耐刮擦、性价比高 - Wacker Chemie AG


耐刮擦、性价比高

应用实验室的Petra Stinglhammer对涂有GENIOPLAST®Pellet S的塑料材料进行耐刮擦测试。

活性成分含量高

将高活性成分配制成颗粒状产品非常成功。所制成的添加剂是小小的圆柱形颗粒,可以毫不费力地添加到聚合物改性料中。这种颗粒含有气相二氧化硅。气相二氧化硅作为有机硅活性成分的载体,占到颗粒重量的70%。如此高的活性成分含量使添加剂非常有效。

正如应用工程师Geck所言,气相二氧化硅载体明显改善了添加剂的性能:“首先,气相二氧化硅可确保添加剂具有稳定的稠度。其次,由于它与所有热塑性塑料完全相容,所以改性厂商只需要一种有机硅添加剂即可优化一系列不同热塑性塑料——这也是其胜过有机硅母料的一大优势。最后,二氧化硅还可以将活性成分牢牢地固定在聚合物基体中”这样,有机硅活性成分就不可能迁移出改性聚合物。

Geck博士在制造出第一批添加剂样品后,即进行了应用测试,并将这种基于滑石粉填充聚丙烯化合物的有机硅颗粒与市售竞争产品进行对比,以证明其有效性和可行性。此外,还对其可能产生的副作用进行了多次测试。Geck博士使用了一种有机添加剂和两种基于有机硅的竞争产品进行对比。

除了在应用实验室进行的测试,瓦克聚合物实验工厂也进行了试运行试验(参见第2页的文本框)。“这样,我们就有机会采用与改性厂商完全一样的方法自行生产这种通过测试的聚合物改性料,并用注射成型机对其进行加工。我们还用这种方法生产了试运行所需的测试板,” Geck博士介绍说。Geck博士采用一种标准滑石粉填充聚丙烯配方用作基料,并将待测试添加剂以不同剂量加入其中。他根据工业标准(特别是汽车制造商的规格说明)对测试板的表面质量进行了测试和评估。

划痕硬度测试仪

Erichsen的430 P-I划痕硬度测试仪应用广泛。这款多功能设备可在塑料和涂层表面进行直线平行切割。为此,需要用经过精确调节的力在表面(如待测试塑料制成的测试板)上引导测试工具。将测试板夹到测试仪中,然后选择一个合适的工具(例如测针或测盘),并调节用力。该测试仪可运行多个不同测试程序。

测针用于进行划痕测试。一个操作循环后,将测试板旋转90度,将其重新夹住,可生成发亮划痕的网格图案。随后,对划痕进行更仔细的检查。通常采用色度计和光泽计测量未发亮完好区域与发亮受损区域之间的亮度差。与完好表面相比,所测表面划痕越亮,就越容易被刮擦。要进行更广泛的测试,可通过显微镜对划痕进行检查,例如深入研究其轮廓、深度和凹槽内的粗糙度。

采用圆边测盘并根据通用汽车欧洲分公司(GME)的规范测试耐刮擦性。这种测盘像竖立的硬币那样沿着笔直的平行线缓慢划过塑料表面。由于这些平行线紧密相邻,所产生的划痕相互交叠,所以应力就集中到表面的一个矩形截面上。这个矩形截面的光泽度与塑料表面的其他区域不同。由于刮擦磨平了原本使表面显得粗糙的微结构,所以原先粗糙的表面在经过处理后比以前更亮了,看上去就像被抛光过。相反,如果塑料表面原本平滑,其光泽度就有所下降。采用色度计和光泽计测量光泽度的变化:光泽度变化越大,磨损等表面变化就越明显。

耐刮擦性和耐磨性更强

刮擦测试(参见次页文本框)模拟了锋利的点火钥匙划过表面时的刮擦情况。测试中采用了配备测针的划痕硬度测试仪。随后,对所产生的划痕进行更仔细的检查。如果用测盘代替测针,则测试仪可以测量耐刮擦性。此时,可以采用光泽仪评估划痕。另一台测试仪器——线性测试仪——可用于模拟衣服的摩擦作用,以测试耐摩擦色牢度(参见次页文本框)。

将以上划痕与未经改性的塑料上的划痕进行对比检查,可以得到非常丰富的信息。共聚焦显微镜清晰地显示,GENIOPLAST® Pellet S改性塑料上的划痕比未经改性的塑料上的划痕更浅,而且没有那么粗糙——即使当测试板在80°C下存放一周也是如此。因此,划痕散射的入射光较弱,看起来也就不那么亮。这一假设得到了另一种划痕测试方法(即亮度测量)的证实:刮擦区域不如未刮擦区域亮,因此划痕就不那么显眼。