如何降低PC/ABS樹脂的高潤滑性?

wanshiyi
上海萬士益新材料科技有限公司
主營產(chǎn)品:降解材料 橡膠原料 增韌劑 相容劑

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|2025-07-25 | 瀏覽 25 次

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    匿名用戶 | 發(fā)布于2025-07-26
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    匿名用戶 | 發(fā)布于2025-07-25
  • 要降低 PC/ABS 樹脂的高潤滑性,核心在于減少材料表面的低表面能物質(zhì)(如潤滑劑、析出物),增加表面極性或粗糙度,從而削弱其 “易滑動” 特性。需從配方調(diào)整、添加劑改性、工藝優(yōu)化三個維度入手,同時兼顧材料原有力學性能(如沖擊強度、耐熱性)的平衡。

    一、減少或去除外部潤滑劑:切斷潤滑源

    PC/ABS 的高潤滑性多源于加工時添加的外部潤滑劑(如硬脂酸鹽、硅酮、氟系化合物),這些物質(zhì)易在表面遷移形成 “潤滑膜”。降低潤滑性的首要步驟是減少此類成分。

    • 排查并剔除高遷移性潤滑劑:
      PC/ABS 加工中常用的潤滑劑包括硬脂酸鋅(ZnSt)、硬脂酸鈣(CaSt)、硅酮油(黏度 500-1000cSt)等。其中,ZnSt 因成本低、潤滑效果強而廣泛使用,但遷移性高,是導致表面潤滑的主要原因。若潤滑性過高,可將其添加量從 0.3%-0.8% 降至 0.1% 以下,或直接替換為低遷移性替代品(如乙撐雙硬脂酰胺,EBS,遷移性僅為 ZnSt 的 1/5)。

    • 避免含氟 / 硅類內(nèi)潤滑劑:
      氟系(如聚四氟乙烯微粉)、硅系潤滑劑(如聚二甲基硅氧烷)雖能改善加工流動性,但會***降低表面能(氟系表面能≈20mN/m,遠低于 PC 的 40mN/m),導致潤滑性飆升。若無需***加工流動性,應完全剔除這類成分。


    潤滑劑類型潤滑效果表面遷移性對潤滑性的影響建議添加量(質(zhì)量分數(shù))
    硬脂酸鋅(ZnSt)***提升0-0.1%(需降低潤滑性時)
    乙撐雙硬脂酰胺(EBS)溫和提升0.2-0.3%(僅維持加工性)
    硅酮油***極高劇烈提升0%(直接剔除)

    二、添加極性 / 粗糙化改性劑:增加表面阻力

    通過添加極性添加劑(提升表面能)或剛性填料(增加表面粗糙度),可從物理或化學層面削弱 PC/ABS 的潤滑性,同時不破壞基體相容性。

    • 添加極性聚合物:提升表面極性
      PC(聚碳酸酯)極性較強(酯基),ABS 中 AS 相(丙烯腈 - 苯乙烯)也有一定極性,但橡膠相(丁二烯)極性較弱。引入更高極性的聚合物,可增強材料表面的分子間作用力(如氫鍵、 dipole-dipole 作用),減少滑動。
      • 推薦添加PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯):極性酯基與 PC 相容性好,添加 5%-10% 可使 PC/ABS 表面能從 35-40mN/m 提升至 45-50mN/m(表面能越高,潤滑性越弱),且不影響沖擊強度。

      • 慎用PVC(聚氯乙烯):雖極性強,但添加量超過 3% 會導致 PC/ABS 熱穩(wěn)定性下降(加工溫度易分解產(chǎn)生 HCl),需配合熱穩(wěn)定劑使用。

    • 添加剛性填料:增加表面粗糙度
      填料顆粒可在 PC/ABS 表面形成微小凸起,增加摩擦阻力,從而降低潤滑性。需選擇與基體相容性較好的填料,避免過度犧牲力學性能。
      • 玻璃纖維(短切,直徑 10-15μm):添加 5%-15%,表面粗糙度(Ra)可從 0.05μm 增至 0.2-0.5μm,潤滑性***下降,同時提升材料剛性(彎曲模量提高 20%-50%)。但需注意:長徑比過大(>30)易導致表面纖維外露,影響外觀。

      • 碳酸鈣(納米級,表面經(jīng)硬脂酸改性):添加 10%-20%,成本低,表面粗糙度可控(Ra 0.1-0.3μm),但過量(>20%)會使沖擊強度下降 10%-15%。


    改性劑類型作用原理添加量(質(zhì)量分數(shù))對潤滑性的改善效果對力學性能的影響
    PMMA提升表面極性5%-10%中(表面能↑15%-20%)沖擊強度基本不變,耐熱性略升
    短切玻璃纖維增加表面粗糙度5%-15%強(摩擦系數(shù)↑30%-50%)沖擊強度↓5%-10%,剛性↑20%-50%
    納米碳酸鈣增加表面粗糙度10%-20%中(摩擦系數(shù)↑20%-30%)沖擊強度↓10%-15%,成本↓5%-10%

    三、優(yōu)化加工工藝:減少表面潤滑物質(zhì)析出

    即使配方調(diào)整到位,加工過程中若溫度、剪切控制不當,仍可能導致內(nèi)部潤滑劑或低分子物向表面遷移,維持高潤滑性。需通過工藝參數(shù)優(yōu)化抑制這種遷移。

    • 提高加工溫度,促進潤滑劑分散:
      PC/ABS 的加工溫度通常為 230-260℃,若溫度偏低(<230℃),潤滑劑難以與樹脂充分相容,易聚集并遷移至表面??蓪囟忍岣咧?250-270℃(不超過 PC 分解溫度 280℃),使?jié)櫥瑒└鶆蚍稚⒃诨w中,減少表面析出。

    • 增強螺桿剪切,提升相容性:
      采用高剪切螺桿(如屏障型螺桿,壓縮比 3.5-4.5),或提高螺桿轉速(從 300r/min 增至 400-500r/min),通過強剪切力打破潤滑劑的聚集態(tài),使其與 PC/ABS 分子鏈更緊密結合,降低遷移能力。

    • 延長冷卻時間,抑制表面遷移:
      注塑成型時,縮短冷卻時間會導致材料內(nèi)部熱量未充分釋放,冷卻后內(nèi)部應力驅動潤滑劑向表面遷移。需延長冷卻時間(如從 10s 增至 15-20s),使材料緩慢冷卻,減少應力誘導的遷移。

    四、注意事項:平衡性能與成本

    • 避免過度去除潤滑劑:完全無潤滑劑會導致 PC/ABS 加工困難(如熔體破裂、模具黏附),需保留***量(如 EBS 0.2%)維持加工性。

    • 填料添加量需控制:玻璃纖維超過 20% 會使材料沖擊強度下降>30%,納米碳酸鈣超過 25% 會導致表面粗糙度過高,影響外觀。

    • 優(yōu)先選擇配方調(diào)整:相比工藝優(yōu)化,減少潤滑劑或添加 PMMA 的成本***(無需額外設備投入),且效果更穩(wěn)定。

    總結:核心方法與適用場景

    降低 PC/ABS 高潤滑性的核心是 “減少表面潤滑物質(zhì) + 增加表面阻力”。若需輕度降低(如改善涂層附著力),可減少硬脂酸鋅至 0.1% 并添加 5% PMMA;若需***降低(如提升摩擦系數(shù)),可添加 10% 玻璃纖維 + 優(yōu)化加工溫度至 260℃。需根據(jù)實際需求(如是否允許外觀變化、力學性能損失)選擇方案,優(yōu)先平衡潤滑性與加工穩(wěn)定性。


    匿名用戶 | 發(fā)布于2025-07-25
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