Zusammensetzung von Kunststoff

Die zusammensetzung von kunststoff besteht aus verschiedenen Harzen, die wiederum Polymere sind, aber Kunststoffe und Polymere sind unterschiedlich.

Die Eigenschaften reiner Polymere können den Anforderungen der Verarbeitung und des tatsächlichen Einsatzes oft nicht gerecht werden und werden in der Regel nicht allein genutzt. Erst nach Zugabe von Zusatzstoffen können sie industriell eingesetzt werden. Daher bestehen Kunststoffe aus Kunstharz als Hauptbestandteil und werden mit verschiedenen Zusatzstoffen (auch Hilfsstoffe genannt) versetzt. Kunstharz bestimmt die grundsätzliche Leistungsfähigkeit von Kunststoffprodukten.

Seine Funktion besteht darin, mehrere Additive zu einem Ganzen zu integrieren. Additive sind einige Substanzen, die hinzugefügt werden, um die Leistung des Formprozesses von Kunststoffen zu verbessern, die Leistung von Produkten zu verbessern oder die Kosten zu senken.

Es gibt viele Arten von Zusatzstoffen, die in Kunststoffmaterialien verwendet werden, wie z. B. Füllstoffe, Weichmacher, Farbstoffe, Stabilisatoren, Härter, Sauerstoffanreicherungsmittel usw. In Kunststoffen spielen zwar Harze eine entscheidende Rolle, aber auch Zusatzstoffe spielen eine nicht zu vernachlässigende Rolle.

Zusammensetzung des Kunststoff: Harz

Harze sind Polymere, die beim Erhitzen weich werden und unter äußeren Kräften zum Fließen neigen. Es ist der wichtigste Bestandteil von Kunststoffen. Es spielt eine verbindende Rolle in E-Kunststoffen, auch Klebstoffen genannt. Es bestimmt die Art und die grundlegenden Eigenschaften von Kunststoffen, wie zum Beispiel thermische Eigenschaften, physikalische Eigenschaften, chemische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften und elektrische Eigenschaften.

Zusammensetzung des Kunststoff: Additiv

Zusammensetzung des Kunststoff: Füllstoff

Füllstoffe, auch Filler genannt, sind wichtige, aber nicht unbedingt notwendige Inhaltsstoffe für jeden Kunststoff. Füllstoffe sind im Allgemeinen pulverförmige Substanzen und verhalten sich gegenüber Polymeren inert. Der Zweck des Zusatzes von Füllstoffen bei der Formulierung von Kunststoffen besteht darin, die Form- und Verarbeitungseigenschaften von Kunststoffen zu verbessern.

Bestimmte Eigenschaften von Produkten verbessern, Kunststoffen neue Eigenschaften verleihen und Kosten senken. Durch die Zugabe des Holzpulvers zu Phenolharz wird beispielsweise dessen Sprödigkeit beseitigt und die Kosten gesenkt. Calciumfüllstoffe werden Harzen wie Polyethylen und Polyvinylchlorid zugesetzt, um billige, steife und hitzebeständige Calciumkunststoffe zu erhalten. Glasfasern werden als Kunststofffüllstoffe verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen erheblich zu verbessern. Einige Füllstoffe können Kunststoffen auch Eigenschaften verleihen, die diese Eigenschaften haben Harze haben keine elektrische Leitfähigkeit, magnetische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit usw.

Zu den echten Füllstoffen zählen anorganische Füllstoffe und organische Füllstoffe. Häufig verwendete Füllstoffe liegen in Pulver-, Faser- und Flockenform vor. Zu den pulverförmigen Füllstoffen gehören Holz, Zellstoff, Marmor, Talkumpuder, Glimmerpulver, Asbestpulver, Graphit usw. Zu den faserigen Füllstoffen gehören Baumwolle, Flachs, Glasfasern, Asbestfasern, Kohlefasern, Borfasern, Metallwhisker und Flockenfüllstoffe. Zu den Wirkstoffen gehört Papier , Baumwollstoff, Leinen und Glasgewebe. Die Menge an Füllstoff macht in der Regel weniger als 40 % der zusammensetzung von kunststoff aus.

Die Form des Füllstoffs ist kugel- oder würfelförmig, was normalerweise die Formleistung verbessern kann, aber die mechanische Festigkeit ist schlecht, während bei der schuppenförmigen Form das Gegenteil der Fall ist. Je feiner die Partikel sind, desto größer ist der Verbesserungseffekt auf die Steifigkeit, Schlagfestigkeit, Zugfestigkeit, Stabilität und Optik von Kunststoffprodukten.

Füllstoff

Zusammensetzung des Kunststoff: Weichmacher

Weichmacher sind organische Verbindungen mit geringer Flüchtigkeit und hohem Siedepunkt, die mit Harzen verträglich sind. Sie können die Plastizität und Weichheit von Kunststoffen erhöhen, ihre Formbarkeit verbessern und Steifheit und Sprödigkeit verringern. Seine Funktion besteht darin, die Kraft zwischen Polymermolekülen zu reduzieren, so dass das Harzpolymer leicht relativ gleitfähig ist und der Kunststoff bei niedrigeren Temperaturen eine gute Plastizität und Weichheit aufweist.

Beispielsweise kann die Zugabe von Dibutylphthalat zu Polyurethanharz zu einem weichen Kunststoff wie Gummi werden. Allerdings führt die Zugabe von Weichmachern zur Verbesserung der Verarbeitungsleistung von Kunststoffen manchmal auch zu einer Verringerung einiger Eigenschaften des Harzes, wie z. B. der Stabilität von Kunststoffen, dielektrischen Eigenschaften und mechanischer Festigkeit. Daher sollte der Weichmachergehalt im Weichmacher so weit wie möglich reduziert werden, und die meisten Kunststoffe enthalten im Allgemeinen keine Weichmacher.

Anforderungen an Weichmacher:

  • Gute Verträglichkeit mit Harz.
  • Geringe Flüchtigkeit, nicht leicht aus Kunststoffprodukten auszufällen.
  • Ungiftig, farblos und geruchlos.
  • Relativ stabil gegenüber Licht und Hitze.
  • Nimmt keine Feuchtigkeit auf.
  • Häufig verwendete Weichmacher sind Dibutylphthalat, Dioctylphthalat, Kampfer usw.

Zusammensetzung von Kunststoff: Farbstoff

Die natürliche Farbe der meisten Kunstharze ist weiß durchscheinend oder farblos und transparent. Um verschiedene gewünschte Farben für Kunststoffprodukte zu erhalten, werden in der industriellen Produktion häufig Farbstoffe zugesetzt, um die natürliche Farbe von Kunstharzen zu verändern und helle und schöne Produkte zu erhalten.

Einige Farbstoffe können auch die Lichtbeständigkeit und thermische Stabilität von Kunststoffen verbessern. Beispielsweise können natürliche Polyoxymethylen-Kunststoffe dazu beitragen, die Lichtalterung nach der Rußeinfärbung bis zu einem gewissen Grad zu verhindern.

Farbstoffe werden hauptsächlich in zwei Arten unterteilt: Pigmente und Farbstoffe. Das Pigment ist ein Farbstoff, der in herkömmlichen Lösungsmitteln nicht gelöst werden kann. Um eine optimale Haftung zu erzielen, ist es daher notwendig, das Pigment durch mechanische Mittel gleichmäßig im Kunststoff zu dispergieren. Je nach Struktur kann es in organische Pigmente und anorganische Pigmente unterteilt werden. Anorganische Gegenstände haben eine ausgezeichnete thermische Stabilität und Lichtstabilität, einen niedrigen Preis, aber eine relativ schlechte Färbekraft und eine hohe relative Dichte, wie z. B. Natriumcarbonat, rotbrauner gelber Schwefel, Pigmentblau, Ruß usw.

Organische Pigmente haben eine hohe Tönungskraft, helle Farbe, ein vollständiges Chromatogramm und eine niedrige relative Dichte. Der Nachteil besteht darin, dass sie in Bezug auf Hitzebeständigkeit, Wetterbeständigkeit und Deckkraft nicht so gut sind wie anorganische Pigmente, wie z. B. Chromgelb und Chromoxid und Bleipulver. Farbstoffe sind organische Verbindungen, die in den meisten Lösungsmitteln und zu färbenden Kunststoffen verwendet werden können. Die Vorteile sind geringe Dichte, hohe Farbstärke und gute Transparenz. Ihre allgemeine Molekülstruktur ist jedoch klein und sie neigen, wie beispielsweise Shilinblau, zur Migration beim Färben.

Die allgemeinen Anforderungen an Farbstoffe sind starke Färbekraft, gute Kompatibilität mit Harzen, keine chemische Reaktion mit anderen Komponenten in Kunststoffen, stabile Eigenschaften und keine Zersetzung und Verfärbung aufgrund von Temperatur- und Druckänderungen während des Formprozesses und – bei Kunststoffen – des Produkts kann bei Langzeitgebrauch stabil bleiben.

Stabilisator

Zusammensetzung des Kunststoff: Stabilisator

Im Laufe der Produktion und Verwendung verschlechtern oder altern Harze. Wenn eine makromolekulare Kette aufgrund der Einwirkung von Hitze, Kraft, Sauerstoff, Wasser, Licht, Strahlen usw. spaltet oder eine schädliche Veränderung der chemischen Struktur erfährt, wird dies als Abbau bezeichnet. Stabilisatoren sind Stoffe, die Polymeren zugesetzt werden, um zu verhindern, dass sich ihre chemischen Eigenschaften unter dem Einfluss von Umweltbedingungen wie Hitze, Licht, Sauerstoff und Schimmel verschlechtern und vernetzen.

Entsprechend den unterschiedlichen Funktionen von Stabilisatoren können sie in Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren und Antioxidantien unterteilt werden.

  • Wärmestabilisator: Die Hauptfunktion besteht darin, die thermische Abbaureaktion zu hemmen, die während des Kunststoffformprozesses auftreten kann, um das reibungslose Formen von Kunststoffprodukten sicherzustellen und eine gute Qualität zu erzielen. Organozinnverbindungen werden beispielsweise häufig in Polyvinylchlorid verwendet, das ungiftig, aber teuer ist.
  • Lichtstabilisator: Es werden Substanzen zugesetzt, um den Abbau und die Leistungseinbuße von Kunststoffen unter Sonnenlicht, Licht und Bestrahlung mit hochenergetischen Strahlen zu verhindern.
    Zu den Typen gehören UV-Absorber, Lichtschutzmittel usw. Als UV-Absorber werden üblicherweise Benzoatester und Ruß verwendet.
  • Antioxidans: Additive zur Verhinderung des oxidativen Abbaus von Kunststoffen bei hohen Temperaturen; Phenol- und organische Aminverbindungen werden häufig als Antioxidantien verwendet. Den meisten Kunststoffen werden Stabilisatoren zugesetzt, wobei der Gehalt an Stabilisatoren im Allgemeinen 0,3 % bis 0,5 % des Kunststoffs beträgt.
  • Anforderungen an Stabilisatoren, gute Kompatibilität mit Harzen, gute stabilisierende Wirkung auf Polymere, Wasserbeständigkeit, Ölbeständigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit, kein Abbau, geringe Flüchtigkeit und Farblosigkeit während des Formprozesses.

Zusammensetzung des Kunststoff: Härter

Der Härter wird auch als Härter und Vernetzungsmittel bezeichnet. Durch die Vernetzungsreaktion entsteht bei duroplastischen Kunststoffen und Kunstharzen eine lineare Polymerstruktur, die in eine massive Polymerstruktur umgewandelt wird. Der Zweck der Zugabe eines Härters besteht darin, die Vernetzungsreaktion zu fördern. Zum Beispiel die Zugabe von Ethylendiamin, Triethanolamin usw. zum Epoxidharz.

Darüber hinaus können dem Kunststoff einige andere Zusatzstoffe zugesetzt werden, beispielsweise ein Schaummittel, ein Flammschutzmittel, ein Antistatikmittel, ein Leitmittel und ein Mittel zur magnetischen Permeabilität. Flammschutzmittel können beispielsweise die Entflammbarkeit von Kunststoffen verringern, Treibmittel können zu geschäumten Kunststoffen verarbeitet werden und Antistatikmittel können Kunststoffprodukten die richtige elektrische Leitfähigkeit verleihen, um statische Elektrizität zu eliminieren.

In der tatsächlichen Arbeit sollte je nach Art des Kunststoffs und den Verwendungsanforderungen von Kunststoffprodukten festgelegt werden, ob Kunststoffen Zusatzstoffe zugesetzt werden sollen oder nicht und welche Art von Zusatzstoffen hinzugefügt werden sollten.

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