改性塑料行业发展现状、趋势及对助剂的需求

刘英俊 改性塑料行业发展现状、趋势及对助剂的需求 改性塑料行业发展现状、趋势及对助剂的需求 刘英俊 中国塑料加工工业协会改性塑料专业委员会副理事长兼秘 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 长 摘要：作为塑料加工工业持续快速发展重要推动力量的改性塑料行业，在成长的历程中得到助剂行业的大力支持，同 时也对助剂行业不断提出更高、更新的要求。本文就改性塑料行业的发展趋势和对助剂行业的希望与要求做一 介绍。 关键词：塑料加工工业改性塑料助剂发展需求 l 从塑料加工工业发展的辉煌历程中获取信心 和力量，正确评估和看待我国塑料加工产业的 现状与前景 1．1我国塑料加工工业五十年的持续快速发展取 得世人瞩目的成绩 1958年第一套聚氯乙烯树脂合成装置在锦两建 成投产，标志着我国以合成树脂为主要原料的塑料 加工工业进入产业化发展时期。半个世纪以来，无 论在制品品种上、产量E，还是在制品加工能力和 装备水平上，还是在塑料加工时使用的添加剂、助 剂的研发与牛产方面，都取得了令世人瞩目的伟大 成就，我国已成为名副其实的世界塑料大国，塑料 制品不仅在产晕上仅次于美国稳居第二位，而且成 为塑料制品的生产大国、消费大国和出Lj大国，年 产量达到七千万吨，出口一千多万吨。 改革开放二十多年，更是以前所未有的增长速 度持续快速地发展着，表1列出2000～2008年塑料 加工工业规模以}：企业的主要经济指标及增长情 况，表2列出规模以上企业按制品种类统计的产量 及增长情况。 表1 2000-2008年塑料制品行业主要经济指标及增长情况＼ 年份项目＼ 2000笠2001焦2002证2003芷2004矩2005焦2006年2007链2008年 塑料表观消费量(万吨) 2196．02853．73195．13409．23813．33834．84084．14578．0 3713．8塑料制品产量(万吨) 1035．81185．31400．51650．51846．62198．62801．93302．3 ／年增+ ／12．5 9638．4塑料制品工业总产值 1899．72043．92408．52936．23794．34998．O63lO．58018．2 (亿元)／年增％+ ／20．2 规模以上企业个数· 6230．06724．07480．08237．09473．011726．0 14952．016277 269．1 海关出口量(万吨) 510．6 535．8 720．8 879．3 1078．41228．5 1035．5 (亿美元) 海关进口量(万吨) 163．9 150．9 162．1 164．1 178．1 173．9 172．4 海关进L]额(亿美元) 38．9 38．4 45．2 55．2 70．7 82．9 111．9 119_3 废⋯塑料进口量(万吨) 200．7 222．5 245．8 302．4 409．6 495．7 586．4 注：带·号的表示规模以上企业(国家统计局认定的产值在500万元／年以上的企业)统计数据． 表2 2000--2008年塑料制品产量及增长情况 (万吨，年增％) 项目 2000年2001生2002矩2003年2004年2005正2006矩2007年2008年 塑料制品(万吨) 1035．81185．31400．51650．51846．62198．6／19．12801．9／27．43302．3／17．63713．8／12．5 塑料薄膜 229．1 242．5 279．9327．0365．9442．2／20．9528．7／19．6605．1／14．5590．1／．2．5 其中农用薄膜 81_3 81．7 80．9 81．1 72．9 87．31／11．086．2／．1．3 96．1／11．593．9／-2．3 型材(含板片材) 65．5 78．8 85．3 89．6 168．8236．7／40．2308．4，30-3345．4／12．0356．9／3．33 塑料管材(含棒材) 74．6 121．4 136．9189．9 197．0196．8／-o．1288．1／46．4331．8／15．2459．3／38．4 ．．292．． 改性靼料行业发展现状、趋势及对助剂的需求 刘英俊 塑料丝及编织制品 143．6 148．2 160．7 184．1 202．4236．9／17．0301．3，27．2404．2／34．2477．2／18．1 人造革 41．0 43．4 44．5 55．2 66．O 67．3／0．2 84．0，24．8105．0／25．0117．5／11．9 合成革 13．2 11．2 28．O 32．8 34．6 51．4／14．952．8／2．7 62．5／18．466．o／5．6 泡沫塑料 36．14 54．0 66．9 85．9 86．0 111．3／29．4113．1／1．6138．1／22．1170．8／23．7 塑料包装箱及容器 51．5 53．8 63．O 72．4 84．5 109．0／29．0148．7／69．4166．3／11．8173．1，4．1 只用塑料制品 124．3 i28．8 141．7 167．4224．8332．3／47．8301．91-0．9371．O／22．9408．5／10．1 其他塑料制品 239．4286．64374．6424．5416．7414．7／-0．5675．0／62．8773．O／14．5894．4／15．7 表1和表2仅仅是国家统计局对塑料行业中不 足20％的部分企业统计的结果，不能反映握料加工 工业的令貌，但从中可以看到整个塑料加工工业持 续快速增长的态势，这种态势也可以从塑料用主要 原料——合成树脂的表观消费量(国内生产总量+进 El总量．出u总最)及废弃塑料进口量的情况鲜明地 反映出来，见表3和表4。 表3 2005、加％、2007年合成树脂产量和消费量 单位：万吨 表观 产品名称 年份／增长 产量 进口量 出口量 消费量 2007矩 3073．6 1869．9 382．4 4578．0 较上年(％) 18．54 5．0 52．7 12．1 2006年 2528．7 1805．8 250．4 4084．1 合成树脂 较t年(％) 18．05 ．3．9 34．7 6．5 2005证 2142．0 1878．8 185．9 3834．8 较』二年(％) 19．5 ．11．8 71．0 O．5 2007正 692．5 453．4 6．04 1139．9 较卜年(％) 16．1l ．7．3 52．9 4．85 聚乙烯 2006焦 601．3l 489．18 3．95 1086．54 (PE) 较卜年(％) 13．7 ．7 ．30．7 3．5 ． 2005年 529．0 526．O 5．7 1049．3 较卜|年(％) 19．9 9．7 185 14．2 2007矩 712．7 307．0 3．1 1016，6 较I-．匀E(％) 21．68 4．26 18．7 15．84 聚丙烯 2006伍 584．2 294．47 2．62 876．0 (PP) 较卜年(％) 11．7 ．2．6 19．1 6．4 2005燕 523．0 302．3 2．2 823．0 较卜-年(呦 lO．1 3．7 46．7 7．6 2007缸 971．7 130．4 75．3 1026．8 较卜年(哟 19．79 13．7 63．6 19．0 聚氯乙烯 2006焦 793．95 114．68 46．04 862．59 (PvC) 较卜-年(％) 22．3 -26．1 268．3 8．9 2005盆 649．2 155．1 12．5 791．8 较卜．年(％) 29．O ．22．5 525 12．9 2007年 304．5 132．4 30．8 406．I 较卜年(％) 11．9 0．4 689．7 1．5 聚苯乙烯 2006焦 272．2 131．92 3．9 400．22 (PS) 较卜年(％) 138．8 ．7．2 -69．0 64．3 2005纯 114．0 142．1 12．6 243．6 较I-．年(％) ．22．97 2．7 281．8 ．13．9 2007焦 154．3 217．3 3．2 368．3 较上年(％) 23．4 7．9 63．3 13．5 2006矩 125 201．47 1．96 324．5 ABS 较上年(％) 4．6 1．4 40 3．2 2005焦 119．5 ’198．7 1．4 314．5 较上年(％) 30．6 1．2 一12．5 9．9 ．．293．． 刘英俊 改性塑料行业发展现状、趋势及对助剂的需求 表4 2000,--2006年海关统计的废弃塑料进口情况 单位：吨＼筝劈 2000 200l 2002 2003 2004 2005 2006项目＼＼ PE废料 1974492803955299761628763143101613238441739118 Ps废料 】14317 142529241468231680338247380711 236520 PVC废料 1105222111351444002172786240229065301174925 聚酯废料 667063754596 其他废塑料 158487715910451541658946366170243916783801959337 废塑料总量 20071652225104245750230240874ID9572449565285864496 年增长率％ 44，57 10．86 10．44 23．06 35．44 2I．02 18，3l 从表3和表4可以看}H，作为蠼料加工的主要 原材料合成树脂的表观消费量在2007’年已达到 4500多万吨，同年作为原料使用的废弃塑料进u量 也已达到586万吨，加卜国内每年产生约一千多万 吨的废弃；塑料(其中大部分已得到不同程度的再生 利用)，如果再将数百万吨填料和各种添加剂、助剂 考虑进去，七千万吨的塑料制品总量按体积计算已 超过我国钢铁的年产量，成为国民经济人类生活不 可缺失的重要材料，充分彰显}H塑料加工工业是新 世纪经久不衰的朝阳工业，是在科学发展观引领下， 实现翻两番，步入小康社会的重要力量。 1．2面对全球经济滑波减速、能源和资源价格大 起大落以及来自多方的麻烦与责难，一定要 坚定信心、把握机会、调整心态、迎难而上 由于众所周知的原因，从去年下半年以来，我 国的实体经济出现滑坡，特别是对出口依存度高的 (包括塑料加工业在内的)制造业受到的影响更为 突出。据国家统计局公布的数据，今年l以月份外 商及港澳台投资企业实现利润同比下降39．3％，国 有及国有控股企业实现利润同比下降59．2％，集体 企业和股份制企业实现利润也有不同程度下降，仅 有私营企业实现利润增长3．3％，但增幅大大减小。 当前全世界面临着金融危机并正向实体经济袭 来的局面，经济衰退已成定局，原油及行化产品价 格大起大落，给不少企业带来灭顶之灾。我们翅料 加工工业更是如此，不{口要经受原料价格剧烈动荡 造成的亏损，而且还不断受到限制和指责，但三十 年曲折发展的历史也表明，一个符合人类现代社会 发展趋势的，用最新科学技术武装起来的，给普通 百姓的生活带来方便、快捷、舒适的高效产业是不 会轻易被击倒，反而充满了蓬勃向上的朝气，沿着 客观发展规律，哪怕是进两步退一步，也是在大踏 步前进着。 三十年来的历程可以用这样的几句话来形容： 经济发展起伏迭荡，持续增长速度超常! 禁限指责麻烦不断，产品数鼍惊人增长! ．．294．． 原料供给形势多变，随行就市见机行事! 困难重重道路曲折，“朝阳”桂冠仍然艳阳! 塑料制品年产量从1980年100万吨，不到三十 年时间达到将近7000万吨，从体积上已超过5亿吨 钢的规模，应用范围和层次达到无孔不入，无人不 用的程度，对人民牛活和国家建设的贡献更是有目 共睹，这些都为我们在剧烈动荡的形势下坚定信心， 迎接挑战带来动力和支撑力量，因此要调整好心态， 把握好机遇，迎难而上。 2 在科学发展观指引下，改性塑料行业得到迅猛 高速发展，已成为塑料加工工业重要的一支方 面军和塑料加工工业走出低谷，持续健康发展 的强大推动力量 2．1塑料改性已成为得到普遍认可的-l'-J科学， 塑料的改性与加工已成为塑料加工工业持续 快速发展的重要举措 塑料改性是一门科学，它的学术基础涉及多个 领域，而将理论用于生产实践就诞生了翅料改性的 实用技术：实践过程中遇到的种种问题反过来又促 进了改性理论和学术的发展，这一过程始终伴随着 整个坦料工业的发展历程，而且近年来越来越显示 出其重要性。 塑料改性是指通过物理的、化学的或二者兼具 的办法使塑料材料的性能向人们所预期的方向发生 变化，或者使成本显著降低，或者使某些性能得以 改善，或者赋了塑料材料全新的功能。改性的过程 可以在合成树脂牛成的过程中(聚合)发乍，也可 以在合成树脂被加工的过程中进行。从广义上讲塑 料改性是无所不在的，在改性塑料作为一个特征明 显的行业出现之前，塑料改性的技术就已得到普遍 的应用，如上世纪六、七十年盛行的PVC螺料管材、 鞋底、电缆料、聚乙烯钙塑瓦楞箱、耐老化聚乙烯 农膜等等，都可以看到埋料改性技术的烙印。今天 在更为广泛的范围和更深的层次上，塑料改性已经 改性塑料行业发展现状、趋势及对助剂的需求 刘英俊 成为塑料加工不可或缺的～门技术，～种手段，～ 个达到技术上、经济上预定目标的最佳途径。塑料 工业的发展，塑料产业内合理的分工触发了一个夹 在生产合成树脂的大裂石化企业与生产具体塑料制 品的塑料加工企业之间相对独立的行业即改性塑料 行业的诞乍，即以生产多种用途和特性的中问粒子 料为—卜要产品的行业。它以“专业化”、“规模化”和“功 能化”的三化原则为立业之本，自上世纪八十年代以 来，经过二十多年的发展，已形成填充母料、各种 功能母料和改性专用料产品达数百万吨，企业总数 数百家，从业人员数万人的新兴行业，是飞速发展 的我国塑料工业实力强劲的一支重要的方面军，也 是在高分子材料加工与应用领域，不论是学术上、 技术一J：还是在产业卜都最为活跃、最具发展前景的 领域之一，为我国塑料工业持续快速的发展乃至整 个国民经济的发展都做出了突破贡献! 塑料改性技术和改性塑料产品的重要作用在 于： 1)它是在保证塑料材料及制品在达到使用性能 要求的前提下降低生产成本的最有效的途径。 我国氇料材料及制品的总成本中，原材料费用 占到一半以上，有的甚至达700／，80％，因此尽可能 降低原料所占的成本对提高产品市场竞争力，增加 企业经济效益具有显著的现实意义。 2)它是提高产品技术含量、增加其附加值和获 得独特功能的新型高分子材料的最适宜的途径。 通过填充、共混、增强等改性工艺，塑料材料 在某些方面的性能到改善，或者在电、磁、光、热、 阻燃等方面被赋予全新的功能，可以很容易达到某 种用途的要求，而要通过化学合成的途径研制一种 具有某种功能的全新结构的聚合物，有时是完全不 可能的，有时则会耗资、耗时巨大。 3)在落实国家发展循环经济、建设资源节约型 和环境友好型社会的战略决策中，无论是以非石油 资源替代石油资源方面，还是废弃资源再串利用方 面，或是研发环境友好裂产品方面，塑料改性技术 都发挥}H了不可替代的优势。 近年来以无机矿物粉体材料改性的环境友好型 塑料材料，以麻、竹、木、秸杆、稻壳等天然木质 纤维改性的塑木材料，以淀粉塑料、聚乳酸塑料为 代表的全生物降解塑料等新材料不断涌现出来，有 的已经实现产业化。这些材料的制造都离不开塑料 改性的理论与实践。 4)塑料行业的持续快速发展吸引了社会的普遍 关注，在塑料制品及相应加工设备大发展之后，更 多的投资和目光开始转向改性迥料领域，规模更大、 涉及面更宽、科技含量更高的改性塑料大发展时期 正在到来。 2．2贯彻落实科学发展观，以全新的视角规划展 望改性塑料行业的未来 科学发展观就是要强调全面、协调、可持续发 展，国务院文件指出“本世纪头20年，我国将处于 工业化和城镇化加速发展阶段，面临的资源和环境 形势十分严峻。必须⋯⋯按照减量化、再利用、资 源化的原则，采取各种有效措施，以尽可能少的资 源消耗和尽可能小的环境代价，取得最大的经济产 出和最少的废物排放，实现经济、环境和社会效益 相统一，建设资源节约型和环境友好犁社会”，中国 共产党第十六届五中全会明确提出把资源节约做为 基本国策，发展循环经济，保护生态环境，把资源 利用效率显著提高，生态环境明显好转列为到2020 年构建社会主义和谐社会九大目标和任务之一，力 求把经济社会活动对自然资源的需求和生态环境的 影响降低到最小程度，实现最大经济和社会效益。 这就要求我们必须转变观念，以新的发展模式和经 济增长方式规划行业的未来。 积极应对各种挑战，通过技术创新提高产品的 性能价格比，努力开拓市场，在竞争中赢得主动 市场是残酷的，如果说实践是检验真理的唯一 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，那么在遵循相应法律法规前提下，也可以说 市场是检验产品成败的唯一标准。随着改革的深入， 市场的认可和接受逐渐成为企业成败的丰要标志， 当然垄断、关系、甚至机遇仍然在起着重要的作用， 但最终能够赢得市场。使企业立于不败之地的仍然 是创新的技术支撑的不断创新的产品。 关注并大力抓好非石油类资源作为塑料原料使 用的研发与应用工作 2007年我国原油开采量为1．87亿吨，位居世界 第5位，天然气开采景为693．1亿立方米，位居世界 第11位。据预fIN2020年我国石油消费最将达到5 亿吨，对外的依存度将升至60％，意味着将近3亿 吨的石油要从国外进口。尽管石油化工企业消耗的 石油仅占总最的10％左右，但3吨原油才能加工出 1吨乙烯的事实提醒我们节约石油资源的紧迫性和 重要性。 石油作为地球上不可再生的资源，近期是国际 上政治、经济、军事冲突的核心问题之一，远期面 临着紧缺、稀缺乃至枯竭的不可逆转的结局。从现 在起就要积极使用资源相对丰富的非石油类资源， 如非金属矿粉体材料，或者使用可持续供给的非石 油类资源，如木粉、秸杆粉、淀粉等。虽然现在已 经有了～些成功应用的经验，某些材料的使用也己 达到～定的规模，但必须承认在应用技术上还存在 这样或那样的不足，如密度大、强度低、卫生性能 不达标、环保作用不明显、制品表面不理想等问题； 有的虽然功能性突出，但制造成本过高，这些问题 ．．295．． 刘英俊 改性颦料行业发展现状、趋势及对助剂的需求 都影响着或者制约着非石油类资源在更广的范围内 和更大的规模．卜替代以石油为原料的合成树脂的步 伐，进一步解决添加物的分散及与基础树脂的相界 面亲合问题，进一步解决非石油类高分子材料的加 工和应用问题，是我们今后塑料改性技术创新首当 其冲的重要任务。 A． 正确对待废弃塑料再生利用过程中的一些负面影 响问题，努力提高再生塑料的可利用性和技术含 量 我国废弃塑料的再生利用总体形势是喜人的， 除少数品种(如购物袋和复合包装膜片等)外，‘都 正在得到充分回收和再利用。目前不仅国内产生的 废弃塑料大部分已经妥善回收，而且从世界各地进 u的废弃塑料也以20％以L的增长速度年年递增。 不可否认，多数的废弃塑料再生利用水平还处在初 级阶段，粗放式的、低水平的加工极大地破坏了材 料尚存的使用价值，同时由于行业门槛低和监管不 力，还带来新的环境污染问题，不断曝光的“洋垃圾” 事件，更是推波助澜，把社会关注点聚焦到废弃塑 料再牛利用行业的负面影响上，极大地损害了这一 行业的形象和声誉。 今天废弃塑料再牛利用的重要意义已经不像合 成树脂紧缺的年代，单纯作为塑料加工原料的补充 了，从更高的、更长远的角度来看，废弃塑料和石 油一样，是宝贵的资源。一方面要像管理煤炭行业 那样，加大行业管理力度，杜绝负面影响；另一方 面就要依靠耀料改性技术，提高再牛利用加工的技 术含量，提高再生塑料产品的附加值，为再生塑料 行业依靠自身的力量加大环境治理力度打下良好经 济基础，才能逐渐改变废弃塑料再牛利用行业以牺 牲环境为代价而发展的被动局面，真正为实现循环 经济开辟通畅的道路。 3塑料改性关键技术进展及对加工用和性 能提升用助剂的需求 3．1粉体粉碎、研磨、表面处理一体化技术及相 应助剂 目前塑料填充和增强改性所使用的粉体材料可 分类如下： 厂非矿粉体1 事得： 譬奢磊番水镁石粉’童 ·l 厂磷一 一秽辫麟蓁 黼一 卜盏淼稳删．粉体材料] 脱结晶水而得：⋯”一’ l L特殊工艺制得：雾磊羹祷譬蒙篓晶 L工业废渣：红泥、自泥、粉煤灰徽珠等 卜有机物粉体：米粉、秸轩糟、果壳糟、淀粉等 L碳质糟体：炭黑、碳纤缝、石墨等 非金属矿粉体如重钙、滑石粉、硅灰石粉、水 镁石粉、重晶行粉等，在塑料填充改性使用的各种 粉体材料占据重要地位，其总量达300万吨以上。 上世纪八、九十年代其注意力-丰要放在粉碎和分级 上，表面处理即粉体颗粒表面由亲水性变为亲油性 的技术、设备和相应的助剂得到充分的发展，在粉 体颗粒的粒度达到几岬到几十岬的情况下还能通 过改造过的高速混合机和硬脂酸、铝酸酯、钛酸酯 等助剂实现表面有机化。进入到二十一世纪，“纳米” 概念时髦起来，粉体超细化、微细化、超微细化成 为粉体加工技术先进的象征，在粉碎、研磨过程中 确实出现一定比例的在三维方向某一维或多维方向。 尺寸小于l“m，甚至小于0．1pm的粒子，可借在随 ．．296．． 后的分级、包装、储运过程中，这些微细或超微细 的粉体颗粒又重新凝聚在一起。真正到_I坦料加工企 业手中并用于实际填充改性作业的粉体颗粒是凝聚 在一起的“团粒”，而且在现有的混合混炼加工设备 上是不可能将这些“团粒”打散，从而取得更佳的改 性效果的。 纳米技术指的是充分发挥具有纳米尺度的粉体 颗粒的小尺寸效应、大比表面积效应和量子化效应， 作为分散相使基体塑料材料的性能在宏观一|：发挥质 的飞跃。多年的实践表明，如果粉体颗粒的尺寸越 小，且能以单体粒子的形式像岛屿一样均匀分布在 基体塑料的汪洋大海中，既使粒子的尺寸达不到纳 米尺度，也仍然有极佳的改性效果，因此适当地降 改性甥料行业发展现状、趋势及时助剂的需求 刘英惶 低粉体颗粒的尺寸，防止凝聚，并能以较小的尺寸 已经凝聚的耪体颗粒在目前常用的高速混台机 将这些粉体颗粒分散于基体塑料中是当前塑料改性 中进行襄面活化处理时是很难被打开的，而高述运 最为实用的关键技术。 动状态F的粉体颗粒|{I互摩擦桠易产乍静电，如果 图I解聚剂对碱轻碳酸钙擞粒凝聚作甩 的对比电镜照片(10KV、2万倍) 不能及时将其表面有机化．倒有研能增大进一步凝 聚的机会．使得在塑辩基体中的分散更加用难。 些企业的创新技术表明．在微细粒子刚刚形成的瞬 间就进行有效的包覆。可以大大醯轻再次凝聚的现 象。 宝鸡云鹏塑料科技有限公司自行台成解聚剂， 在碳酸刽粒子高速运动并笈一}碰撞的状态下．通过 解聚剂对瞬问生成的微细颗粒表面实现包覆，最太 限度地避免r再凝聚现象．见图1。使用该种活化钙 制成的聚乙烯地膜，其力学性能几乎与纯塑料膜的 性能相当，见裘5。 表5加^15％的经解囊剂包疆的碱酸钙的LLDPE地擞的性能 云鹏塑料科技冉艰公司是将已达一定细度的碳 酸钙再经过自行设计和制造的装置进行解聚厦倡联 处理的，如果能在粉碎、研培的过程中，在微纽的粉 体颗粒被击碎的瞬问就及时地包覆，阻止其凝聚．再 经分级、包装、运进到用户手中，势必可以节约能耗、 工时．达到事半功倍的效果。 重庆嘉世泰化T有限公司基于这样的思路研制 成功助磨偶联剂，即在原偶联剂的基础上，通过引进 新的化学基团．将偶联、分散、改性等功能集于一体． 改变了原来的无机物为拨心的助者剂单防凝聚作 用的机理，当微细粒子新生表面呈现最大活性的瞬 问．就咀带有有机链的助磨偶联剂分子与其拉生化学 键台反应．在耪体加工厂就苷巨生产出能与高分于材 科相亲合的活性耪体材料。 嘉世妻公司的助麝偶联剂冉：重钙的牛产过挫中 试用取得令鼓舞的成果，袁现在： 1)重钙粉的堆积体积有所增大，达到10％左右； 2)不再使用其它种类的助磨剂，而且使用的助 磨偶联荆总量仅为二次活化用普通偶联剂的lm左 右即可； 31两道工序合并为道，节能、省工、省包装， 降低成本： 41减少粉尘污染，改善操作环境。 3．2耪体表面处理期特更为高教、更具针对性的 处理剂 粉体颗粒化学组成的多样性目I表面性质的复杂 性决定了表面处理技术及助剂不可能是唯一的．以 不变应万变的。一些企业的实践经验表明，使用针 对性明确的，性价比更高的表面处理剂不仅是必要 的，也是可能的。 1)滑石粉的颗粒形态和表面性能％碳酸钙截然 不同，一些成功用于熏钙和轻钙表面处理的助剂， 如硬脂陵、铝酸酯、钛酸酯等，a一用于活化处理滑 柯粉时显得极不匹li己． 些企业使用硅烷偶联剂反 倒有较好效果。 2)为了尽晕减轻矿物填料对基体期科(目前_丰 要是聚乙烯)透光度的影响，近期流行起来无水硫 酸钠(元朗粉)为主要成分的填充母辩．在PE薄膜、 管材等制品中有较好透明敏果，但随之而来的问题， 是容易吸尉水分成为带结晶水的物质．在制品表 面结出白霜．另_。问题是强酸强碱性的硫酸钠对塑 料加工设备、模具的腐蚀不可避免。如果有种助 剂既能将其表面有机化．又能包覆效果好．失去吸 附水分和腐蚀钢铁材料的能力．分散在聚乙烯靼科 中又能保持聚乙烯的透光性，那就定大有用武之 地。 重庆嘉世泰塑胶改性村料应用研究所自行合成 古sH键的硅基偶联剂和RA酗稀士接枝脂肪酸 盐透光剂．用于处理无水硫睦钠和滑朽粉部取得预 期效果，是沿着高效、专用助剂创新的有益尝试。 3)南京挤和化学育限公司不断改进用于PVC 型材的轻钙表面处理剂，研制成功的Ⅻ系删改质 因一函 刘英傻 改性塑料行业发展现状、趋势及lI助剂的需求 昂近研制成功的XH—CBOI型功能改质剂不仅可以地看到不同处理剂处理的同种轻钙．在PVC基体 改善PVC犁材的加工性能，而且在提高碳酸钙用罱 卑{料中的分散情况。 近倍情况下，仍能使PVC型材的物理机械性能达 ≥、 PVC／ACR40]／CP“仕自耪胜稳定荆／处Ⅱ好的Pcc=】00·2：8-45 45·25 硬脂酸 错酸角 钛酸酯 井通战质剂 功能改质剂 (180¨ (DL』IIf)(NDZ-20¨ 粒忡删服强度(MPa) 拉伸断裂强度(Mh) 拽伸断裂伸长$竹∞ 弯曲横量(Mh) 注r不同表面处4剂用量同为PCC的1．2％，110℃高混机中揽拌加分钟后狰却軎用 表7使用XH-CImI处理的轻钙(PCCl0I) 对PVC型材(T帅框)加I性能的影响 ～～～～。～ m女∞* 塑化时删 展小转矩 最大转矩 平衡转拒 Ⅲ#目女 、、、、～～ (s) (Nm) (Nm) 原配方．青13份普通活化轻钙 新配方．吉25份PCC．01 表8使用XH_cBOl处理的轻钙(pCC-OI 对PVC型材(TSO框)物理机械性能的影响 =～、、、～芝 原配方，音13份 新配方，冉25份昔日镕化轻钙 拉伸强度(MPa) 加热后状者 台搭 台格 无气泡、裂癌，麻点 加热目Jt寸变化卓(％) 焊角强度(N) 低温落锤冲击(破损数) 通过 通过 拉仲断裂忡长率(％) 弯曲横嚣(MPa) 维卡轼化点(℃) ^．硅脂酸齄4 m钍酸酯娃理 C：XII．．C咖I处理 图z不同活化钙在PVC基体惭敢情况 3j含水或多羟基表面的粉体处理技术与所需的 助剂 一298- 改性塑料行qk发展现状、趋势及对助剂的需求 刘英俊 重钙、轻钙等粉体材料在进行表面活化处理前 都需要干燥，因为水分的存在会显著影响偶联剂的 作用效果，这无疑要消耗更多的能最和延长操作周 期，降低生产效率。如果偶联剂能在含水的粉体升 温过程中不受水分的影响，将对粉体表面处理技术 的改进和节能降耗都做出重大贡献! 另一方面淀粉作为生物基降解塑料的主要成 分，以完全不同于上世纪九十年代淀粉添加型降解 塑料的全新姿态重新登卜业内关注的舞台，根据国 务院办公厅文件要求制定的“塑料购物袋”国家标准 中就专门有含淀粉的一类(淀粉塾塑料购物袋)。淀 粉的表面处理始终是淀粉塑料的关键技术之一，其 粉体颗粒的多羟基性使之有机化所适用的助剂截然 不同于无机矿物粉体。和淀粉粉体颗粒表面相似的 是“木粉”，这里的“木粉”是广义的，是指各种植物类 具有木质特征的粉体，如稻壳粉、竹粉、秸杆粉等， 它们的特征一是含水最高，经阳光曝晒后其水分含 量还达到6-8％，另一特征是粉体颗粒表面遍布羟 基。木塑复合材料是目前国家大力倡导的绿色环保 材料，但倡导十多年的结果是全国一百多家与木塑 有关的企业，包括出u其木塑产品总量仅仅达到15 万吨／年。产业化步伐缓慢的原因很多，经济卜的原 因是主要的，但技术上的原因最关键的就是“木粉” 的表面处理，工艺不理想、助剂不理想、与塑料基 材的相容性不理想，更多地还停留在展品、样品阶 段。 3．4强碱性粉体所需要的专用表面处理剂 当前为了解决碳酸钙等粉体材料的含水问题， 代替升温干燥的做法是加入少量氧化钙，利用其吸 水性将粉体吸附的水分减至最低程度，因为氧化钙 吸水成为氢氧化钙后进入塑料基体中仍有机会与渗 透进来的二氧化碳结合成为碳酸钙，就地成为对塑 料无害的填充材料。但由于氧化钙的强碱性，且对 其表面包覆的特殊性——一方面要使其有机化，以 便和基体翅料亲合，另一方面又要求仍然保持高吸 水性，即不能包覆太严密，这就需要有针对性极强 的专用表面处理剂。作为最佳绿色环保的无机阻燃 剂氢氧化镁和氢氧化铝也急迫需要针对强碱性粉体 的专用高效表面处理剂。 3．5用于ABS和ACS的耐高温、高效热稳定剂 ABS是使用鼍大面广的蕈要朔料品种，国产及 进口ABS树脂的表观消费量已达300多万吨。由于 火灾损失的惨痛教训，塑料的阻燃已成为社会共识。 ABS使用溴系阻燃剂除面临《电子信息产品污染控 制管理办法》对有毒有害物质的限制之外，加入阻 燃剂后对塑料材料性能，特别是冲击性能的影响也 十分关键。阻燃ABS的先进配方是使用CPE135C， 既保持必须的阻燃性能，又使阻燃ABS有良好的冲 击性能。同时CPE的存在可使阻燃ABS在垂直燃烧 时不发牛滴落，也是CPE的突}H优点。我国Itl主开 发的CPE135C在阻燃ABS中应用的效果已能和杜 邦公司的产品CPE361IP及日本大阪曹达公司的产 品G235相媲美，其不足之处丰要表现在热稳定性 上，这和我国CPE135C产品的分子结构以及在产品 中残留的杂质有关，但也不能同避和所使用的对含 氯材料的热稳定剂的效能有关。 轻工业塑料加工应用研究所的试验结果如表9 所示。 ’ 表9 hu／k--种CPE的阻燃ABS力学性能(CPE用量为8phr、弯曲样条的CPE用量为4pbr)汰： 拉伸 断裂 冲击强度 弯曲 弯曲强度 伸长率 简支梁缺口 悬臂粱缺口 强度 模量cPE牌号 ＼ (MPa)(％) (kJ／m2) (kJ／m2) (MPa)(MPa) 圈产135C 41．5 17．2 153 9．8 71．6 2603 杜邦361IP 40．0 17．6 12．7 9．3 71．0 2459 日本大阪曹达DAISOG235 41．4’ 18．1 13．2 9．4 72．O 2478 无论是动态试验(转矩流变仪中观察物料转矩 变化)判断其开始分解的时间，还是静态试验(观 察烘箱内加热试片颜色变化)判断其热稳定的效果， 都显示}H杜邦产品具有更为优异的热稳定性。 从理论上讲，ABS分子结构中因存在双键致使 耐候性差，易泛黄、变脆。用全饱和的氯化聚乙烯 橡胶代替丁二烯橡胶制成的接枝共聚物ACS则有优 异的耐候性，同时还具有ABS不具备的抗静电性和 一定的难燃性，是替代其它方式制成的耐候型ABS 的最佳选择。由于ACS中的氯化聚乙烯约占 2肌30％，故其本身能否在接枝聚合、脱挥造粒、成 型加工等一系列过程中保持稳定而不发生热分解是 极其关键的问题，和用于阻燃ABS一样同样需要高 效和耐高温的热稳定剂保驾护航。 CPE对粉体材料具有优异的可包容性，除溴系 阻燃剂外，也可成为多种矿物粉体材料的载体，利 用其与ABS良好的相容性，实现ABS的填充、增 强、增刚及功能性改性，因应用前景十分广阔，因 此研制出适用于CPE135C或CM(氯化聚乙烯橡胶) 的高效且长效的热稳定剂十分必要，也非常紧迫1 3．6研制浅色低电阻率填料，实现塑料材料长效 抗静电 多数塑料材料兼具高的表面电阻率和低的介电 常数，因而在其表面极易积聚电荷，即静电。静电 ．．299．． 刘英俊 改性颦料行业发展现状、趋势及对助剂的需求 引起的问题小则是吸尘、带丰f{J司电荷的物体相互排 针对各层聚合物种类，使用相应的相容剂。例如以 斥，大则放电引起电击，甚至导致火灾或爆炸。LLDPE为面膜，以PP无纺布为基材的复合膜；以 抗静电的原理主要是提高塑料材料表面的导 BOPP或CPP为基材，以LDPE为表面层的复合膜； (静)电性，防止电荷积累。 以pP或PE为基材，P：A为阻隔层的复合膜等等。 内或外抗静电剂使用非常普遍，其=E要不足是 (2)混杂型废弃塑料 迁移损耗大不能持久，而且对塑料材料的表面性质， 最典型的情况是从城市固体垃圾中同收的各种 如热封性、印刷性等有不利影响。 废弃的包装袋、瓶、盒等，主要是各种牌号的聚乙 导电填料可具永久抗静电性，除真正的金属粉 烯、聚内烯的塑料袋，有的材质是在原料时就掺混 末外，最具实用价值并现在大量使用的是炭黑。为 在一起进行加工的。其成分之复杂、种类之繁多是 形成必要的导电网络，炭黑用量较大，且必须呈浓 不可能将其分类再分别加工利用的，唯一的方法就 浓的黑色，这对某些场合，如办公室或煤矿井下使 是使用适用面宽、作用效果强的相容剂，使各种成 用抗静电塑料制品是极不利的。 分能够相，巨联系成为宏观性能均一的体系。北京石 将不导电的非金属矿物粉体表面上沉积一层具 油化工学院将城市固体垃圾中拣出的塑料膜、袋， 有一定导电性的物质制成浅色导电填料应当成为解 用自行研制的高效相容剂，配合以其它改性材料， 决塑料材料抗静电的新思路。 加工制作木塑复合托盘或其它装修材料，技术性能 东华理工大学根据Sn02晶体中如掺杂一定量的和经济效果都十分理想，其中的关键仍然当属相容 其它金属离子，使其品格产生缺陷即能具备半导体 剂。 特性这一原理，在廉价的行英粉末表面包覆一层掺 (3)PET瓶的合金化再生利用 杂Sb203的Sn02，制成以石英为核，表面可导静电PET饮料瓶的用量越来越大，而且已成为人类 的浅色抗静电填料。他们实验室制成的这种抗静电 社会牛活中不可缺少的必需品之一。据统计PET瓶 填料本身的电阻率为6x106Q·cm，用于配制抗静电的回收量每年已达100多万吨，而且还有迅猛增加 涂料，其电阻率达1．57x107Q·cm，其抗静电性能达之势。 到国家“液体石油产品抗静电安全规程”标准的要PET瓶的再生利用主要途径当属制作涤纶短纤 求。 维。曾几何时，从欧洲廉价进口的回收PET瓶在国 3．7废弃塑料再生利用技术提升的关键助剂—— 内熔融纺丝制成套头衫再以高出几十倍的价格出口 相容剂 到欧洲，创造}H极佳经济效益一度成为美谈。如今 相容剂的重要性和在塑料改性中的作用是不言PET瓶越来越多，而短纤维市场达到饱和，PET瓶 而喻的。在巨不相容的或相容性不佳的不同聚合物 的再生利用方向必将出现重大转折。 之间，相容剂能改善聚合物界面性质，增强相界面 国内有的企业力图实现瓶到瓶的利用，既将回 处的粘合力，防止出现相分离乃至分层等作用。 收PET瓶经过严格清洗，适度增粘，重新达到瓶级 目前最为成功并工业化的增容剂当属马来酸酐 聚酯的特性粘度，再用于盛装水或各种饮料。据说 接枝物。例如PP在过氧化物作用下能与马来酸酐反 世界上已经有十七个国家批准使用废弃同收PET瓶 应，可直接用于PA／PP体系的增容，提高PA／PP混再牛后重新用于食品包装，他们希望中国成为第十 合物的lzod冲击强度和拉伸强度，苯乙烯一丙烯腈 八个国家。但这一前景十分渺茫，估且不说在石油 一甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和马来酸酐接枝 化工企业牛产的全新聚酯源源不断供应市场，货源 PP，都能有效地对PP／ABS体系起到增容作用等。充足，而再牛聚酯的技术、经济性有待考核，就是 废弃塑料作为一种资源加以合理的再生利用是 仅从消费者心理来说，在食品安全频出大事的中国， 当前乃至今后长时期塑料产业绿色环保的标志之 让消费者接受废旧塑料再生瓶盛装饮料这一举措恐 一。我国合成树脂表观消费最近5000万吨／年，而每 怕有相当难度。 年产生的废弃塑料及经过海关进口的废弃塑料总和 有的企业力推扩链剂，在尽最避免PET再生加 就达2000万吨／年。废弃塑料再生利用行业发展的关 工过程中发生降解的同时，使用BASF美国Johnson 键问题就是如何提高再生利用的技术含量和减轻对 公司ADR系列扩链剂，使聚酯分子发生偶支化反 环境的污染问题。 应，不需经固相增粘反应就可提高PET的分子量， (1)层状复合型废弃塑料 即提高其特性粘度，从而可使PET瓶片重新用于吹 为了达到理想的使用功能，塑料加工企业有时 瓶。 将不同聚合物以层状复合形式加工成复合膜、片等 ADR扩链剂是一种特殊功能的丙烯酸共聚物， 制品。回收后将其分离然后分别再生利用往往是不 其有效成分是带环氧官能团的苯乙烯／丙烯酸共聚 可能的或花费过高代价而不合算。最佳的办法就是 物，能与PET、PBT、PC、PA、POM、TPU等多种 ．300． 墼堡翌型堑些墼垦型苎：塑翌墨型塑型堕重查 塑茎丝 聚合物发生缩聚反应。酗3为使胡扩链剂的不同起 装瓶、薄膜的制品加工。 点的PET特件粘度Iv与ADR用帚的戈系。 鉴于ABS的应用广泛、市场广阔，PET瓶H收 一一*K“ 一】Vnnfi25一‘’。1vo：0800 】vo 0 000 圈3不同IV起点的PET加工后lv与ADR用量的关系 图ilJ纵取标为加入ADR混炼后PET的特性黏 度Jv；横坐标为ADR的加八量Q=囤中j笨、浅色 曲线为不同初始黏度PET加入ADR后产生的特性 黏度lv值的IV-Q戈系曲线。 裹中细黑色斜线表示过星加入ADR将会在产 品十产生不融物一凝腔的稿界点。枉安际加工应用 时，可用以下公式进行计算。其中： IVw=I3】m3595xQ IVw--PET加入ADR加』．后可能产生凝脞的特 性黏度数值．dL／g O—ADR的添加量，％ 北京崇高纳米科技有限公司的做法是将层状硅 酸盐以纳米级(约30rim厚、1000hm妊宽)的尺寸 分散在pET基抖中．硅酸盐以层状取向形成马赛克 式排布，可大幅度提高PET的阻隔性，降低氧气渗 透率，同时还可显著提高PET强度和耐热性。 高阻瞒型纳米复台PET树脂的特性及用造： 表观特性枯度：072 氧气透过率：较纯PET降低30％ 应用：可用于增强、增强咀燃、增韧、低翘曲 等工程塑料的加T，也可用于高阻隔要水的PET包 后的竹格远远低于ABS，且所』t有的沽狰程度、材 料性能保持柙度部不同f其它州收塑料．培应当考 虑的是台金化再生利用．肯当其冲就是ABS／PET合 金。就像ABS／PC台金U得到极为，泛的认可和成 瑁一样，只要解决好相容剂的问题．完全可以得到 更为r阀的高值化利用，茨挥ⅢPET本身加工流动 性好、耐磨、刚性好等忱点，在箱包、U生洁具、 玩具等多种塑料制品领域大显身手。 3．8校壳结构的助剂具有更高性能价格比和更强 市场竞争力 胁剂的作用，七论足化学的、物理的、机械的 哪种作用．部町虬看成是_f1=分子水平r进行的， 因此助翘的作用好环除助勰本身的化学组成外，蘑 要的是用量的多少和如何均匀分布和分散到所起使 用的体系中去。以相对低廉的尤机粉体材抖为核， 将功能助剂以分f彤式沉积在粉体颗粒的表面，不 但有助于助剂的分市和分散，而且计不影响其功能 性，从而可咀获得更商的性价比，什时还会甚于刚 性粒子增韧理论．获得更佳的协俐效粜。 清毕大学粉体工程研究室在引进国外先进装备 的基础L，研究开发微纳米颗粒包覆复台技术．实 现桉壳结构功能性复弁粉体的制备1业化。 微蚋米颗粒复合技术己成功用于碳酸钙颗粒表 面的纳米化包覆，改变了普通碳酸钙颗粒的表面形 貌，比表面积显著提高，在塑料、涂料和纸张等高 分千材料中的应用有明显的提高材料性能和加L性 能豹效果。 大连无元精细化工有限公司的专利技术——超 低玻璃化温度弹性体复合改性PVC高效加I：助剂 ATM就是以无机刚性粒子为校．在表层形成丙烯醴 酯类接枝于烷基丙烯酸甬弹性体的包覆物，和传统 使用的ACR相比，不仅对PVC的改性作川更为优 异，而且使用成本显著降低。表10列j}{ATM-310B 和ACR在PVC型材中健用的效果。 表lo^1’M，3IOB和ACR在PYC型材中使用兢景比较 、、、、、J3要y材性能 拉仲强度 断裂伸长牢 简支桨冲击强度(Id／m2) 自度 PVC≈#E女、、、＼(MPa) (％) 使用ATM．310B 593 80A *月ACR 56I 78l 在PVC型材配方一定的情况下，用ATM-310B 取代ACR，可达到相同其至更好的物理机械性能， 但园AIM为桉壳结构，困此在使用成本I-：h"明显竞 争优势。 台肥图融新材料有限公司研制成功核壳结构的 洁生产的ACS，因没宵l％显的海岛结构，使 ACS／PVC体系呈明显脆性，以止机粉体刚性粒r为 核，表面包攫层适度交联的弹性体为壳的TMCC。 较之MBS，ABS岛腔粉、抗冲彤ACR等，不仅增 韧技果显著，而且对ACS／PVC台金的刚性和耐候性 ．301． ；1：一口4《#94qaP￡ 刘英俊 改性翅料行业发展现状、趋势及对助剂的需求 影响小，使用成本也具显著优势。表ll、表12为TMCC和ACR对ACS／PVC体系增韧效果的比较。 表11核壳结构TMCC对ACS／PVC体系增韧实验的物料配方 ACS PVC ACR-11 TMCC 助剂 0# 60 40 适量 1# 55 40 5 适量 2样 51 40 5 4 适量 3样 50 40 4 6 适量 表12核壳结构TMCC对ACS／PVC体系的增韧效果 测试方法 拉伸强度 弯曲强度 弯曲模量 IzoD缺口冲击瞎融指数(200℃ 热变形 (ASTM)(NⅢa) (M衅a) (Ⅳ呼a) (rO／M2) 5Kg) 温度(1．8MPa) 雠配方 35．6 54 2240 5．7 25．4 66 1#配方 32．5 48 2080 12．6 24 62 2#配方 36．8 56 2280 17．8 20 67 3#配方 42 60 2470 19．7 19 7l 由表10的数据可看出，TMCC对ACS／PVC体 系有较好的增韧作用，在热变形温度提高的情况下， 使用6％的TMCC，并配合适量ACR可将ACS／PVC 体系的LZOD缺口冲击强度提高到三倍多，而此时 材料仍能保持良好的强度和刚性。 4结语 助剂行业的市场之一是塑料加工领域，多年来 正是助剂企业和从业人员的鼎力支持，塑料改性学 术与技术的进步和改性塑料产品大量涌现才成为可 能。在当前全球经济滑波，国内实体经济受到冲击 的情况下，改性塑料行业也面临着调整战略，重新 ．302 洗牌的局面。面对困难，除去要有坚定信心迎新挑 战之外，最关键的是不断的创新，用创新的思维、 创新的技术，不断研究开发出创新的产品，才能真 正在国内外剧烈的动荡和激烈的竞争之中使自己的 企业立于不败之地，行业得到持续健康的发展。在 这里我衷心地希望助剂行业倾听我们下游用户的呼 声，研制和开发出具有更高性能价格比、又安全环 保、更易操作使用的加工用助剂和材料性提升用的 助剂，再助我们改性塑料行业一臂之力。让我们两 个行业继续强化相互联系和相互支持，共创协同发 展大好局面!