聚合物收缩率改性
2019-04-17 13:36阅读：
聚合物的收缩率是指聚合物制品在成型温度下
尺寸与从模具中取出冷却至室温后
尺寸之差的百分比，它反映的是聚合物制品从模具中取出冷却后
尺寸缩减的程度。
收缩率在改性中往往不受重视，其实它很关键，它的大小决定了聚合物制品尺寸的精密度。尤其是大件制品时，收缩率的细微变化可能就会使产品最终与想要的尺寸偏差过大而不合格，小编之前就遇到一个客户制作保险杠因为模具开的太大从而调整了很多配方才最终装配成功。另一方面，收缩率太大会造成高温注塑后冷却形成的收缩痕影响制品表观，气温的冷热变化也会导致嵌件的牢固程度。
影响聚合物收缩率的具体因素有聚合物原材料、结构、模具、成型工艺等诸多因素。那么如何降低树脂收缩率以提高制品的尺寸精度呢？最重要的还是从材料配方入手。
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无机
填料 是最常用最简单的减小收缩率的材料。无机填料包括滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉、硅灰石等，不同填料对收缩率的影响不同。
1、填料的形状及用量
无机填料的形状不同对收缩率的影响效果不同，具体影响大小顺序为片状＞针状颗粒＞球状，同一种填料添加量不同对收缩率的影响也不同，添加量越大收缩率下降越多。例如在PP中加入相同含量的各类不同形状填料对PP收缩率的影响如下。
| 填料含量% |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
| 碳酸钙 |
1.8 |
1.7 |
1.6 |
1.5 |
1.4 |
1.3 |
1.2 |
1.0 |
0.8 |
| 滑石粉 |
1.8 |
1.6 |
1.5 |
1.4 |
1.3 |
1.2 |
1.0 |
0.9 |
0.7 |
| 云母粉 |
1.8 |
1.6 |
1.4 |
1.3 |
1.2 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
0.6 |
2、填料的粒度
同一种填料的粒度不同，对收缩率的影响效果也不同，粒度越小对收缩率的降低幅度越大。以滑石粉填充PP为例，不同粒度滑石粉对收缩率的影响如下。
| 滑石粉粒度 |
1250 |
2000 |
3000 |
5000 |
| PP收缩率% |
1.05 |
1．00 |
0.90 |
0.80 |
3、填料的表面处理
同一种填料，在与树脂复合时是否进行表面处理，对收缩率的影响效果也不同。进行表面处理的填料，对收缩率效果影响更大。例如以10%含量滑石粉填充ABS为例。
| 组成 |
收缩率% |
拉伸强度Mpa
|
断裂伸长率%
|
缺口冲击强度kJ/m2
|
| ABS |
0.56 |
48 |
3.55 |
19 |
| ABS＋滑石粉 |
0.48 |
43 |
2.2 |
15 |
| ABS＋铝酸酯处理滑石粉 |
0.42 |
47 |
2.95 |
21 |
提高聚合物结晶度的方法很多，但是研究获得降低聚合物结晶度的方法却很少，以下方法可供参考。
1、添加降低结晶助剂
常用的降低结晶助剂为小分子化合物，加入后在熔融状态时破损了大分子的规则性、阻碍大分子的运动，从而达到降低结晶的目的。如一种市场上提供的有机降结晶剂A，外观为黄白色粉末，熔点为60左右，在PP中加入0.5%~1%即可。又如一种市场上提供的无机降结晶剂B，外观为白色粉末，pH为8，白度95%，在PP中加人0.5%~1%即可。
2、添加其他树脂共混
如在PP中共混少量的LDPE、HDPE树脂，可以大大破坏PP在加工中的结晶性能，以在PP中加人PE树脂为例，不同含量PE对PP收缩率的影响如下所示。此外也可以在PP中添加如PS、ABS、PMMA、PC等非结晶树脂，同样可以起到降低结晶的作用。
| PE添加含量% |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
| 添加LDPE收缩率% |
1.8 |
1.6 |
1.55 |
1.50 |
1.45 |
1.40 |
1.35 |
1.30 |
| 添加HDPE收缩率% |
1.8 |
1.5 |
1.45 |
1.35 |
1.25 |
1.20 |
1.10 |
1.05 |
从上图看出，添加其他树脂对收缩率的影响远远小于填充无机填料的影响，一般只有玻璃纤维增强PP对收缩率影响幅度可以达到50%左右。
可以共混的弹性体包括POE. EPDM、SBS、SEBS等，各类弹性体对塑料收缩率的影响很接近。
| 弹性体含量% |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
| 添加POE收缩率% |
1.8 |
1.6 |
1.45 |
1.40 |
1.25 |
1.20 |
1.10 |
| 添加EPDM收缩率% |
1.8 |
1.6 |
1.50 |
1.45 |
1.30 |
1.25 |
1.20 |
| 添加SBS收缩率% |
1.8 |
1.6 |
1.55 |
1.50 |
1.40 |
1.35 |
1.30 |
在弹性体含量低于5%以下时，各类弹性体对PP收缩率的影响基本相同。只是弹性体含量超过5%以后，不同弹性体品中的影响程度出现分歧，对收缩率影响大小顺序为POE>EPDM>SBS，与弹性体对PP的增韧效果一致。在PP中采用无机填料与弹性体混合加入，收缩率下降更好。在滑石粉含量为20%时，添加10%POE可使PP的收缩率降至1.0%远好于只加20%滑石粉的1.3%和只加10%POE的1.45%。
以PP树脂为例，接枝改性后可以降低树脂结晶度，从而达到降低收缩率的目的。以PE交联为例，交联可以大幅度降低树脂线膨胀系数，从而达到降低收缩率的目的。
