第二章 塑料包装材料的成型工艺（三十四）

塑料合金最为重要的特性，按Utracki排列如下：
　　①加工成型性；
　　②不需要后加工处理；
　　③可达到预定性能及使用寿命；
　　④高度的比强度；
　　⑤耐化学腐蚀性；
　　⑥易再生利用性；
　　⑦价格合宜。
　　同金属一样，合金是具有各种特性和功能的两种以上的聚合物复合而成的一种比任何单一材料具有更加优异的复合特性的材料。表2－97为塑料合金的目的及种类。
　　表2－97　塑料合金材料的目的和种类

目　　的 主要树脂 第二树脂 提高易加工成型性 PPE
耐热性热塑性树脂
PET、PA、PC
PVC
PSF
PO 聚苯乙烯系
液晶聚合物、热塑性聚氨酯
PE、PBR、MBS、EVAL
CPE、丙烯酸系
PA
PTFE、SI 耐冲击性 PVC、PP、PE、PC、PA、PPE、TPE ABS、ASA、SBS、EPR、EPOM、PBR、SAN、SMA、MBS、PO系、HIPS 提高荷重弯曲温度和刚性 PC、PA、ABS、SAN TPE类、PEI、PPE、PC、PSF

　　注：PSF聚砜；PO－聚烯烃；PBR－聚芳酯；EPDM－三元已丙共聚橡胶；SMA－苯乙烯＝马来酸酐共聚体；TPE－热塑性弹性体；EPR－乙丙共聚树脂。

　　54　怎样提高塑料合金的成型性？塑料合金如何再生？
　　答：（1）提高易成型性的合金
　　要使树脂形成均一的体系，相容剂是必不可少的。两个不同材料相混合，一般讲来，混合物的粘度有下降的趋势。例如：在注射或挤出过程中，当我们不停机而更换树脂时，就可以看到渡料粘度下降的现象，其原因现仍在研究中。成分A和成分B组成的混合体的粘度如下式表示：

logηM＝CA·logηA＋CB·logηB

式中：η——粘度
　　　C——混合物M中A和B的重量百分数（%）
　　上述公式只适用于相容性合金系统，对于非相容性合金来讲，由于情况复杂，因此就不一定适用了。对于一个双组分非相容性合金而言，分散相液滴的直径d可以用下式表示：

　　　　　　　　　　　　　　　4fv
　　　　　　　　　　　　　d＝———（η1/η2）±0.84
　　　　　　　　　　　　　　　　　　．
　　　　　　　　　　　　　　　r·η2
　　　．
式中：r——剪切速度　
　　　fv——界面张力
　　　η1——分散相的粘度
　　　η2——主树脂的粘度
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ．
　　指数的＋和－是：当η1/η2＞1时为＋，而η1/η2＜1时为－。fv越小，r越大，η2越大，η1/η2近于1时，d就越小，分散相液滴越小，就越混合得好，合金性能就越好。为此，最近世界各国都在研究流动混炼效果高的成型机，尤其是使用双螺杆挤出机作为合金生产重要工具。例如：有人使用W&P公司生产的同方向和异方向契合型双螺杆挤出机来研究PE/PA6（75/25）的掺和物，发现随着混炼度的不同，各段　的液滴化状态有明显的变化。双螺杆挤出机不仅在合金的生产上，而且由于混炼效果的提高，物理力学性能也提高，尤其在反应性材料的成型加工中，有很大的用途。最近，在双螺杆挤出机的混炼机筒上，安装了三个热处理机筒，用来降低高剪切力产生的热量；而在螺杆的进料段和压缩段中，安装三个混炼元件和一个销钉元件，以进一步提高双螺杆挤出机的混炼效果。口模处分三段缩小流道体积再放大后挤出，也称为“热处理口模”，从而加强非相容双组分合金的细微液滴化。
　　以液晶聚合物（LCP）为第二组分的塑料合金，如PES、尼龙、PC等，混入30%的聚酯系液晶聚合物，其加工成型的温度比任何单一材料的成型温度都低。PC/CCP的80/20组成的合金材料的流动粘度的下降。PP/PA和马来酸酐（MAH）组成的反应系合金材料，在尼龙6含量低于5%时，随尼龙6含量的增加而增加，而超过5%则随尼龙6含量的增加而降低。
　　（2）塑料合金同再生利用的关系（易再生回收性）
　　塑料合金的边角料和废弃物的再生利用是一个能否持续大发展的重要问题。塑料合金边角料再生利用方法如表2－98所示。
　　表2－98　塑料合金边角料的再生方法

方　　　　　法 备　　　　　　注 分解为低分子后再利用的方法（化学再生法）
粉碎后，合金中各个成分分离出来后再利用合金边角料作为单独材料再利用
在新的聚合物中混合合金碎屑组成新的合金，具有高附加值 反应条件和催化剂的选择是此法的关键
尚无满意的方法
通用塑料合金的设计是要点
有效的通用相溶剂是关键

　　热分解法是塑料合金再生回用的重要方法，目前废塑料合金回收油的的效率是很好的，已工业化生产，关键在于选择油化催化剂和反应的条件（温度、压力和时间）。油化方法有美国佛罗里达大学再生法、东芝法、日本理化学研究所法、BP石油化学法等。使用的最多废料是烯烃系塑料合金（PP的嵌段聚合物、聚烯烃系热塑性弹性体等）。还有一个化学再生利用的方法使聚合物发生解聚反应而生成各个单体，但这只有那些能解聚的聚合物才适用，能够产生解聚作用的有PET、尼龙6、尼龙66、PMMA、甲基苯乙烯、聚甲醛等。表2－99是DSM公司研究开发的汽车用塑料合金的再生方法。
　　表2－99　DSM公司汽车用新型塑料合金的再生

项　　目 结　　构 再生方法 汽车内装件用普通塑料合金的开发 尼龙6/ABS合金（商品名〈Stapron〉N） 碎屑可作为单独的材料再生利用 相容性材料组成的汽车保险杠用复合部件的开发 填充剂填充PP·PP发泡件、PP/EPDM系合金 总的讲来具有相容性，废弃物可以混合后再使用 相容性材料组成的汽车保险杠用复合部件的开发 弹性体改性SMA（加入玻璃纤维），发泡聚氨酯，EPDM/SMA系合金 总的讲来具有相容性，废弃物粉碎混合后可重新使用（作保险杠芯材用） 汽车车门衬垫，衬垫用PET织物和芯材用塑料合金的开发 PET织物·PET/ABS合金 PET织物同PET/ABS合金有性，碎屑混合后可再用（PET织物/合金混合物可用作芯材）

　　近几年国外有一种再生方法，把工程塑料合金材料粉碎后再熔融，并且添加液晶聚合物增强材料，物理性能不下降，据说可以进行50次再生利用。其用途为汽车部件、住宅装饰件、小型船舶等。它同玻纤和碳纤维宏观增强不同，是使用微观强化作用，详情尚不清楚。