Základní metoda úpravy hustoty, tvrdosti a lesku výrobků z PE, PP a PVC

Hustota, tvrdost a lesk plastu lze snížit nebo zvýšit vhodnými metodami tak, aby se snížila nebo zvýšila počáteční relativní hustota plastu, zvýšila jeho tvrdost či zvýšila pružnost a změnil se lesk podle potřeb různých aplikací.

1. Jak snížit hustotu plastu?

Snížení hustoty plastu znamená snížení jeho počáteční relativní hustoty vhodnými metodami, aby odpovídalo potřebám různých aplikací. Existují tři metody snížení hustoty plastů: pěnová modifikace, přidávání lehkých plniv a směšování lehkých pryskyřic.

1. Pěnová modifikace

Pěnové formování plastových výrobků je nejúčinnější způsob, jak snížit jeho hustotu. Dvě metody modifikace – přidávání lehkých přísad a směšování lehkých pryskyřic – mohou pouze mírně snížit hustotu; obvykle klesne pouze o asi 50%. Nejnižší relativní hustota může dosáhnout pouhých 0,5. Hloubka plastových pěnových výrobků se může velmi lišit a relativní hustota může klesnout až na 10-3. V současnosti patří mezi běžné PVC pěnové výrobky PVC pěnová deska, PVC pěnová podrážka, PVC pěnová trubice, PVC pěnový profil, PVC dřevoplastové pěnové výrobky (pohyblivý dveřní panel, dveřní lišta, stěnový panel atd.), PVC vlhké podlahové rohože a podobně.

2. Přidat lehké plnivo

Jako například PE, PP, CPE, ABS, MBS, dřevěná mouka, duté skleněné korálky atd.; například mikrostruktura mikrokorálových plniv – tato metoda způsobuje poměrně malé snížení hustoty. Obecně nejnižší relativní hustota může klesnout na asi 0,4–0,5. Relativní hustota plniv je většinou vyšší než u plastů, a pouze následující typy plniv mají nižší relativní hustotu než plasty. Nejlepším plnivem je vápenec kalcinovaný, který má menší specifickou hmotnost než vápenný prášek. Cena se od lehkého vápna neliší příliš a hodnota absorpce oleje je ekvivalentní té vápenného prášku.

1) Korálky

• Relativní hustota skleněných dutých mikrokuliček (plavajících korálků) je 0,4–0,7, používá se hlavně pro termosetové pryskyřice;
• Relativní hustota fenolových mikrokuliček je 0,1.

2) Organická plniva

• Relativní hustota korkového prášku je 0,5 a zdánlivá viskozita je 0,05–0,06;
• Relativní hustota vláknitého prachu a bavlněného prachu je 0,2–0,3;
• Plodové slupkové plodiny jako je prášek ze slámy rýže, prášek z arašídů a prášek z kokosové slupky.
• Jako plastifikátory, tekuté vnitřní a vnější lubrikační látky atd., hustota čistého polyvinylchloridu je 1,4 g/cm3 a plastifikovaný polyvinylchlorid (obsahující přibližně 40% plastifikátoru) je 1,19–1,35;

3. Směšování lehkých materiálů

Přidejte směsi plastů s nízkou hustotou, jako jsou PE, PP, CPE, ABS, MBS; existuje také druh lehkého plniva: dřevěná mouka, což je jemné vlákno ze dřeva, které je velmi lehké. Ale existují určité omezení, podle toho, jakým způsobem je používáte.

2. Jak zvýšit hustotu plastů?

Zvýšení hustoty plastu je způsob, jak zvýšit relativní hustotu původní pryskyřice, hlavně přidáním těžkých plniv a směšováním těžkých pryskyřic.

1. Přidat těžké plnivo

• Kovový prášek
• Těžké minerální plnivo

2. Směšování těžké pryskyřice

Tato metoda má poměrně malé zlepšení a obecně může dosáhnout maximálně asi 50%. Je vhodná hlavně pro některé lehké pryskyřice, jako jsou PE, PP, PS, EVA, PA1010 a PPO atd. Těžké pryskyřice, které se často přidávají, jsou PTFE, FEP, PPS a POM atd.

3. Jak změnit tvrdost plastu?

1. Pojem a způsob vyjádření tvrdosti

Tvrdost označuje schopnost materiálu odolávat tlaku jiných složitějších objektů do jeho povrchu.

Hodnota tvrdosti je podmíněný kvantitativní ukazatel charakterizující tvrdost materiálu. Není to čistá a jednoznačná fyzikální veličina. Velikost hodnoty tvrdosti nezávisí pouze na samotném materiálu, ale také na testovacích podmínkách a měřicích metodách. Při různých metodách měření tvrdosti není hodnota tvrdosti naměřená pro stejný materiál stejná. Proto, aby bylo možné porovnat tvrdost mezi materiály, musí se použít stejná měřicí metoda pro srovnatelnost.

Existuje několik běžně používaných metod vyjádření tvrdosti:

• Shoreova tvrdost
• Rockwellova tvrdost
• Mohsova tvrdost

2. Směšování zlepšuje tvrdost plastů

Metoda směšování plastů k zlepšení tvrdosti spočívá ve směšování pryskyřice s vysokou tvrdostí s pryskyřicí s nízkou tvrdostí, aby se zvýšila celková tvrdost. Standardní směšované pryskyřice jsou PS, PMMA, ABS a MF atd. Pryskyřice, které je třeba upravit, jsou hlavně PE, PA, PTFE a PP.

3. Kompozitní způsob zlepšení tvrdosti plastu

Metoda kompozitního zlepšení tvrdosti plastů spočívá ve směšování vrstvy pryskyřice s vysokou tvrdostí na povrchu plastových výrobků s nízkou tvrdostí. Tato metoda je vhodná hlavně pro extrudované výrobky, jako jsou desky, plechy, fólie a trubky. Běžně používané kompozitní pryskyřice jsou PS, PMMA, ABS a MF.

4. Zlepšená povrchová tvrdost plastů

Tato metoda se týká pouze zlepšení vnější tvrdosti plastového výrobku, zatímco vnitřní tvrdost výrobku zůstává beze změny. Jedná se o levnou metodu zlepšení tvrdosti.

Tuto modifikaci se používá hlavně pro pouzdra, dekorativní materiály, optické materiály a denní potřeby. Tato modifikace zahrnuje explicitně tři metody: nátěr, pokovování a povrchovou úpravu.

4. Jak zlepšit pružnost plastů?

Intuitivně řečeno, pružnost plastu označuje měkkost plastových výrobků. Čím měkčí je plastový výrobek, tím lepší je jeho pružnost. V polymerové fyzice se pružnost definuje jako vlastnost polymerových řetězců, které mohou měnit svou uniformitu. Pružnost plastu závisí na molekulární struktuře jeho polymeru.

1. Přidat plastifikátor

Plastifikátor označuje skupinu látek, které mohou zlepšit plasticitu polymerů. Používá se hlavně pro PVC pryskyřici. Množství plastifikátoru v PVC může tvořit více než 98% celkového množství plastifikátoru. Kromě PVC se plastifikátory používají také v polymerech jako PVDC, CPE, SBS, polyvinylacetát, nitrocelulóza, PA, ABS a PVA.

2. Hlavní funkce plastifikátorů jsou následující:

• Snížit teplotu tavení a viskozitu polymeru, čímž se sníží teplota jeho formovacího procesu.
• Vytvořit polymerové výrobky s měkkostí, elasticitou a odolností v nízkých teplotách.

3. Konkrétní mechanismus působení plastifikátoru je následující:

• Objemový efekt
• Ochranný efekt

5. Zlepšit lesk plastů

Existují dvě cesty, jak zlepšit lesk plastů. Jedna je zlepšení povrchového lesku plastových výrobků, což se nazývá zjasňující modifikace; druhá je snížení povrchového lesku plastových výrobků, což se nazývá matovací modifikace.

Zjasnění plastů znamená zlepšení povrchového lesku nebo finiše plastových výrobků. Kromě rozumného výběru surovin zahrnují konkrétní metody přidání zjasňující metody, směšování zjasňující metody, metoda kontroly tvaru, kontrola hladkosti formovacího zařízení, dvě metody zlepšení jasu subprocesem a metoda zlepšení jasu povrchovou úpravou atd.

Následující text se věnuje hlavně zjasňující metodě plastů:

1. Výběr plastových surovin

Rozumný výběr plastových surovin je nejzákladnějším faktorem pro zlepšení povrchového finiše plastových výrobků. Pokud jsou suroviny dobře vybrány, je snadné zlepšit lesk; v opačném případě je to složitější.

Plastové suroviny lze rozdělit na dvě kategorie: pryskyřice a přísady.

2. Volba pryskyřice

Charakteristiky pryskyřice mají výraznější vliv na povrchový lesk plastových výrobků a je to nejúčinnější způsob, jak ovládat povrchový lesk plastových výrobků. Její vliv na povrchový lesk souvisejících plastových výrobků závisí hlavně na následujících aspektech:

1) Druh pryskyřice

Lesk souvisejících produktů různých druhů pryskyřic se liší. Obecně se považuje, že lesk souvisejících produktů následujících pryskyřic je lepší: melaminová pryskyřice, ABS, PP, HIPS, PE, POM, PMMA a PPO atd., z nichž melaminová pryskyřice a ABS jsou dvěma druhy s nejvyšším leskem.

U stejné pryskyřice je metoda syntézy odlišná a lesk pryskyřice odpovídající produktu je také rozdílný. Například:

• U PP je lesk různých typů syntetizovaných jinými polymerizačními metodami následující: PP-R > homopolymer PP > blokový kopolymér PP.
• U PE je lesk tří různých druhů následující: LDPE > LLDPE > HDPE
• U PVC má emulzní PVC pryskyřice vyšší lesk než suspenzní PVC pryskyřice.
• U PS pryskyřice je jas vysokopevnostního polystyrenu (HIPS) vyšší než u polystyrenu pro obecné použití (GPPS)

2) Charakteristiky pryskyřice

Specifické charakteristiky se liší a lesk je také odlišný. Mezi vlastnosti pryskyřice patří faktory ovlivňující lesk.

• Obecně platí, že čím vyšší je rychlost toplivosti (MFR), tím vyšší je lesk souvisejícího produktu.
• Vliv molekulární hmotnosti se projevuje hlavně ve šířce distribuce molekulární hmotnosti. Čím širší je distribuce molekulární hmotnosti, tím nižší je lesk souvisejících produktů. To je způsobeno tím, že distribuce molekulární hmotnosti je komplexní a nepravidelnost materiálu se zvětšila.
• Vliv absorpce vody Pryskyřice s vysokou absorpcí vody má výraznější vliv na lesk svých souvisejících produktů. Například PA, PI, PSF a PC s esterovou skupinou (-COOR) a galantaminovou skupinou (-CONH2) v molekule, pokud není sušená nebo sušená nedostatečně, na povrchu produktu se objeví vodní rýhy, bubliny a stříbrné vlákna, známky, skvrny atd., takže se výrazně snižuje povrchový lesk.

3. Výběr přísad

Ze všech plastových přísad mají plnidla nejvýznamnější vliv na lesk, následované změkčovadly, stabilizátory a retardéry hoření, ale jejich vliv je poměrně malý. Vliv plnidel na lesk lze rozdělit do následujících aspektů:

1) Typ plnidla

Různá plnidla mají různé účinky na lesk. Až na skleněné mikrokuličky snižují lesk plněných produktů téměř všechna plnidla, ale pokles je dodatečný.

Vliv několika plnidel na lesk plněných produktů je následující: kovová sůl > skelná vlákna < talkový prášek < slída.

2) Tvar plnidla

Různé mikroskopické tvary částic plnidel mají na lesk plněných produktů jiné účinky. Pořadí velikosti vlivu je kulovitý < granulátní < jehlovitý < vločkovitý.

3) Velikost částic plnidla

Čím menší je velikost částic plnidla, tím menší je pokles lesku plněného produktu. Rovněž šířka distribuce velikosti částic plnidla je různá a vliv na lesk plněného produktu je také odlišný. Zákonem vlivu je, že čím komplexnější je distribuce velikosti částic plnidla, tím nižší je povrchový lesk dodaného produktu. To je zejména způsobeno tím, že čím výraznější je rozsah velikosti částic plnidla, tím je povrch plněného produktu nehomogennější a padající světlo může lépe vyvolat difúzní odraz.

4) Množství plniva

Přidání plniva zvyšuje a povrchový lesk plněného produktu snižuje. Jako příklad vezmeme systém PP s CaCO3; když je množství CaCO3 5%, povrchový lesk dodaného produktu je 50%. Když je množství CaCO3 15%, lesk plnění klesne na 32%.