配方設(shè)計表面看起來很簡單，但其實包含了很多內(nèi)在的聯(lián)系，為了設(shè)計出高性能、易加工、低價格的配方，需要考慮的因素很多，現(xiàn)提出以下幾個方面的因素供參考。
1 樹脂的選擇
1.1 品種的選擇
樹脂要選擇與改性目標性能最接近的品種，以節(jié)省加入助劑的使用量，如：耐磨改性，樹脂要首先考慮選擇三大耐磨樹脂：即聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯(UHWPE)；透明改性，樹脂要首先考慮選擇三大透明樹脂：聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚碳酸酯(PC)。
1.2 牌號的選擇
同一種樹脂的牌號不同，其性能差別也很大，應(yīng)該選擇與改性目標性能最接近的牌號。
耐熱改性聚丙烯，可在熱變形溫度大于100℃的PP牌號范圍內(nèi)選擇，如大韓油化公司的PP-4012。
1.3 流動性的選擇
(1)配方中的塑化材料的粘度
配方中各種塑化材料的粘度要接近，以保證加工流動性。對于粘度相差懸殊的材料，要加過渡料，以減小粘度梯度。如阻燃配方中用PA66增韌時，常加入PA6作為過渡料，阻燃配方中用PA6增韌時，常加入HDPE作為過渡料。
(2)不同加工方法要求流動性不同
不同品種的樹脂具有不同的流動性，按此將塑料分成高流動性、中等流動性和低流動性三類，具體如下：
高流動性：聚苯乙烯(PS)，高抗沖聚苯乙烯(HIPS)，ABS，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)等。
中等流動性：聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(mPPO)、聚苯硫醚(PPS)等。
低流動性：聚四氟化碳(PTFE)、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE)、聚苯醚(PPO)等。
同一品種樹脂也具有不同的流動性，主要原因為相對分子質(zhì)量及其分布的不同，所以同一種樹脂有許多不同的牌號。由于不同加工方法要求的樹脂流動性不同，所以樹脂又分為注塑級、擠出級、吹塑級、壓延級等牌號，具體如表1所示。
表1 不同加工方法采用的樹脂的熔體流動速率
Tab.1 The MFR of resins used in different processings
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加工方法
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熔體流動速率/[g·(10min)-1]
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壓制、擠出、壓延
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0.2-8
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流延、吹塑
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0.3-15
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涂覆、滾塑
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1-8
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注塑
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1-60
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(3)不同改性目的要求樹脂流動性不同
如高填充改性要求樹脂流動性好，如磁性塑料、填充母料、無鹵阻燃電纜料等。
1.4 樹脂對助劑的特殊要求
一些樹脂由于其本身分子結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，不能選擇某種助劑，如PPS中不能加入含鉛和含銅助劑，在PC中不能加三氧化銻，因為它會導(dǎo)致PC的解聚，不能選擇與樹脂的酸堿性不一致的助劑，否則二者會發(fā)生反應(yīng)。
2 助劑的選擇
2.1 按改性目標選助劑
按要改性目標選擇合適的助劑，加入助劑應(yīng)能充分發(fā)揮其功效，并達到要求的指標。指標一般為產(chǎn)品的國家標準、國際標準，或客戶提出的專項指標。以下是為了使塑料具有某種特殊性能需要加入的助劑，助劑選擇的參考意見為：
(1)增韌—添加彈性體、熱塑性彈性體和剛性增韌材料；
(2)增強—添加玻璃纖維、碳纖維、晶須和有機纖維；
(3)阻燃—添加溴類(普通溴系和環(huán)保溴系)、磷類、氮類、氮/磷復(fù)合類膨脹型阻燃劑、三氧化二銻、水合金屬氧化物等各類阻燃劑；
(4)抗靜電—添加各類抗靜電劑；
(5)導(dǎo)電—添加碳類(炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管)、金屬纖維和粉，金屬氧化物；
(6)磁性—添加鐵氧體磁粉，稀土磁粉包括釤鈷類(SmCo5或Sm2Co17)、釹鐵硼類(NdFeB)、釤鐵氮類(SmFeN)，鋁鎳鈷類磁粉三大類；
(7)導(dǎo)熱—添加金屬纖維和粉末，金屬氧化物、氮化物和碳化物，碳類材料如炭黑、碳纖維、石墨和碳納米管，半導(dǎo)體材料如硅、硼；
(8)耐熱—添加玻璃纖維、無機填料、耐熱劑如取代馬來酰亞胺類和β晶型成核劑；
(9)透明—添加成核劑，對PP而言，α晶型成核劑的山梨醇衍生物系列產(chǎn)品Millad 3988效果最好；
(10)耐磨—添加PTFE、石墨、二硫化鉬、銅粉等；
(11)電絕緣—添加煅燒高嶺土等；
(12)絕熱—添加云母、蒙脫土、石英等。
2.2 助劑與樹脂要匹配
助劑選擇時，要有針對性，應(yīng)選擇對樹脂改性效果好的品種。例如：
(1)紅磷阻燃劑適用于PA、聚對苯二甲酸丁酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙酯(PET)。
(2)氮系阻燃劑適用于含氧類工程塑料，如PA、PBT、PET等。
(3)玻璃纖維對結(jié)晶型塑料的耐熱改性效果好，對非結(jié)晶型塑料效果差。
(4)炭黑在結(jié)晶型樹脂中效果好。
3 助劑的形態(tài)
助劑形態(tài)不同，改性的效果也不同。
3.1 助劑的形狀
(1)纖維狀填料的增強效果好。纖維的形狀可用長徑比(L/D)表示，L/D越大、增強效果越好。樹脂在熔融狀態(tài)時比在粉末狀態(tài)時有利于保持長徑比，減小斷纖幾率，這就是為什么不從進料口而從中部加料口加入玻璃纖維的原因。
(2)球型填料的增韌效果好、并可增加制品的光亮度。硫酸鋇為典型的球型填料，因此高光澤PP的填充選用硫酸鋇，硫酸鋇也可以小幅度提高制品的剛性及韌性。
3.2 助劑的粒度
(1)粒狀助劑粒度的表示方法
粒狀助劑的粒度可用目數(shù)或平均粒徑表示，通常用的目數(shù)與平均粒徑的關(guān)系見表2。
表2 平均粒徑與目數(shù)的關(guān)系
Tab.2 The relationship of mesh and average diamete of particle
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目數(shù)
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20
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80
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100
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150
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200
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325
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400
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625
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1250
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2500
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12500
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平均粒徑/μm
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833
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175
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147
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104
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74
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43
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38
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20
|
10
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5
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1
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注：目數(shù)有多種表示方法，本表中的目數(shù)為每平方英寸篩網(wǎng)上的篩孔數(shù)目
(2)填料粒度對填充塑料的力學(xué)性能的影響
粒度尺寸越小，對填充材料的拉伸強度和沖擊強度提高越大。，在用20%(質(zhì)量分數(shù))硅灰石填充PA6時，粒度對填充PA6的力學(xué)性能的影響見表3。
表3 粒度對20%硅灰石填充PA6的力學(xué)性能的影響
Tab.3 The effect of granularity on the mechanic properties
of PA6 composite Filled 20% wollstonite
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性能
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1250目
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800目
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400目
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325目
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150目
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拉伸強度/MPa
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127.5
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127.4
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126.0
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124.5
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124.5
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沖擊強度/(kJ·m-2)
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15.5
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15.1
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14.8
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14.4
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13.5
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(3)粒度對無機阻燃劑阻燃性能的影響
無機阻燃劑的粒度越小，阻燃效果越好。例如水合金屬氧化物和三氧化二銻的粒度越小，達到同等阻燃效果的用量就越少。
在LDPE中加入80份不同粒度的氫氧化鋁的阻燃效果見表4。
表4 氫氧化鋁的粒度對其在LDPE中阻燃效果的影響
Tab.4 The effect of Al(OH)3 granuarity on its flame retarding in LDPE
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粒度/μm
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25
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5
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1
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氧指數(shù)/%
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23
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28
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33
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在ABS中加入4%粒度為45μm的三氧化二銻與加入1%粒度為0.03μm的三氧化二銻阻燃效果相同。
(4)粒度尺寸對著色劑著色力的影響
著色劑的粒度越小，著色力越高、遮蓋力越強、色澤越均勻。但著色劑的粒度不是越小越好，存在一個上限值，而且對不同性能的上限值不同。對著色力而言，偶氮類著色劑的上限粒度為0.1μm，酞菁類著色劑的上限粒度尺寸為0.05μm。對遮蓋力而言，著色劑的上限粒度尺寸為0.05μm左右。
(5)粒度尺寸對導(dǎo)電助劑導(dǎo)電性能的影響
以炭黑為例，其粒度越小，越易形成網(wǎng)狀導(dǎo)電通路，達到同樣的導(dǎo)電效果時加入炭黑的量越低。但同著色劑一樣，粒度大小也有一個上限值，粒度太小，導(dǎo)電助劑易于團聚而難于分散，效果反而不好。