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徐东东:PPO/PA合金产品的相容化研究及市场应用
时间:2015-09-01   来源: 包装前沿   阅读:5502次

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  2015年9月1日,由“同时具备上游聚合、下游改性技术平台”的佳易容®主办的2015(第三届)聚合物相容化技术国际高峰论坛在上海虹桥元一希尔顿酒店顺利落幕。

  举办此次会议的主要目的是促进相容剂领域的技术交流,加强下游改性行业对这一领域的理解和认识,从而推动整个产业链的技术创新。

  会上,上海日之升市场部副经理徐东东以 “PPO/PA合金产品的相容化研究及市场应用”为主题发表了演讲。

  上海日之升市场部副经理徐东东发表主题演讲

  徐东东:大家上午好!我是来自上海日之升新技术有限公司市场部的徐东东,接下来我给大家做主题演讲,我的演讲题目是“PPO/PA合金产品的相容化研究及市场应用”。

  内容涉及三方面,首先,什么是PPO/PA合金产品?第二,PPO/PA合金产品的相容化研究。第三,它的市场应用。

  PPO是在1959年的时候由美国GE公司发明的,它在发明之初没有实际应用价值,到1966年GE将PEE和PS共混改性成功,才将改性产品推向市场,而且改善PPO产品快速发展,1979年旭化成打破GE垄断,用苯乙烯接枝法生产改性聚苯醚。直到80年代GE公司专利到期,巴斯夫、三菱、住友化学纷纷进入该领域,使得PPO得到多元化的发展。中国从60年代就开始研究PPO了,但是规模比较小,我们希望越来越多的公司为中国提供PPO原本,以摆脱PPO对国外的依赖。

  PPO中文名叫聚苯醚,别称聚苯撑氧或聚苯基醚。PPO具有其他工程塑料无法比拟的性能优势,这个优势主要体现在比重最轻、吸水最小、介电强度最高、高耐热性。

  PPO更容易使产品实现轻量化,吸水率也是最低的,实际上我们的PPO价格比其他公司要高,但是在市场上还有非常高的需求,最主要是能在潮湿的环境下保持稳定性。可以在广阔的温度和匹配下保持优异的电性。由于它苯环的结构,是所有工程塑料里面最高的,它的耐热性非常高。其外还有最小的线性膨胀系数,耐酸盐、饮料、洗涤剂,还有良好的阻燃性,它几乎不能单独地挤出,所以很多人对PPO感兴趣都是对流动性的研究。商业化的合金就是PO/PS、PPO/PA、PPO/PP。

  为什么会有PPO/PP的产品呢?PPO的流动性非常好,如果我们能够实现PPO和PA产品完美结合,就可以取长补短,避免单一性能的弱点,达到完美综合性PPO/PA的产品。PPO的分子链没有大的基团,被称为非结晶的聚合物,所以PPO/PA是不相容的材料,必须要对PPO/PA要做相容性的研究和改善。

  我们认为相容剂的研究,尤其是反应相容剂的研究,离不开它的加工工艺,因此我们认为加工工艺、螺杆组合和相容剂的选择是头等重要的,为了体现螺杆组合的重要性,我们做了这样的研究:我们研究了在普通的加工工艺条件下,不做任何相容化处理的PPO/PA的性能,我们发现在拉升程度达到40%的时候,出现了一个拐点,我们发现在PPA/PA含量比较低的时候,它没有形成传统的结构,两项组分有一些连续项目,少水组分更容易形成一个分散项,由于PPO/PA产品的黏度相差太大,比如说PPO黏度比较大,可以比作一个面团,PA66黏度比较低,可以比作水,我们可以把水珠放在面团里面,由于他的流动性太好,类似于双延性存在,随着水含量的增加,它这种性能是下降的。

  当PA66达到20%的时候,分散项目是PTO,这也是PA66的黏度比较低造成的,这个现象或者这样一个结论,给我一个很大的启示,就是做PPO/PA,黏度相差比较大的时候,首先要做一个物理的聚合分散,才能使得后面的研究有意义,我们做了非常大的研究。它的挤出工艺在做研究的时候非常重要。PPO我们分析了它的聚合冲击强度,它的冲击强度是3%,这没有太大的意义。

  我们与兄弟公司一起开发,他们定制了PPO-g-MAH,PPO有一个酸酐基团,这个酸酐基团可以和端氨基发生反应,生产一个大分子接枝物,起到反应相容性。我们做了表征分析,我们对体系进行了反应共混,对它的性能做了研究,研究的结果发现,随着PPO含量增加,它的拉升程度是显著的提高。从相态结构来看,他的尺寸也在不断减少,说明我们公司开发的定制化的相容剂,它确实提高了PPO/PA的相容。我们还研究了热性能,发现随着PPO的增加,两个相容峰的接近,佐证相容性的提高。

  下面是对PPO/PA的研究,但是它的韧性还是达不到,所以我们还是对PPO/PA/SEBA做了研究,从增韧体系的增加,它的尺寸在降低,拉升程度在提高,相容性得到很大的提高。正是由于定制化的选择,使得我们开发PPO/PA得到了突破。接下来我介绍一下PPO/PA的应用。

  一个是用在汽车里面的保险丝盒,它的作用是分配电源保护电器,分别是用在汽车发动机内,还有一个外壳,这个是PPO/PA来加工的。保险丝盒对材料有几个要求,一个是保险丝比较薄,因此对材料流动性有非常高的要求,对周边耐热性也有很高的要求,由于它要安装一些电器,对韧性也有要求。为什么还有PA66这个产品呢?你仔细看一下它的结构就会发现,它里边的结构是非常复杂的,这样复杂的结构对材料尺寸稳定性要求非常高,所以一定要达到一个尺寸稳定性就必须选择PPO/PA为核心材料。

  PPO/PA合金产品又使得尺寸稳定,我们发现吸水率和尺寸随着时间变化会更好一些。刚才也讲到它非常薄,所以要进行薄壁化的生产,我们通过螺旋流畅比来分析,表征产品流动性,这个比流动指数流动性更有实际的应用价值。我们对比发现我们的流动性更好,也就是说在同样的压力下更容易填充,它的表会更好一些。

  PPO/PA的另外一个核心市场化应用就是汽车的翼子板。现在路虎、奇瑞等翼子板就是用PPO/PA合金来做的,它的优点一个是减重40%,相比金属,第二耐微小碰撞能力更高,第三设计自由度,第四加工效率更高。塑料做翼子板也有一个问题,它有一个关键加工工艺是在线喷漆,在线喷漆对材料要求非常高,这个喷漆过程针对不同温度的变化,一般是达不到这样的加工工艺的。

  PPO/PA之所以用到这个材料,主要体现在三个方面,一是它的高刚性,二是稳定的强度,可以满足制定的强度要求。由于在线喷漆,它可以耐高低温,它的尺寸非常稳定,最后流动性比较强,符合结构设计的要求。

  除了汽车翼子板和保险丝盒以外,PPO/PA这个产品还可以应用到油箱盖、水泵叶片,正是由于PPO/PA优异的性能,所以它的市场应该非常广泛。以上是我对PPO/PA产品的详细介绍,下面对公司做一个简单的介绍。

  我们上海日之升是专业生产改性塑料的一家企业,我们产品主要集中在PP、PA类改性塑料技术。我们在2000年和韩国锦湖公司合作。我们的评价体系也非常齐全,在整个改性行业里面是很少见的。我们的PPO/PA产品,包括还有创新产品,都非常出色。我们的客户主要在家电、汽车、电工等领域。我们给客户提供的不仅是产品,更多的是解决方案。以上是我本次的汇报内容,如果有问题可以进一步交流。


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