淺談改性塑料配方研發的誤區

張釗+高波

摘 要：改性塑料目前正廣泛應用于各個領域。改性塑料的配方設計集中在加工助劑和功能性添加劑的挑選方面。為了改善和加強基體樹脂的性能，通過選擇加工助劑和功能性添加劑及相應的配比來幫助改性塑料實現功能化。“一效一劑”成為改性塑料配方設計的基本原則；“一劑多效”成為塑料助劑開發的目標。而目前助劑的選擇更應該關注于是否貼合環保法規的適應性。具體的實際改性過程是很復雜的，一方面是成本利益限制，另一方面是客戶需求，需要多種改性方法共同實現。

關鍵詞：改性塑料；配方；添加劑

中圖分類號：TQ320.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0053-01

1 引言

改性塑料是化工生產環節中的中間產品之一，主要是由通用塑料和工程塑料為基體進行加工制得，可以滿足應用環境所一定的性能要求和下游加工使用需求等特點。

改性塑料是中國制造業技術進步和中國消費提高的得益行業之一，獲利于全世界家電、數碼、機械制造等產業快速向中國轉移，憑借在人力資源以及其他生產制造方面的成本優勢，我國已成為這些領域的行業大國，并由此有效的加速了改性塑料整體行業的發展。隨著人們對高分子材料性能要求的不斷提高，我國正變成全世界最大的改性塑料潛在市場。

塑料改性是將樹脂基體通過物理的、化學的、機械的方法，改進或增進其功能，在電、磁、光、熱、耐老化、阻燃、機械性能等方面達到使用環境的特殊要求。從樹脂基體的生產到各種規格及類別的改性塑料顆粒，為了降低制品的成本，進一步增加其功能性，方方面面都會應用到塑料改性技術。

改性塑料配方設計主要著力于在助劑和功能性輔助劑的選擇方面。為了改善和增強基體樹脂的性能，依靠選擇和使用加工助劑、功能性輔助劑及相應的配比來幫助改性塑料的設計。

2 助劑分類及選用

通常，改性塑料使用的各種助劑按照表1中的分類予以區分。

工程技術人員在明確目標樹脂基體的改性研發方向時，經常采用目標性能倒推法。即根據產品需要達到的目標性能，選用對應的功能性添加劑。如：為制備應用于煤礦的塑料管，一般采用導電粉末來解決其靜電問題；家用電器塑料外殼通過采用耐黃變的添加劑來解決長期使用過程中出現的黃變問題等[1]。

改性塑料特性化的體現，主要以功能型助劑的合理選擇和添加來實現。擁有豐富的理論和生產經驗的研發人員，則可根據性能、應用環境的需要，按照“物質結構決定產品性能、產品性能影響使用環境”的原則進行助劑具體結構、類型和規格的反向選擇，以達到最佳的應用效果。

改性塑料的配方中添加各種功能性助劑，就好像人類為了身體健康，通過服用各種保健品來達到延緩衰老的目的。目前各種各樣的保健品更是層出不窮，人們將延緩衰老的希望過多寄托在保健品上。不過在特殊的環境中，想要達到特定功效的同時也要承受一些已知或未知的負面作用，“是藥三分毒”是一句亙古不變的真理。例如胃藥“鹽酸雷尼替丁”就一直存在著較大的副作用問題，而牛黃解毒片是否無毒也已存在著爭議。產生這種問題的原因又是多方面的[1]。

配方設計的重點是選材、配比、用量、混合四大要素，從表面來看好像不是很復雜，但其實蘊含了很多細微的關聯細節，技術人員想設計出一個既有高性能、也有加工便捷、同時兼顧低成本的配方也并非是一件容易的事，這需要技術人員考慮的方方面面的因素，配方中所選用的助劑在發揮自身作用的同時，應最低程度地影響其他功效的助劑，最好與其他助劑有協同作用。在改性產品配方設計中，為獲得特定的性能可能要加入不同種類的助劑，這些助劑之間的相互關系很復雜。有的助劑之間有協同作用，而有的助劑之間有對抗作用。

“一效一劑”成為改性塑料配方設計的基本原則；“一劑多效”成為塑料助劑開發的目標。二者并不矛盾，殊途同歸，都是為了提高改性塑料配方的效率。為了實現期望中的塑料改性的理想效果，各種添加劑的使用越來越頻繁。然而，是否各種添加劑復合使用就一定能達到我們的理想預期呢？使用者確信改性塑料的功能來自大量的各種類型的添加劑[2]，研發人員卻忽視了功能性添加劑之間的相互影響，也就是說可能有預期的功能性作用，甚至存在各種功能性助劑的相加而引發的協同效應，也可能存在相反的作用，即各種助劑間相互的反協同效果。這一現象由人們從抗氧劑1010和168的廣泛復合應用就可以體會到，正是由于復合抗氧劑正向作用的協同效果，在產品抗氧化、老化方面得到的更好的發展；另外，從酸性配方組分環境下受阻胺耐候體系的提前失效，人們深刻體會到了復合助劑的反協同作用。

為了賦予塑料特定的改性特性而引入的助劑，可能在使用過程中給使用者、環境、接觸物品帶來多種不同的影響，恰恰卻并未引起助劑生產企業與使用者足夠的重視。近年來，以ROHS、WEEE、REACH等為典型代表的環保法規給助劑行業及改性塑料行業帶來的影響和壓力則可以充分的說明這個問題。

塑料改性技術研發的思路和原則與人們為了強身健體而采用的服藥模式還是有許多相通之處的。藥物進補是要獲得其補身性能，但可能為此付出同時攝入毒藥的代價。更可怕的是對于這種代價的付出我們沒有任何察覺。而察覺時再予以新的補藥除之，則帶來了“補藥—毒藥”的惡性循環，這更是我們所不愿看到的[1]。

3 結語

因此，在塑料改性生產過程中，到底添加的是“良藥”還是“毒藥”，需要仔細辨別。可能因為添加的“良藥”，由其帶來的副作用又需要我們再添加其他“良藥”，而如此往復，其后果是配方越來越復雜，成本不斷升高，產品品質卻越來越無法保證；可能添加的“良、毒”各半，在權衡副作用的情況下利用其某些性能；或者使用“一劑一能”的專攻方法等諸多問題，都需要我們在研發、生產中一步步地總結。塑料的改性無非就是以上這些內容，具體的實際改性過程是很復雜的，一方面是成本利益限制，另一方面是客戶需求，需要多種改性方法共同實現。

參考文獻

[1]陳宇等.改性塑料配方功效的技術優化[J].中國塑料，2009，36（9）：1-6.

[2]王文廣.塑料配方設計十大要點[J].塑料制造，2006，29（5）：38-42.endprint