粒度對塑料性能的影響

　　所謂塑料，是靠著由一個小分子(單體)在適當的條件下，通過加成等化學反應，被鏈接成等同的或者類似的多分子而生成的大分子聚合物。常見的塑料主要有PE聚乙烯塑料、PP聚丙烯塑料、PS聚苯乙烯塑料、PVC聚氯乙烯塑料。隨著對塑料及其填料研究的深入，科研人員發現，粒度對材料的性能的影響起重要作用，粒度控制已經成為*的重要環節，粒度分析成為塑料的研究與生產工藝控制的重要步驟。
 

　　一、粒度對PVC材料的影響
 

　　懸浮PVC樹脂由形狀和粒徑不同的顆粒群組成,顆粒粒徑大小及分布對樹脂的塑化加工性能有很大的影響。一般顆粒粒徑小且分布窄,增塑劑吸收性能好,增塑物料顆粒更易破碎和熔融,加工流動性能優異,而粒徑分布太寬,則會產生塑化不均勻的現象。但由于懸浮聚合條件所限,PVC樹脂的粒徑小,分散劑的用量越多,外皮膜越厚,不利于熔融。PVC顆粒粒徑大小及分布,對科研及生產都是非常重要的基礎數據。
 

　　二、粒度對塑料填料的影響
 

　　塑料作為工程材料使用時，其剛性與韌性都很出色。為了開發出具有更優性能的材料，一般都會采取加入填料即塑料助劑的手段。為了提高塑料的剛性，我們一般加入填料，但常規粒度的填料在提高剛性的同時，可能會導致塑料的韌性下降；當加入像橡膠類增韌材料增強韌度的同時，又會導致塑料剛性的降低。研究發現，當填料的粒度達到微米級或納米級別時，即超細填料，加入塑料中會使其沖擊強度、拉伸強度、斷裂伸長率等機械性能同時升高。當然，這種升高不是無限的，一般在填加量達到一定時，其機械性能便會達到極限，超過此范圍后便開始下降。一般來說，填料的粒度越小，極限值越大；填料的粒度越大，極限值越小。滑石粉就是zui常見的塑料助劑。滑石粉作為填料廣泛應用于聚丙烯、聚乙烯、ABS樹脂、PS、尼龍樹脂等塑料之中。
 

　　研究表明，在實驗范圍內隨著滑石粉含量的增加，400目滑石粉會使復合體系拉伸強度降低較多，沖擊強度基本不變；800目及1250目滑石粉則使復合體系拉伸強度降低明顯減少，同時顯著增加體系的沖擊強度。線性膨脹系數結果顯示，滑石粉的引入能明顯降低PVC體系的線性膨脹系數，滑石粉粒徑尺寸為800目和1250目時降低幅度比400目時明顯。
 

　　這主要是因為，隨著填料粒度的減小，填料的比表面積增大，填料與樹脂的接觸面積增大，在塑料受到沖擊時，會產生更多的微細裂縫及變形，從而吸收更多的沖擊能，機械強度增大；當填料的加入量超過一定量時，粒子之間因濃度大而過于接近，導致裂縫變大，機械強度降低。
 

　　作為近年來蓬勃發展的木塑復合材料，就是通過木粉等廢植物纖維混合成新的木質材料與聚乙烯、聚丙烯等塑料混合合成的。研究人員研究了木粉粒徑對復合體系力學性能的影響。結果表明:隨著填充PVC木粉粒徑的變化，PVC/木塑復合材料的沖擊強度和彎曲強度出現先上升后下降的趨勢，這種趨勢被PVC/木塑復合材料電鏡照片所證實。100目木粉，粒徑適中，PVC樹脂和木粉界面相容性好，沖擊強度和彎曲強度出現zui大值。
 

　　三、激光粒度法研究塑料性能
 

　　傳統的粒度分析方法主要是借助篩子進行的篩分法，這種方法的優點是投入成本低，然而篩分法的缺點是精度低、費時、重復性差,特別是測定粒度分布。而激光粒度法則具有操作簡便、精度高、重復性好等優點。現在，激光粒度法正逐漸成為研究粒度的主要的研究方法。國內在這方面研究起步較晚，但取得的成績是顯著的。濟南微納作為早開展激光粒度研究的代表，被稱為中國顆粒測試技術的者。