塑料制品幾乎充滿了我們生活的方方面面,我們所生產的藥品包裝只是其中很小的一部分。但要滿足其對透明性、顏色、安全性、氣密性等方面的特殊要求,也不是一件簡單的事請。除了要研究產品的結構設計、制造工藝外,產品的配方設計也是其中很重要的一個方面。
就拿我們生產的白瓶來說,雖然是叫PE瓶,但并非是用純PE樹脂制造的,其中還是加入了一些共混料和助劑如PP、色母等,也就是要對樹脂進行改性,因為,單純使用PE樹脂不能滿足我們對產品的要求,而尋找這能夠對樹脂進行改性的些添加物和加入量的過程就稱之為“配方設計”。
配方設計能否成功的關鍵因素首先是原料 的選擇。 有資料表明,對于一個塑料制品而言,產品試制如果失敗,原料選擇上的失誤大約占23%左右。這就要求我們對原料的性質有所了解。
雖然塑料的種類很多,有各種不同的性能,但要滿足產品的具體要求,還要對塑料進行改性,這就要在樹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。助劑的種類有很多,大致可分為:增塑劑、穩定劑、著色劑、阻燃劑、增韌劑、抗氧化劑、發泡劑等。
配方設計的目的,就是要選擇合適的助劑,改善樹脂的加工性能,內在性能和降低成本??捎糜谂浞皆O計的助劑有上百種,可共混的樹脂也有上百種,要在其中選出適合的,大海撈針是不行的。必須要依據一定的原則來進行配方設計。
根據制品的用途設計
以HDPE瓶而言,裝油要進行耐油改性;裝碳酸飲料要進行阻隔改性;用于裝光敏性藥品時要涂成黑色;PP注射椅子,在北方要進行低溫沖擊改性,用于礦井下,要進行防靜電、阻燃改性。
根據助劑與樹脂的相容性設計
根據助劑的耐加工性能設計;
根據加工方法進行設計;
如pvc薄膜的制造——吹塑法常選用內潤滑劑,壓延法選用外潤滑劑。
跟據助劑的來源與成本設計;
當可以替代使用時,盡量使用來源廣、采購方便、成本低的助劑。
根據助劑的安全性來設計;
對于藥品包裝,要選擇安全無毒(或低毒)的助劑。 有了這些基本的原則作指導,我們在進行配方設計時就可以有的放矢的去做了。 對于但變量的配方設計可采用——逐步提高法、黃金分割法、平分法、分批實驗法等。對于多變量的配方設計可采用——正交法等。
現列舉幾個改性配方的實例以供參考:
純的PVC無法塑化加工,必須加入增塑劑、穩定劑等助劑。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。加入熱穩定劑,可以抑制PVC脫HC反應,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
三堿式硫酸鉛 4
二堿式亞磷酸鉛 0.8
CaCo3 5
PbSt 1.2
BaSt 0.8
石蠟 1
炭黑 0.01
PS的沖擊強度時塑料中最差的品種,常選用橡膠類對其進行抗沖擊改性,如丁苯橡膠、乙丙橡膠、SBS及abs等。
PS 85%
丁苯橡膠 15%
此配方沖擊強度比純PS提高8倍。
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
此配方沖擊強度可提高50%。
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: 配方設計必須經實踐的檢驗才能獲得成功。