20年专注抗紫外线、抗黄变

 
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    谈谈工程塑料注塑成型加工时熔化温度的控制
          工程塑料在注塑成型时,选择正确的熔化温度对产品品质的控制非常重要。通常工程塑料注塑允许熔化温度误差比成型非结晶树脂更严格,机器的成型条件直接影响产品的*终品质。如下是结晶型工程塑料POM(聚甲醛)、PA(尼龙)、PBT和PET(聚酯)的熔化温度及注塑成型温度设定参数表。       工程塑料注塑成型时熔化温度不允许太高或太低,正确的工程塑料熔化温度应在材料的熔胶温度分布范围之内。温度太高会使聚合物降解或分解,破坏聚合物高分子的链结,同时熔胶中的添加剂,如颜料、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂等,也会一起分解。结果会因较短的分子链产生而降低了制品的物理机械性质,外观出现各种明显缺陷和难闻的气味。当温度太低时,材料不能达到充分的熔融,聚合物结构无法完成成型要求的同质性,严重降低制品的抗冲击强度,并导致制品其它物理性质降低。除了熔化温度之外,工程塑料聚合物在料管内的驻留时间同样起着重要的作用。正常情况下,聚合物在料管内的驻留时间应在2到9分钟。如果驻留时间延长,即是熔化温度的设定是正确的,也可能发生热分解。如果驻留时间过短,熔胶通常不能完全达到均匀同质。       再来看看熔化温度设定错误而造成的制品缺陷。对POM而言,极度的热应力会造成制品的分解。当清理注塑机炮筒时,可清楚地观察到熔胶中形成气泡,并且会产生模具模垢和难闻的气味;PA在极端的熔化温度时会变色,喷嘴过热也会导致这样的结果。各类PA产生的热分解,可由制品机械性质的降低来识别。在实验室中,热分解能通过测量熔解粘度确认,但是注塑成型时不能够应用这种方法;PBT和PET对过热的反应更强烈,导致制品强度降低。在成型时仅凭PBT和PET制品外观很难识别熔化温度是否恰当。如果没有适当的质量控制措施,产品质量缺陷只有在组装阶段或该零件使用时才表现出来。当制品的变色时表示已发生严重缺陷。对于PA或PBT工程塑料,如果在清理注塑机炮筒时观察到有未熔融颗粒,说明熔化温度太低,或者过大的射出容量。       正确设定工程塑胶注塑时的熔化温度,如上表中列出的各种工程塑料的*佳熔化温度范围。通过注塑机炮筒的加热温度设定确定*佳塑料熔化温度不可靠,因为除了加热圈提升熔融温度外,螺杆旋转摩擦也产生热量。由此产生热量的多少取决于螺杆形状、转速及背压,影响塑料的熔化。下列建议可提升温度量测的精度,保持熔化温度探针直径小于1.5mm;预热熔化温度探针;当量测温度时搅动熔胶。       只有烘烤料温测量或没有准确的熔化温度时,注塑机进料段温度范围应设定高于熔点10℃到15℃,计量段温度设定比需求熔融温度低5℃到10℃,根据量测熔胶温度再作细微的调整。对于熔胶在炮筒内长时间滞留和短的计量行程注塑机,推荐使用炮筒各加热段上升的温度设定;对于在炮筒内熔胶短时间滞留和长的计量行程注塑机, 炮筒各加热段较平坦的温度设定可达到*好的胶料熔化效果。加热温度区域的温度设定不能低于聚合物的熔点。
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    谈谈EVA胶膜老化对光伏组件性能的影响,及EVA材料抗老化的方法
           光伏组件中聚合物封装材料的化学稳定性是决定光伏组件耐久性的一个重要因素。EVA作为光伏封装胶膜的主要材料,一旦它发生老化状况后,会对光伏组件性能产生哪些影响呢?增加EVA 材料抗老化的方法有哪些呢?        一、褪色。       光伏组件在运行过程中,EVA长期暴露在户外环境中会发生“黄变”和“褐变”。变色使EVA的透光率下降,使光伏电池的光电流下降,*终导致光伏组件的功率损失。造成这种现象的主要原因是EVA封装材料在紫外光和渗入的水汽等破坏因素的共同作用下化学组成发生了变化,生成了不饱和多烯烃生色团,随着不饱和多烯烃化合物的积累,EVA的颜色会逐渐加深,从浅黄到深棕。       二、分层。       EVA降解会导致其粘附力下降,发生分层,从而使盖面玻璃与太阳电池之间和(或)太阳电池与背板材料之间失去粘附力。光伏组件的分层造成光反射增加、渗水率增加、输出功率损失以及对整个系统造成危害。导致分层的因素有很多,EVA在使用过程中的老化是主要原因。EVA老化使界面粘结键发生破坏,导致EVA与其他层之间形成空隙,这个过程光、热、氧、水等因素起着重要作用,一般湿热气候会加速分层。       三、起泡。       起泡与分层有些类似,它是由于EVA缺乏附着力造成的,影响面积较小。气泡的产生是由于化学反应释放出气体,这些气体通常出现在模块的后部并聚集在封装体中,但偶尔也会出现在玻璃和电池之间的前部。气泡经常出现在电池的中心,这是由于电池内温度高,EVA附着力不同造成的。气泡抑制了电池的散热,降低了组件的使用寿命,减少了光伏模块对太阳光的吸收,增加了太阳光的反射。       四、EVA材料中添加无机颗粒抗老化。       添加无机颗粒是提升EVA耐老化性能的方法之一。将酸功能化石墨烯纳米片引入到EVA中做增强体,制得的EVA/GNP 复合薄膜封装染料敏化电池,可以延长设备使用寿命;利用氧化石墨烯制备EVA/GO纳米复合膜,这种膜具有很好的防水结构,并且对氧不具有渗透性,因此抗老化性能得到提高,氧化石墨烯的极性基团和醋酸乙烯酯基团相互作用,提高了界面粘结性;将稀土Y2SiO5:Ce3+、Yb3+加入到 EVA 中,可以在不影响透光率和电绝缘性的前提下改善EVA 的导热性和粘结性,使氧气和水分无法进入,从而提高封装材料的热稳定性;在EVA封装材料中添加BN、SiC、ZnO等高导热无机颗粒可以防止光伏组件局部的热聚集,从而提高组件的热稳定性。       五、EVA材料中添加助剂抗老化。       抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂等添加剂可以降低EVA封装材料的氧化分解速度,提高耐热氧老化性,耐紫外线老化性、耐湿热老化性能。一般情况下,复合稳定剂由于各组分间的协同作用相比于单一稳定剂更能降低EVA 的老化速率。另外,添加光频转换材料可以将照射到EVA表面的紫外光转变为可见光,降低EVA 老化速率的同时提高光伏组件的光电转化效率。       六、交联抗老化。       交联可使EVA形成稳定的网络结构,适当增加交联度是提高EVA 薄膜耐老化性能的有效方法。EVA 交联的方法有很多种,有机过氧化物是*常用的交联剂,在一定温度下有机过氧化物分解产生的自由基攻击EVA 分子链,产生自由基链,两个自由基链结合形成交联结构。交联度是EVA 封装材料的重要技术指标,交联度过高则 EVA 会变脆,不能抵抗外界冲击起不到保护硅片的作用;如果交联度过低,则耐老化性能降低。交联度控制在70 %左右为宜。将硝酸处理过的炭黑加入到 EVA 中,分别通过电子束辐照和过氧化物交联,结果表明,交联度分别达到 82 %和 93 %, 提高了材料的力学性能和热稳定性。
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    塑料产业小知识—常见的塑料改性的几大技术汇总
          塑料通常要通过改性才能适应各种实际需要,本文汇总下几种常见的塑料改性技术。       一、纤维增强。       长纤维增强热塑性塑料(UCRT)是新型轻质高强度工程结构材料,因其重量轻、价廉、易于回收重复利用而在汽车产业上应用发展很快。用天然纤维如亚麻、剑麻增强塑料制造车身零件,在汽车行业已经得到认可。一方面是由于天然纤维是环保材料,另一方面植物纤维比玻纤轻40%,减轻车重可降低油耗。用亚麻增强PP制作车身底板,材料的拉伸强度比钢要高,刚度不低于玻纤增强材料,制件更易于回收。       二、增韧技术。       高分子材料的刚度(包括强度)和韧性是相互制约的两项重要的性能指标,增强刚度的同时增强增韧的研究一直是高分子材料科学的难题。高分子共混填充是其增强刚度和增韧的有效途径。       三、填充改性(粉体填充)。       塑料填充改性价格低廉、产品性能优异,可以改善塑料制品的某些物理特性,且生产工艺简单、投资较小、具有显著的经济效益和社会效益。填充改性的无机粉体材料表面改性剂从硬脂酸到偶联剂,都有广泛的应用。偶联剂主要有有硅烷、钛酸酯、铝酸酯、硼酸酯、磷酸酯等品种。       滑石粉常用于填充聚丙烯。滑石粉具有薄片构型的片状结构特征,因此粒度较细的滑石粉可用作聚丙烯的补强填充剂。在聚丙烯的改性体系中,加人超细滑石粉母料不但能够显著的提高聚丙烯制品的刚性、表面硬度、耐热蠕变性、电绝缘性、尺寸稳定性,还可以提高聚丙烯的冲击强度。在聚丙烯中添加少量的滑石粉还能起到成核剂的作用,提高聚丙烯的结晶性,从而使聚丙烯各项机械性能得以提高,由于提高了聚丙烯的结晶性,细化晶粒,也就提高了聚丙烯的透明性。填充20%和40%超细滑石粉的聚丙烯复合材料,不论是在室温和高温下,都能够显著提高聚丙烯的刚性和高温下的耐蠕变性能。对于聚乙烯吹塑薄膜来说,填充超细滑石粉母料比其他填料好,易成型、工艺性好。       四、共混改性。       塑料共混改性是指在一种树脂中掺入一种或多种其它树脂(包括塑料和橡胶),从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。塑料共混改性是一种与添加改性并驾齐驱的常用塑料改性方法。它与塑料添加改性的区别在于,添加改性是在树脂中混入小分子物质,而塑料共混改性是在树脂中混入高分子物质。塑料的共混物也称为聚合物合金,是一种开发新型高分子材料有效的办法,也是对现有塑料品种实现高性能化、精细化的主要途径。几乎所有塑料需要的性能都可通过共混改性而取得。如PP具有密度小、透明性好、拉伸强度高、硬度高、耐热性好等优点,但其冲击性能差、耐应力开裂性不好,如与HDPE共混,即可保持PP原有的优点,又可使共混物具有耐冲击、耐应力开裂及耐低温等优点。       五、阻燃改性。       一般来讲,塑料阻燃改性主要分为添加型与反应型两种方式,主要是以添加型为主。即在普通粒料中添加与之匹配的阻燃剂,在搅拌机内充分混合,然后进入以双螺杆挤出机为主的混炼装置重新造粒,制备出阻燃改性的"阻燃塑料"。       六、接枝改性。       目前接枝改性塑料作为大分子偶联剂、相容剂、增韧剂等,应用十分广泛。接枝改性的高分子材料的性能与接枝物的物化性能有关,也与接枝物的含量、接枝链的长度等有关,其基本性能与聚丙烯相似,但与极性高分子材料、无机材料、橡胶等的相容性可大大提高。接枝PP的结晶度和熔点随接枝物含量的提高而下降,透明性和低温热封性却随之提高。       接枝的方法有:1、溶液法。在溶剂中加入过氧化物引发剂进行共聚;2、辐射法。在高能射线下接枝;3、熔融混炼法,在过氧化物存在下,于熔融状态下混炼,进行接枝,常常在双螺杆挤出机中进行。       七、导电功能改性。       多年以来,有关复合型导电高分子的研究不胜枚举,但仍有许多问题没有得到很好的解决。如在添加导电介质提高导电性的同时,力学性能会有所下降,因此复合型导电高分子材料的发展主要集中在降低电阻率与提高材料的综合性能两个方面。       八、热塑性弹性体。       热塑性弹性体(TPE)兼具热塑性塑料的重复加工性和橡胶的高弹性等物理机械性能,同时又具有优异的回收再生性,作为一种全新的高分子材料市场迅速发展。热塑性弹性体具有非常广泛的产品适应性。由于热塑性弹性体特殊的分子结构的可调整性和可控制性,表现出多种优异性能。目前热塑性弹性体已发展到十几个品种,已取代部分天然橡胶、合成橡胶和塑料。其中汽车用热塑性弹性体是*重要的应用领域,占到三分之一,其次是建筑业、医用和日用生活制品。上海苍洪公司的抗黄变剂在热塑性弹性体产品中具有广泛的应用。
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    光固化涂料配方中选择光固化树脂(低聚物)的要素有哪些?
           光固化涂料是以紫外光为涂料固化能源,又称紫外光固化涂料。 涂料固化不需加热,可在纸张、塑料、皮革和木材等底材上迅速固化成膜。光固化涂料主要由光固化树脂(低聚物)、光引发剂(光敏剂)、稀释剂和添加剂组成,制备色漆时配方中还需加入颜填料。光固化树脂一般是带有不饱和键的低分子量树脂,如不饱和聚酯、丙烯酸系低聚物等。本文讨论下光固化涂料配方中光固化树脂(低聚物)的选择要素有哪些。       一、黏度。       选用低黏度树脂,可以减少活性稀释剂用量。但低黏度树脂往往相对分子质量低,会影响固化成膜后物理力学性能。       二、光固化速率。       一般说来,光固化树脂官能度越高,光固化速率越快,环氧丙烯酸酯光固化速率快,胺改性的低聚物光固化速率也快。选用光固化速率快的树脂是一个很重要的条件,不仅可以减少光引发剂用量,而且可以满足光固化涂装生产线快速固化的要求。       三、物理力学性能。       光固化涂料漆膜的物理力学性能主要由光固化树脂固化成膜的性能来决定,而不同品种的光固化涂料其物理力学性能要求也不同,所选用的光固化树脂也不同。漆膜的物理力学性能指标主要有下列几种。       硬度,环氧丙烯酸酯和不饱和聚酯一般硬度高,低聚物中含有苯环结构也有利于提高硬度。官能度高,交联密度高,Tg高,硬度也高;       柔韧性,聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂和纯丙烯酸酯一般柔韧性都较好。低聚物含有脂肪族长碳链结构,柔韧性好。相对分子质量越大,柔韧性也越好。交联密度低,柔韧性变好。Tg低,柔切性好;       耐磨性,聚氨酯丙烯酸树脂有较好的耐磨性。低聚物分子间易形成氢键的,耐磨性好。交联密度高的,耐磨性好;       拉伸强度,环氧丙烯酸酯和不饱和聚酯有较高的拉伸强度,一般相对分子质量较大,极性较大,柔韧性较小和交联度大的低聚物有较高的拉伸强度;       抗冲击性,聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂和纯丙烯酸酯有较好的抗冲击性。低Tg、柔韧性好的低聚物一般抗冲击性好;       附着力,收缩率小的低聚物,对基材附着力好;含-OH、-COOH等基团的低聚物对金属附着力好。低聚物表面张力低,对基材润湿铺展好,有利于提高附着力。       耐黄变性,脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂和纯丙烯酸酯有很好的耐黄变性。配方中添加合适的抗黄变剂往往可以有效提升光固化涂料的耐黄变性。       耐化学性,环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂都有较好的耐化学性,但聚酯丙烯酸树脂耐碱性较差;固化时提高交联密度,产品耐化学性增强。       光泽度,环氧丙烯酸酯和不饱和聚酯有较高的光泽,交联密度增大,光泽增加。Tg高,折光率高的低聚物光泽好。       颜料的润湿性,一般脂肪酸改性和胺改性的低聚物对颜料有较好的润湿性,含-OH和-COOH的低聚物也有较好的颜料润湿性。       四、光固化树脂(低聚物)的固化收缩率。       低的固化收缩率有利于提高固化膜对基材的附着力,低聚物官能度增加,交联密度提高,固化收缩率也增加。        五、低聚物的玻璃化温度Tg。        低聚物Tg高,一般硬度高,光泽好;低聚物Tg低,柔韧性好,抗冲击性也好。        六、毒性和刺激性。         低聚物由于相对分子质量都较大,大多为黏稠状树脂,不挥发,不是易燃易爆物品,其毒性也较低,皮肤刺激性也较低。