序： 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?！?br>
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時塑料品種中產量最的的一種，約占塑料總產量的30%左右。PE主要可分為低密度聚乙烯（DPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、以及線性低密度聚乙烯（DPE）三種
DPE——加工性好，機械性能一般，但耐沖擊性好；耐熱性不好，但脆化溫度較低；耐環境性好，常溫下可耐各種非強氧化性酸，電絕緣性十分優異。DPE粘合性劑印刷性不好。
DPE主要用于農用大棚膜、地膜、輕包裝膜、日用注塑制品，經交聯后，可用于作電纜料。 HDPE的機械性能、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、漁絲網等。 DPE除具有DPE和HDPE性能外，其拉伸強度、撕裂強度、耐環竟應力開裂性、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主要用于生產超薄膜。此外還可生產編織袋、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，產量僅次于PE，居第二位。 衛生級PVC的VC含量低于10×10 ，可用于食品及醫學。與PE相比，PVC具有硬度大、耐磨、耐腐、強度高、耐然等優點，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定劑，其中穩定劑在硬質產品中加入7份左右，在軟質產品中加入2~4份左右。
PVC樹脂主要用于生產各種薄膜、各類板材、片材、管材、中空制品、電纜、各類注塑制品及人造革、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穩定性，其機械性能、耐熱行軍高于PE，經過增強的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次不斷；PP低溫沖擊性好，成型收縮率達，產品精度不高；但PP性能均衡是通用熱塑性樹脂中最好的一種。PP主要用于薄膜、PP膜透明好，光澤好，雙向拉伸后強度更好，手揉有強聲，用于高檔防潮包裝，如衣物、香煙等。PP可用于吸塑片，生產飲料杯、冰淇淋盒等；PP還可用于生產撕裂膜、打包帶、編織帶及格類絲。PP注塑制品主要為汽車配件、家電配件、日用制品、醫療器具。
4、聚苯乙烯（PS）
PS最主要的優點是透明性好，透光率可達88%~92%，折光率為1.59~1.60，PS電絕緣性好，尺寸穩定性高，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。PS泡沫塑料是PS的最大用途，其密度僅為0.016g/cm，和目前包裝行業中最常用的。PS注塑制品可用于生產梳子、兒童玩具、磁帶盒等，還用于光學儀器配件、光學玻璃、燈罩、電器配件、儀表零件等。
二、通用工程塑料
工程塑料是指強度較高，可在高溫下用于工程上的一類樹脂。有ABS、PA、POM、PC、PET、PBT等。
三、通用熱固性所料
酚醛樹脂（PF）等
四、其他各類塑料、功能性塑料
聚氨酯樹脂（PU）、聚砜（PSF）等。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。
1、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。
2、根據助劑與樹脂的相容性設計
3、根據助劑的耐加工性能設計；
4、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。
5、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。
6、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：
1、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 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。
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
此配方沖擊強度可提高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： 配方設計必須經實踐的檢驗才能獲得成功。 |
