高聚物配方设计原理与应用
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1.2 高聚物材料配方设计的目的和作用

高聚物材料配方设计的目的是通过合理选择高聚物品种和各种助剂,优化并确定助剂的用量和加工条件,使获得的高聚物材料具有较高的性价比,既能满足制品的使用要求和经济要求,又能满足成型加工的需要。具体来说,高聚物配方设计的主要目的如下:

(1)改善内在性能 聚合物在阻燃性、抗静电性、导电性、阻隔性、降解性、防老化、耐热、耐磨、外观性、强度和韧性等方面不足以满足使用需求,在高聚物产品配方设计和加工过程中,需要对这些内在性能进行改进,从而开发出性能优异、品种多样的高聚物新产品:如聚丙烯(PP)耐光、热老化配方;聚酰胺(PA)耐磨性能要求更高,则需加入二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯(PTFE)粉末来提高其耐磨性;加入碳纤维等提高PP强度,也可以加入一定量的热塑性橡胶以提高PP的韧性和尺寸稳定性。

(2)改善成型加工性能 部分高聚物耐高温性能差、黏度高、流动性差等造成加工困难,需添加增塑剂、润滑剂和加工改性剂以改善物料在成型加工中的流动性,防止熔体与加工机械表面的粘连。如聚氯乙烯很容易热降解,加工性能很差,加入增塑剂可提高其热分解温度,改善加工性能。

(3)降低成本 在满足使用要求的基础上降低原材料成本,其途径大致有三个方面:①选择成本较低的高聚物和助剂;②减轻制品总重量;③对相对价格较低的高聚物材料进行改性以替代价格较高的高聚物品种及功能聚合物。常用的填充、发泡、增强、功能化配方均属于此类。