序： 塑料制品幾乎充滿(mǎn)了我們生活的方方面面，我們所生產(chǎn)的藥品包裝只是其中很小的一部分。但要滿(mǎn)足其對(duì)透明性、顏色、安全性、氣密性等方面的特殊要求，也不是一件簡(jiǎn)單的事請(qǐng)。除了要研究產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝外，產(chǎn)品的配方設(shè)計(jì)也是其中很重要的一個(gè)方面。
就拿我們生產(chǎn)的白瓶來(lái)說(shuō)，雖然是叫PE瓶，但并非是用純PE樹(shù)脂制造的，其中還是加入了一些共混料和助劑如PP、色母等，也就是要對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行改性，因?yàn)�，單純使用PE樹(shù)脂不能滿(mǎn)足我們對(duì)產(chǎn)品的要求，而尋找這能夠?qū)?shù)脂進(jìn)行改性的些添加物和加入量的過(guò)程就稱(chēng)之為“配方設(shè)計(jì)”。
配方設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵因素首先是原料 的選擇。 有資料表明，對(duì)于一個(gè)塑料制品而言，產(chǎn)品試制如果失敗，原料選擇上的失誤大約占23%左右。這就要求我們對(duì)原料的性質(zhì)有所了解�！�
一、最常用的通用熱塑性塑料有PE、PP、PVC、PS四種。
1、聚乙烯（PE）
PE時(shí)塑料品種中產(chǎn)量最的的一種，約占塑料總產(chǎn)量的30%左右。PE主要可分為低密度聚乙烯（DPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、以及線(xiàn)性低密度聚乙烯（DPE）三種
DPE——加工性好，機(jī)械性能一般，但耐沖擊性好；耐熱性不好，但脆化溫度較低；耐環(huán)境性好，常溫下可耐各種非強(qiáng)氧化性酸，電絕緣性十分優(yōu)異。DPE粘合性劑印刷性不好。
DPE主要用于農(nóng)用大棚膜、地膜、輕包裝膜、日用注塑制品，經(jīng)交聯(lián)后，可用于作電纜料。 HDPE的機(jī)械性能、耐熱性比DPE稍好，其他性能基本相同，只是剛性比DPE大。
HDPE主要用于重包裝膜、編織袋、撕裂膜、打包帶、注塑制品、各種硬管、中空制品、漁絲網(wǎng)等。 DPE除具有DPE和HDPE性能外，其拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐環(huán)竟應(yīng)力開(kāi)裂性、耐低溫性、沖擊性、韌性、剛性、耐熱性、耐油性、耐穿刺性劑透明性都優(yōu)于DPE和HDPE。DPE的熔體粘度較大，加工性不如DPE和HDPE。DPE主要用于生產(chǎn)超薄膜。此外還可生產(chǎn)編織袋、中空制品、注塑制品及管材等。
2、聚氯乙烯（PVC）
聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物，產(chǎn)量?jī)H次于PE，居第二位。 衛(wèi)生級(jí)PVC的VC含量低于10×10 ，可用于食品及醫(yī)學(xué)。與PE相比，PVC具有硬度大、耐磨、耐腐、強(qiáng)度高、耐然等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于取代金屬和木材。
PVC難以加工，其熔融溫度接近分解溫度，因此加工中常常加入增塑劑和穩(wěn)定劑，其中穩(wěn)定劑在硬質(zhì)產(chǎn)品中加入7份左右，在軟質(zhì)產(chǎn)品中加入2~4份左右。
PVC樹(shù)脂主要用于生產(chǎn)各種薄膜、各類(lèi)板材、片材、管材、中空制品、電纜、各類(lèi)注塑制品及人造革、地板革、唐塑玩具等。
3、聚丙烯（PP）
PP具有良好的電性能和化學(xué)穩(wěn)定性，其機(jī)械性能、耐熱行軍高于PE，經(jīng)過(guò)增強(qiáng)的PP可用作工程塑料�！P的成纖性好，耐疲勞性好，用其制成的鉸鏈幾十萬(wàn)次不斷；PP低溫沖擊性好，成型收縮率達(dá)，產(chǎn)品精度不高；但PP性能均衡是通用熱塑性樹(shù)脂中最好的一種。PP主要用于薄膜、PP膜透明好，光澤好，雙向拉伸后強(qiáng)度更好，手揉有強(qiáng)聲，用于高檔防潮包裝，如衣物、香煙等。PP可用于吸塑片，生產(chǎn)飲料杯、冰淇淋盒等；PP還可用于生產(chǎn)撕裂膜、打包帶、編織帶及格類(lèi)絲。PP注塑制品主要為汽車(chē)配件、家電配件、日用制品、醫(yī)療器具。
4、聚苯乙烯（PS）
PS最主要的優(yōu)點(diǎn)是透明性好，透光率可達(dá)88%~92%，折光率為1.59~1.60，PS電絕緣性好，尺寸穩(wěn)定性高，易成型、易著色。PS耐磨性差、沖擊性不好、耐氣候性差、耐熱不高，很少用于工業(yè)。PS泡沫塑料是PS的最大用途，其密度僅為0.016g/cm，和目前包裝行業(yè)中最常用的。PS注塑制品可用于生產(chǎn)梳子、兒童玩具、磁帶盒等，還用于光學(xué)儀器配件、光學(xué)玻璃、燈罩、電器配件、儀表零件等。
二、通用工程塑料
工程塑料是指強(qiáng)度較高，可在高溫下用于工程上的一類(lèi)樹(shù)脂。有ABS、PA、POM、PC、PET、PBT等。
三、通用熱固性所料
酚醛樹(shù)脂（PF）等
四、其他各類(lèi)塑料、功能性塑料
聚氨酯樹(shù)脂（PU）、聚砜（PSF）等。雖然塑料的種類(lèi)很多，有各種不同的性能，但要滿(mǎn)足產(chǎn)品的具體要求，還要對(duì)塑料進(jìn)行改性，這就要在樹(shù)脂中加入適合的助劑。還以PE瓶為例：其中加入的色母就是助劑的一種，叫著色劑。助劑的種類(lèi)有很多，大致可分為：增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、阻燃劑、增韌劑、抗氧化劑、發(fā)泡劑等。配方設(shè)計(jì)的目的，就是要選擇合適的助劑，改善樹(shù)脂的加工性能，內(nèi)在性能和降低成本�？捎糜谂浞皆O(shè)計(jì)的助劑有上百種，可共混的樹(shù)脂也有上百種，要在其中選出適合的，大海撈針是不行的。必須要依據(jù)一定的原則來(lái)進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。
1、根據(jù)制品的用途設(shè)計(jì)
以HDPE瓶而言，裝油要進(jìn)行耐油改性；裝碳酸飲料要進(jìn)行阻隔改性；用于裝光敏性藥品時(shí)要涂成黑色；PP注射椅子，在北方要進(jìn)行低溫沖擊改性，用于礦井下，要進(jìn)行防靜電、阻燃改性。
2、根據(jù)助劑與樹(shù)脂的相容性設(shè)計(jì)
3、根據(jù)助劑的耐加工性能設(shè)計(jì)；
4、根據(jù)加工方法進(jìn)行設(shè)計(jì)；
如PVC薄膜的制造——吹塑法常選用內(nèi)潤(rùn)滑劑，壓延法選用外潤(rùn)滑劑。
5、跟據(jù)助劑的來(lái)源與成本設(shè)計(jì)；
當(dāng)可以替代使用時(shí)，盡量使用來(lái)源廣、采購(gòu)方便、成本低的助劑。
6、根據(jù)助劑的安全性來(lái)設(shè)計(jì)；
對(duì)于藥品包裝，要選擇安全無(wú)毒（或低毒）的助劑。 有了這些基本的原則作指導(dǎo)，我們?cè)谶M(jìn)行配方設(shè)計(jì)時(shí)就可以有的放矢的去做了。 對(duì)于但變量的配方設(shè)計(jì)可采用——逐步提高法、黃金分割法、平分法、分批實(shí)驗(yàn)法等。對(duì)于多變量的配方設(shè)計(jì)可采用——正交法等。
現(xiàn)列舉幾個(gè)改性配方的實(shí)例以供參考：
1、純的PVC無(wú)法塑化加工，必須加入增塑劑、穩(wěn)定劑等助劑。加入增塑劑，可以消弱分子間的作用力，增加分子間的移動(dòng)性，從而使其加工熔融溫度降低，低于PVC的分解溫度。加入熱穩(wěn)定劑，可以抑制PVC脫HC反應(yīng)，提高PVC熱分解溫度，使之高于PVC的熔融加工溫度。
PVC普通管材配方：
PVC（SG-4） 100 BaSt 0.8
三堿式硫酸鉛 4 石蠟 1
二堿式亞磷酸鉛 0.8 CaCo3 5
PbSt 1.2 炭黑 0.01
2、PS的沖擊強(qiáng)度時(shí)塑料中最差的品種，常選用橡膠類(lèi)對(duì)其進(jìn)行抗沖擊改性，如丁苯橡膠、乙丙橡膠、SBS及ABS等。
PS 85%
丁苯橡膠 15%
此配方?jīng)_擊強(qiáng)度比純PS提高8倍。
3、PET可與PBT、PA、PC、DPE、EVA、乙丙橡膠、氯化SBS等共混。
PET 100
PBT 15~20
滑石粉 0.5
此配方?jīng)_擊強(qiáng)度可提高50%。
4、PE抗靜電配方
PE 100
甘油單棕櫚酸脂 5
此配方表面電阻率為 9.55*1012Ω。
小結(jié)： 配方設(shè)計(jì)必須經(jīng)實(shí)踐的檢驗(yàn)才能獲得成功。 |
