正式開始競爭,就已經被疫情淘汰了一批。
由剛開始的慘淡到現在市場的需求逐漸開始有了起色,雖然行業整體恢復的日期暫不明朗,但我們也可以感覺到疫情的影響即將結束。
在這即將迎來曙光之際,讓我們再深入了解一下改性塑料吧!
改性塑料是以改善或提高塑料物理性能為目的,通過共混、填充、增強、共聚、交聯等方法對通用塑料和工程塑料進行改性,從而達到目的。
塑料填充改性是近年來發展最快的塑料工業中的新行業。隨著塑料工業的飛速發展,填充母料已不再單一的應用為填充材料,人們通過更先進的工藝從開煉、密煉的生產方式,加入無機材料、化學助劑等多種材料后凸現出各自的特點和共性,進而采用雙螺桿擠出機、三螺桿擠出機進行混煉擠出,已成為人們改善塑料制品特殊性能的重要途徑和方法。

應用需求量大
目前中國汽車、家電、通信、高檔工具等對改性塑料的需求量較大。
首先是汽車實現輕量化,又要達到應用要求,而單一樹脂難以實現應用要求,塑料改性已成為不可或缺的重要技術與材料。早在2017年,中國汽車總產量就達到2901.54萬輛,對改性塑料的需求量超過500萬噸,并且呈現快速增長態勢。
其次是家電行業。目前,各種家電產品中有許多塑料零部件替代了金屬零部件,對各種塑料的年需求量和對改性塑料的需求量兩位數增長,并在逐年遞增。
第三,各種改性塑料在通訊行業中的應用優勢凸現,筆記本電腦外殼、底板,手機等零部件大都使用改性塑料。如ABS/碳纖維、PA/碳纖維、PP/碳纖維、樹脂/硅微粉等材料,這類新的高強度塑料功能材料已逐漸替代金屬材料。
第四,隨著各種電動工具絕緣性、阻燃性、輕量化等方面的要求不斷提高,塑料改性可以使其功能得到改善或提高,從而達到產品的應用要求。
第五,改性塑料在鐵路、軍工、醫用、航天等方面的應用越來越廣泛。人造器官、人工骨關節及耐高溫、耐老化、高強度的功能改性塑料對高科技的快速發展起到了積極作用。
第六,生物基塑料是新型生物降解材料,以可再生的植物類資源中提取的可完全降解的原料聚合而成,廢棄后可以在自然環境中降解消納,從而減少對環境的污染,稱為綠色塑料。生物基塑料在生物醫藥、綠色醫療器材、汽車裝飾、電子電器及一次性日用品等方面具有非常廣闊的市場發展前景。生物基塑料通過改性、填充、發泡等加工工藝,可提高材料的性能,降低生產成本,擴大應用領域。中科院寧波材料研究所朱錦研究員深入研究了聚乳酸的改性與應用。

改性塑料發展現狀
1. 改性填充
填充母料是以降低生產成本為主要目的,大都采用價格低廉、來源廣泛的無機粉體或工業廢物做為填充材料,并加入適量的助劑和合成樹脂生產而成。
重質碳酸鈣填充母料是塑料工業中應用較廣泛的填充改性材料,生產廠家遍及全國各地,年產量超過500萬噸。
2. 改性母料
改性母料是在填充母料基礎上發展起來的新的改性材料。在樹脂中加入玻璃纖維、滑石粉、云母、硅灰石、硫酸鋇、高嶺土等無機材料,或在加工中添加具有特殊性能的合成樹脂或助劑,如:抗老化劑、抗氧劑、阻燃劑等助劑或POE、EVA等,這些復合材料在應用中發揮不同材料的功能特性。如汽車保險杠、儀表盤、汽車內裝飾件等,采用PP 滑石粉,具有提高沖擊強度、改善彎曲模量、降低收縮率、降低車輛撞擊造成的剛性損失等優點。
3. 功能改性
塑料中加入石墨烯、硅酮粉、稀土、氫氧化鎂、金屬微細粉(銀、銅、鋅等)等各種不同材料,通過改性技術使產品指標提升,阻燃性、耐老化、耐高低溫等物理性能得到改善,還可實現導電、抗菌、絕緣、增強等特殊性能,已在主要耐用塑料產品市場上占有一席之地。
4. 多元復合改性
多元復合改性主要通過將塑料“合金化”方法,將塑料與一種或多種無機材料、高分子材料、化學助劑等,通過共混、接枝、嵌段等形式組合在一起,使各組分的性能相互取長補短,構成一種兼具多種優良性能的塑料材料,從而達到提高性能和多功能化的目的。這些材料“合金”在高科技工業中使用后,具有品質輕、強度高、性能優等特點,成為航空、航天、汽車、鐵路、機械零部件、醫用材料等方面的新型功能材料。
5. 特殊改性
在特種塑料中加入不同的功能材料或助劑,使價格昂貴的特種塑料既保持原有的特性,又具有特殊的功能,適應多種產品的市場應用。
如聚苯硫醚(PPS)、聚酰亞胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)和液晶聚合物(LCP)等高性能樹脂,加入碳纖維、石墨烯、液晶高分子、稀土等不同材料,具有電性能好、耐高溫、尺寸穩定和特殊的阻燃性、耐放射性、耐化學性及機械性能,這些改性后的新材料在電子電器、汽車、家電、航空、石油化工以及火箭、宇航等尖端科技領域具有越來越重要的應用領域。

改性塑料發展趨勢
1. 無機材料納米化
無機材料在塑料中得到廣泛應用,無機材料的功能隨著粒度的超細化而逐漸凸現,利用無機納米粉體改性后的塑料具有很多獨特性能,給塑料工業的發展帶來新的發展機遇。無機納米粒子可以賦予塑料新的功能,改善塑料的耐老化性、阻燃效果,提高熱變化溫度、耐磨耗性能等。
如用5%的有機蒙脫土改性PA6的熱變形溫度可以提高1.5倍;PET中加入納米粘土后大幅度降低材料的氣體透過率,比純PET的氧透過率小100倍。塑料中的無機納米粒子加入量較小,一般為3%~5%,復合材料的密度與原來樹脂相比幾乎不變或增加很小,也沒有因填料過多導致其他性能下降的弊端。
2. 化學助劑高效化
開發新型高效助劑成為改性塑料的重要發展方向,改性塑料涉及的助劑除了塑料加工常用的助劑,如熱穩定劑、增塑劑、紫外吸收劑、成核劑、抗靜電劑、分散劑和阻燃劑等外,增韌、阻燃、增效、合金相容(介面相容)等高效、多效功能助劑對改性塑料也是非常關鍵的。
通常一些助劑的種類和品質對改性塑料的某些性能和成本起著關鍵作用,尤其在新的增韌劑、阻燃增效劑、合金相容劑對實現工程塑料高性能化及特種工程塑料低成本化等方面意義重大。
3. 改性塑料環保化
隨著人們的環保意識增強、環保法規日趨嚴格,塑料的可再生利用、環境可消納性、可生物降解、無毒、無味、無污染等保護環境的理念已融入改性塑料的設計與制造過程中,要注重能源資源的節約和合理利用,研制開發無污染、全降解、可循環再生利用的綠色環保型改性塑料產品成為新熱點。
改性塑料是不同行業的融容聯姻,應關注和重視生產技術的改進與提高,注重多元復合材料、多種工藝技術的理論與實踐研究推廣。特別是在綠色生物助劑的研究生產應用、特殊功能材料批量生產(如碳纖維、液晶高分子、石墨烯等)、無機礦物粉體的選擇、納米級材料分散應用及表面改性處理等方面的工藝技術,應引起行業、企業、專家的高度關注,為中國塑料工業綠色環保低碳發展作出貢獻。
中國改性塑料產業發展迅速、競爭激烈,在技術攻關、產品應用研究方面尚存在著不可忽視的缺板,應加強與國外同行業的技術交流,加大與國際名企的合作,加快改性塑料向高精尖方面發展。
國外塑料制品重視產品耐久性、功能性、回收性,而中國塑料制品將成本與價格作為首要條件,不但影響了應用效果,還給自然環境帶來難以解決的困難,特別是在農用塑料、包裝薄膜等方面尤為突出,已引起政府與行業的高度關注。