第一篇：研發工程師必讀：淺談塑料配方設計的基本功
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淺談配方設計基本功
“十一五”期間，改性塑料行業的發展重點是通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化，這兩點目前在塑料改性行業里得到了各界同仁的一致認可。如何實現通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化呢？這就需要塑料改性技術的創新，塑料技術創新中一個最重要的課題之一就是配方創新。配方創新和配方的設計是密不可分的，如何開發一個新產品，如何設計一個新配方，相信每個塑料改性企業和塑料改性技術人員都十分關心。本人多年在一線從事科研工作，我愿意結合自己的設計配方的經驗和心得，同大家探討和分享。
要設計一個好的塑料改性配方，成為一個真正的優秀技術人員，必須要有扎實的基本功。有了扎實的基本功，才能夠進行技術創新。因此我在這里首先淺談一下配方設計需要具備哪些基本功，供大家參考，不足請指正。
（一）、熟悉各種基礎樹脂的物性、用途以及相關背景
每種基礎樹脂都有其各自的特點，你只有熟悉它，了解它，才能用好它。這需要長期的基礎學習和實踐才能做到。在不同的配方里，根據不同的性能指標的要求，選擇不同的基礎樹脂十分重要。這是在配方設計中的基礎，譬如蓋一棟房子，基礎樹脂就像是它的基石。因此，要想成功的設計一個配方，必須熟悉各種基礎樹脂的物性、用途以及相關背景。
（一）、熟悉各種基礎樹脂的物性
既然是熟悉，就不是一般的簡單的了解，要求全面細致，以下舉例說明：
例1：聚乙烯類塑料
聚乙烯是指由乙烯單體自由基聚合而成的聚合物，英文名簡稱PE。PE的合成原料來自石油，自1965年以來一直高居世界樹脂產量第一位。目前，聚乙烯的主要品種有：
低密度聚乙烯（LDPE），高密度聚乙烯（HDPE），線性低密度聚乙烯（LLDPE），（超）高分子量聚乙烯（UHMWPE），金屬聚乙烯（m-PE）
還有其改性品種：
乙烯—乙酸乙烯酯（EVA）氯化聚乙烯（CPE）。
1、聚乙烯類塑料的結構性能
PE為線性聚合物，屬于高分子長鏈脂肪烴；分子對稱無極性，分子間作用力小，力學性能不高、電絕緣性好、熔點低、印刷性不好。PE的結構規整，線性度高，因而易于結晶。結晶度從高到低排序：HDPE，LLDPE，LDPE。隨結晶度的提高，PE制品的密度、剛性、硬度和強度等性能提高，但沖擊性能下降。
（1）一般性能：PE樹脂為無味、無毒的白色粉末或顆粒，外觀呈乳白色，有似蠟的手感；吸水率低，小于0.01%。PE膜透明，透明度隨結晶度提高而下降。PE膜的透水率低但透氣性較大，不適于保鮮包裝而適于防潮包裝。PE易燃，氧指數僅為17.4%，燃燒時低煙，有少量熔融滴落，火焰上黃下藍，有石蠟氣味。
PE的耐水性較好,制品表面無極性，難以粘合和印刷，須經表面處理才可改善。
（2）力學性能：PE的力學性能一般，其拉伸強度較低，抗蠕變性不好，耐沖擊性能較好。PE的耐環境應力開裂性不好，但隨分子量增大而改善。PE耐穿刺性好，并以LLDPE最好。
（3）熱學性能：PE的耐熱性不高，隨分子量和結晶度的提高而改善。PE的耐低溫性好，脆化溫度一般可達-50℃以下；隨分子量的增大，最低可達-140℃。PE的線膨脹系在塑料中屬較大的。PE的熱導率屬塑料中較高的。
（4）電學性能：PE無極性，因此電性能十分優異。介電損耗很低，且隨溫度和頻率變化極小。PE是少數耐電暈性好的塑料品種，介電強度又高，因而可用做高壓絕緣材料。
（5）
環境性能：PE具有良好的化學穩定性。在常溫下可耐酸、堿、鹽類水溶液的腐蝕，具體有稀硫酸、稀硝酸、任何濃度的鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸及乙酸等，但不耐強氧化劑如發煙硫酸、濃硫酸和鉻酸等。PE在60℃以下不溶于一般溶劑，但與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等長期接觸會溶脹或龜裂。溫度超過60℃后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松節油、礦物油及石蠟中；溫度超過100℃后，可溶于四氫化萘。PE耐候性不好，日曬、雨淋都會引起老化，需加入抗氧劑和
光穩定劑改善。
2、聚乙烯類塑料的應用范圍
（1）薄膜類制品
薄膜類制品是PE的最主要用途。LDPE樹脂用于膜類制品可占50%以上，可用于食品、日用品、蔬菜、垃圾袋等輕質包裝膜及農業用地膜、棚膜等。HDPE樹脂用于膜類制品可占10%以上。因其薄膜強度高，主要用于重包裝膜、撕裂膜及背心袋等。LLDPE樹脂用于膜類制品的比重比LDPE還要大，可占樹脂的70%以上。LLDPE膜具有延伸性好、較高的拉伸強度、耐穿刺、耐環境應力開裂及低溫沖擊性好、可制成超薄膜等優點，主要用于包裝膜、垃圾袋、保鮮膜、自粘膜及超薄地膜等。
（2）注塑制品
PE因加工性好而廣泛用于注塑制品，其中HDPE占30%以上，LDPE和LLDPE各占10%以上。主要產品：日用品如盆、桶、盒、暖瓶殼、杯、玩具等，周轉箱、瓦楞箱。
（3）中空制品
以HDPE樹脂為主，可占樹脂用量的20%。其制品具有耐應力開裂性好、耐油性好、耐低溫沖擊性好等優點，可用于食品油、酒類、汽油及化學制劑等液體的包裝。此外還有中空玩具等。
（4）管材類制品
以HDPE樹脂為主，主要用于生活給水、燃氣輸送、農業排灌、電纜穿線管、液體吸管及圓珠筆芯等。LDPE管還可用于化妝品、藥品、牙膏、鞋油等的包裝。
（5）絲類制品
圓絲用HDPE為原料，主要用于編織漁網、纜繩、工業濾網及民用紗窗網等。扁絲以 HDPE和LLDPE為原料，主要用于編織袋、編織布及撕裂膜等。
（6）電纜制品
PE廣泛用于中、高壓電纜的絕緣和護套材料，其中以LDPE為主，最高耐壓可達220kV。
（7）其它制品
HDPE、LLDPE可用于打包帶。LLDPE可用于型材。
3、聚乙烯的其它品種
（1）茂金屬聚乙烯（m-PE）
茂金屬聚乙烯是聚合反應所用催化劑為茂金屬型的聚合物，因其性能獨特而單列，英文簡稱m-PE。
茂金屬聚乙烯的特性有：分子量高且分布窄、支鏈少而短、密度低、純度高、高透明性、高拉伸強度、高沖擊性、熱封溫度低且范圍廣、耐穿刺性等。
用茂金屬聚乙烯制成的薄膜具有優異的強度、高透明度和低熱封溫度（比LLDPE低20℃）。
目前，由于茂金屬聚乙烯的價格偏高，一時尚不能取代傳統的聚乙烯，但可以同EPR、EVA等相競爭。其應用主要為膜類產品，如LLDPE與茂金屬PE共混，可用于生產阻油脂性重包裝袋。
（2）超高分子量聚乙烯（UHMWPE）
超
高分子量聚乙烯為相對分子質量高達100萬～400萬的聚乙烯類聚合物，英文簡稱UHMWPE。與普通PE相比，UHMWPE具有耐磨性好（比POM大15倍）、低摩擦性（摩擦系數油潤滑時為0.05~0.08）、抗沖擊性好、自潤滑
性好、生理相容性好及耐腐蝕等優點；但其硬度低、強度不高、耐熱性差、抗蠕變性差及成型加工困難。
UHMWPE主要用來生產管材、型材、中空制品和注塑制品，具體應用如下：
①耐磨輸送管道。可用于煤、礦粉、水泥、石灰、鹽、糧食的輸送管道，耐磨性比金屬高10～50倍。
②機械零件。主要利用其耐磨性，如紡織機械中的投梭器、打梭棒、齒輪、連接器、掃花桿、緩沖塊及偏心塊等；在造紙機械中用于水箱蓋板、刮水器、壓密件、接頭及密封軸桿等；機床中用于導軌、滑道及摩擦輪等。
③醫用材料。利用生理相容性好和耐腐蝕的優點，用于矯形外科材料和人工關節等。
④其它制品。利用耐輻射性，制造核電站遮蓋板；利用高沖擊性,制造防彈衣、滑雪板等。
（二）、熟悉相關改性塑料專用料的發展背景
要想成功地開發出一個新產品，就必須了解新產品的相關背景及國內外的研究發展趨勢和現狀，才能做到目標明確。了解和熟悉自己所要開發的新產品相關資料越多越好。
以開發汽車改性聚丙烯專用料為例。至少應該了解如下信息。
例2：汽車用改性聚丙烯
汽車工業是中國的重要產業。在國內許多地方，例如上海、北京、天津、重慶、長春、武漢、廣州等等，都將汽車工業列為當地的支柱產業。隨著汽車工業的迅速發展，一種新興的化工項目—汽車改性塑料產業也迅速發展起來。
當今工業發達國家對汽車發展方向提出的主要目標是∶節約能源，防止環境惡化、改善安全性能。反映了當今汽車面臨最嚴重的三大問題是節能、環保和安全。作為構成汽車的主要材料，塑料的應用水平直接關系到這三大問題，因此汽車發展的目標也是汽車塑料材料技術發展的重要動力和追求的目標。在汽車上大量使用塑料，不僅可以實現輕量化，還達到安全、防腐、造型的舒適性，并有利于降低成本。
目前全世界汽車用塑料制品市場規模為450萬噸/年，2005年中國汽車需求量為570.7萬臺，預計2008年將接近1500萬臺，目前市場需各種塑料25～30萬噸/年，若加上社會維修需求量，汽車塑料需求量將達到50～55萬噸/年，其中各種專用料約為35～40萬噸，聚丙烯及其改性專用料是汽車中應用量最大的塑料品種之一。據國家信息中心預測，2010年中國汽車市場的需求量在800萬輛，車用塑料需求量將達到72萬噸/年。目前汽車用專用樹脂和塑料的國產化程度還很小，國產車塑料部件所用樹脂和專用料大部分依靠國外進口，甚至聚丙烯樹脂因品種和質量上的原因，也還有相當的進口份額。目前我國汽車塑料占汽車自重的5%～6%，而國外已達13%；而且車用塑料在發達國家已占塑料總消耗的7％～11％，而中國汽車用塑料需求量僅占塑料總需求量的0.4%，每輛汽車塑料用量平均只有14～28公斤，僅占車輛總重的0.35%～0.7%，并且所使用的產品幾乎都是泛用塑料。專家預測2009年前后將是我國轎車大規模進入家庭的開始，由此可見，隨著我國汽車工業的發展，汽車用塑料市場的前景十分廣闊。
目前我國汽車塑料特別是中高檔汽車塑料供應嚴重不足，為汽車工業生產配套塑料制品的廠家僅百十來家，技術力量也很薄弱，產品質量不穩定，遠不能滿足汽車工業飛速發展的需要。
（三）、熟悉基礎樹脂的不同牌號的性能指標
一個好的配方設計人員，應該非常了解國內各大石化企業基礎樹脂的不同牌號和其性能指標，以及各個不同牌號的指標特點及不足，這樣在選擇基礎樹脂的時候才能揚長避短，發揮基礎樹脂的最好性能。
舉例3：
表1 北京燕山石化公司均聚注塑類聚丙烯樹脂牌號性能指標
產品牌號
Grade 熔體流動速率Melt Index g/10min ASTM D11238 密度Density g/cm3 ASTM D1505 拉伸屈服強度,Yield Strength in Tension Mpa ASTM D638 斷裂伸長率Elongation at Break ％ ASTM D638 彎曲模量Flexural Modulus Mpa ASTM D790A 懸臂梁沖擊強度Izod Impact Strength
KJ/m2
ASTM D256 負載熱變形溫度,Thermal Distortion Temperature under Load℃
ASTM D648 用 途
Application
K1003 3.0 0.905 35 >200 1470 3.0 100 通用注塑類產品
Injection molding products for general purpose
K1005 5.5 0.905 35 >200 1470 3.0 100 通用注塑類產品
Injection molding products for general purpose
K1008 10 0.905 35 >200 1470 2.8 100 通用注塑類產品
Injection molding products for general purpose
K1015 14 0.905 35 >200 1470 2.0 100 通用注塑類產品
Injection molding products for general purpose
K1020 20 0.905 35 >200 1470 2.0 100 通用注塑類產品
Injection molding products for general purpose
1300 1.5 0.91 32.0 500 1700 100 機械及汽車零部件
Mechanical and automobile parts
1400 3.0 0.91 33.0 500 1700 100 汽車部件及家具等
Automobile parts and furniture
1700 11 0.91 35.0 500 1700 105 籃子、盤子等一般用途
For general purpose such as basket and plate
表2 北京燕山石化公司共聚注塑類聚丙烯樹脂牌號性能指標
產品牌號 熔體流動速率
密度
拉伸屈服強度
斷裂伸長率％
彎曲模量
懸臂梁沖擊強度, Izod Impact Strength KJ/m2 ASTM D256 負載熱變形溫度℃
用途
-20℃ 0℃ 23℃
K7708 10 0.905 25.5 50 1520 3.0 12 110 洗衣機部件、汽車零部件等
Washing machine parts, automobile parts
K7726 29 0.905 24.5 50 1320 2.3 5.5 105 洗衣機桶及部件、汽車零部件等
Washing machine barrel and parts, automobile parts
K7735 40 0.905 24.5 50 1320 2.3 5.0 105 洗衣機桶及部件、汽車零部件等
Washing machine barrel and parts, automobile parts
1647 10 0.91 24.0 50 1500 3.0 8.0 110 耐高沖擊的洗衣機底座、汽車部件等
High impact washing machine base, automobile parts
1947 28 0.91 25.0 50 1500 3.0 5.5 110 耐高沖擊的洗衣機桶及汽車零部件等
High impact washing machine barrel, automobile parts
1947H 38 0.91 25.0 50 1500 3.0 5.5 120 耐高沖擊的洗衣機桶及汽車零部件等
High impact washing machine barrel, automobile parts
1240 0.7 0.91 23.0 500 1300 5.0 105 耐高沖擊啤酒、飲料瓶箱，吹塑制品
High impact beer bottle, beverage bottle box, blow molding products
1340 1.5 0.91 23.0 500 1300 5.0 105 室外用耐高沖擊啤酒瓶箱、汽車部件等
Outdoor high impact beer bottle box, automobile parts
1540 5.5 0.91 23.0 200 1350 5.0 105 耐高沖擊容器，汽車、摩托車配件等
High impact containers, automobile parts and motorcycle parts
1740 12 0.91 23.0 100 1350 2.5 8.7 105 抗沖注塑制品，汽車、摩托車配件等
Medium impact injection molding products, automobile parts, motorcycle parts
1940 25 0.91 23.0 50 1350 2.7 5.8 110 抗沖注塑制品，汽車、摩托車配件等
Medium impact injection molding products, automobile parts, motorcycle parts
1940H 38 0.91 23.0 50 1350 2.5 5.5 110 抗沖注塑制品，汽車、摩托車配件等
Medium impact injection molding products, automobile parts, motorcycle parts
熟悉各種填料的特點及使用方法
添加無機填料的目的在于降低材料的收縮率，提高材料的硬度、彎曲模量，降低成本。幾種常見的無機填料有：云母、滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣等。無機填料粒子形狀可分為針狀、片狀、粒狀和球狀。
圖1是四種填料填充PP試樣的表面電鏡照片。從圖1可以看出，云母、滑石粉填充 PP的表面凹凸不平程度最大，碳酸鈣的次之，硫酸鋇的相對較小。因此在這幾種常用的填料中，硫酸鋇對PP的表面光澤度影響最小。
大量的實驗證明云母、滑石粉對降低PP的收縮率效果好于硫酸鋇和碳酸鈣。這可能是因為填料的形狀不同，對改變PP的結晶形態及熱膨脹性大小不同造成的。云母、滑石粉是片狀結構，各向異性程度比粒狀、球狀的硫酸鋇和碳酸鈣要大，對PP的結晶和熱膨脹系數影響大，因此降低PP的收縮率效果好。
此外，不同填料填充PP力學性能上也存在著差異：
（1）滑石粉、云母對體系彎曲強度和彎曲模量增強效果明顯，碳酸鈣、硫酸鋇的增強效果較小。這是因為滑石粉和云母是徑厚比大的片狀材料，對樹脂的補強作用大，故使體系的彎曲強度和彎曲模量增幅較大；
（2）
滑石粉、云母使體系常溫缺口沖擊強度下降，碳酸鈣使其變化很小，而硫酸鋇使其略有提高。這可能是因為硫酸鋇的外觀近似于不規則的球狀，和滑石粉、云母相比
無明顯的可引發應力集中的棱角，當有外力作用到硫酸鋇粒子時，圓滑的表面能迅速將外力分散并有效地吸收沖擊能，起到一定的增韌作用。
雖然滑石粉和云母都能顯著降低PP的成型收縮率，但云母比滑石粉還要好些。但是云母填充聚丙烯后使材料的顏色變成棕褐色，產生珠光效果，對于要求淺色的塑料制品很難配色和著色均勻。因此無法使用。
(a)PP/云母(b)PP/滑石粉
(c)PP/碳酸鈣(d)PP/硫酸鋇 圖1不同填料在PP中的形態
另外，填料的細度和產地對材料的性能影響也需要注意： 表3不同細度、不同產地滑石粉填充聚丙烯的性能比較
項目 彎曲模量MPa 彎曲強度MPa 熱變形溫度℃ 成型收縮率% 光澤度%
純PP 1294 35.6 138 1.02 81.1
滑石粉325目 2798 49.3 155 0.7 46.1
滑石粉800目 3046 58.1 155 0.7 47.6
滑石粉1250目 3214 60.5 155 0.7 55.4
表
3表明：滑石粉可以提高材料的彎曲模量和熱變形溫度，降低成型收縮率；高目數的滑石粉比低目數的滑石粉增強效果好，且光澤度也好于低目數的滑石粉。這是由
于滑石粉的目數越高，平均粒徑越小，在PP中的分散效果越好的原因。此外，高目數的滑石粉白度較低目數的好，這可能是因為高目數滑石粉雜質含量低。因此，遼寧海城1250目滑石粉被選為降低聚丙烯成型收縮率最好的無機填料。
（三）、熟悉各種助劑的特點及使用方法
塑料助劑是指從樹脂合成到制品成型整個過程所涉及的各種化學品和添加劑。由于塑料制品的生產一般包括樹脂合成和加工成型兩個過程，因而塑料助劑實際上分為合成助劑和加 工助劑兩大體系。合成助劑適用于樹脂的合成過程，主要涉及催化劑、引發劑、乳化劑、懸浮劑、分子量調節劑、終止劑、阻聚劑和防粘釜劑等。其作用是引發、終止、阻聚聚合反應，控制聚合反應的速度和方向，提高選擇性和轉化率，調節樹脂的分子量范圍和分布，改善聚合條件，確保反應的順利進行。一般很少帶入樹脂和制品中，習慣上劃歸合成工藝討論，不在塑料助劑的統計范疇。加工助劑是指用于制品成型過程，旨在改善樹脂的加工性、穩定性以及賦予制品阻燃、抗靜電、柔軟、輕量、抗沖擊等特殊功能的添加劑或化學品。與合成助劑相比，加工助劑涉及類型多，化學物質范圍廣，改性機理復雜，是構成塑料加工的三大基本要素（樹脂、助劑、機械）之一。因此，現代塑料助劑的含義實際上是專指塑料加工助劑。
盡管塑料加工助劑分類方法多樣，但以功能和改性目的為依據的分類方法最為直觀和普遍。根據功能和改性目的，塑料助劑一般分為穩定化助劑、加工改性助劑和功能化助劑三個基本體系。
塑料助劑門類龐雜，品種繁多，這需要大家花時間和精力去總結和熟悉，熟悉各種助劑的特點及使用方法，也是配方設計過程中經常用到的基本功。比如在配方設計中常用到的助劑有：內、外潤滑劑、抗氧劑、紫外吸收劑、增韌劑等。
這次培訓班是以改性聚丙烯類汽車專用工程塑料為主題。在聚丙烯中如何增韌就是一個不可避免的課題，在聚丙烯增韌中經常使用到不同的增韌劑。因此就以經常使用的幾種增韌劑為例。
例4：增韌劑
EPM
彈性體（乙烯—丙烯共聚物，具有飽和聚亞甲基鏈）最早是由Exxon公司于1961年底，在美國路易斯安娜州生產出商業產品的。1963年
初，Montedison公司于意大利開始了全面商業生產。由于EPM是由單烯烴聚合成的，這種共聚物基本上是飽和的，需要用過氧化物或過氧化物—硫磺硫
化體系硫化。
EPDM彈性體由乙烯、丙烯及少量（3%~12%）的非共軛二烯烴共聚而成。Montecatini在1963年開始商業化生
產，Exxon公司在1963年底生產出EPDM，DuPont公司也于1963年底開始生產EPDM，Uniroyal于1964年開始生產。日本開始
生產EPDM的時間為：住友商社在1969年，JSR和三井公司在1970年開始生產。EPDM在飽和主鏈上的側鏈有足夠的不飽和性，可以用硫磺硫化。
POE
是一種飽和的乙烯-辛烯共聚物，由美國DOW化學公司采用茂金屬催化劑使乙烯和辛烯聚合而得的一種熱塑彈性體。POE的特性:非常窄的分子質量分布和一定
的結晶度，使其既具有彈性體的性能又能像熱塑性塑料一樣便于加工；有較高的剪切敏感性和熔體強度，加之與其他聚烯烴相容性好，可以實現高擠出速率；沒有不
飽和雙鍵，耐候性能優于其他彈性體，在低溫下仍有較好的韌性。與應用較廣泛的EPDM相比，POE的內聚能低，無不飽和雙鍵，耐候性更好，其表觀切變黏度
對溫度的依賴性更接近PP，故相容性較好，加工溫度范圍較寬。由于POE既具有橡膠的彈性又具有塑料的剛性，與PP共混時更易得到較小的彈性體粒徑和較窄 的粒徑分布，增韌PP的同時能保持較高的模量、拉伸強度及良好的加工流動性，因而增韌效果更好。
SBS是由丁二烯、苯乙烯組成的具有三維層狀結構的嵌段共聚物，該彈性體兼具硫化橡膠和熱塑性塑料的性能。SBS與PP能顯著提高PP高低溫沖擊強度。PP/SBS共混物的沖擊強度隨SBS用量的增加而增大，其他機械性能則隨SBS用量的增加而降低。
表4：兩種增韌劑對PP共混改性效果
測試項目 單位 測試標準
彈性體名稱
SBS POE
熔體流動速率 g/10min D1238 10.3 12.9
拉伸屈服強度 MPa D638 24.4 24.9
拉伸斷裂強度 MPa D638 11.9 9.1
斷裂伸長率 % D638 92.0 233
彎曲強度 MPa D790 29.9 29.2
彎曲模量 MPa D790 1464.3 1463
缺口沖擊強度 23℃ J/m D256 91.3 229.0
-20℃ J/m D256 34.5 42.3
關于增韌劑在聚丙烯體系普遍有以下幾點可以供大家參考：
1、不同增韌劑對PP的物理機械性能的改性效果
從表4可見，PP/POE體系與PP/SBS體系的拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量比較接近，而PP/POE體系的常溫和-20℃的缺口沖擊強度都高于PP/SBS體系。這是由于POE與聚丙烯的相容性好，與PP共混時易得到較小的彈性體粒徑和較窄的粒徑分布，同時POE中柔軟的側已基在分子間起到一種聯結、緩沖、減少銀紋因受力發展成裂紋的緣故。
2、增韌劑對PP的流動性的改性效果
由表4還可以看出，PP/POE體系的熔體流動速率明顯高于PP/SBS體系，主要原因是 POE在其加工范圍內與PP有更近的熔體黏度，POE與PP的相容性更好。
3、增韌劑含量對共混體系的影響
表5為POE含量對共混物性能的影響。表3的數據表明：隨著POE含量的增加，共混體系的缺口沖擊強度（23℃和-20℃）提高，而彎曲強度和彎曲模量下降，這是由于POE呈分散相分散在PP的基體中，POE含量越大，分散相粒子越多，吸收外部沖擊能量的粒子也越多，因而沖擊強度越高。由于POE自身的剛性非常低，所以隨著POE含量的增加，彎曲強度和彎曲模量下降。
表5：PP/POE共混體系中POE含量的影響
含量份 缺口沖擊強度 /J/m 彎曲強度 彎曲模量
23℃-20℃ 168.4 37.4 31.0 1590 180.6 40.5 29.9 1518 229.0 42.3 29.2 1463
熟悉設備和工藝特點
我以前寫過一篇有關塑料改性技術與雙螺桿塑機行業的文章，現在網絡上到處盜版。其中提到：近年來，我國的塑料行業蓬勃發展，無論從塑料的原料生產，到后加工，其市場的需求增長都十分強勁，雙螺桿擠出機作為塑料改性行業的主要設備之一，也得到了快速發展，高轉速、高產量、長壽命設計的雙螺桿擠出機逐漸成為市場的主流。塑料改性技術在近十年中也取得了較大的進步，尤其在塑料的填充、增強、增韌等方面都得到了廣泛的應用，專用料技術受到許多塑料廠家的認同，如：阻燃的電線電纜專用料、耐候、防霧滴農膜母料、汽車專用料、家電專用料以及各種母粒的生產技術等，對我國的塑料行業的發展起到了推動作用。目前國內許多塑料改性技術的研究單位，只重視塑料改性配方的研究，而不重視技術生產的可操作性，以及雙螺桿生產設備的適應性，使許多好的技術在應用中出現問題或得不到應用；而有時雙螺桿擠出生產廠家只注意機械制造方面的問題，而忽略了具體改性材料的特性，使生產廠家使用該設備卻不能生產出滿意的產品來。如果將塑料的改性技術和雙螺桿擠出設備進行有效的結合就能解決這個問題。就拿碳酸鈣填充母粒來說，在技術相同的條件下，好的雙螺桿擠出機設備用來生產填充母粒，其母粒的產量和分散性當然就好些，但從配方和螺桿組合的角度著手，好的配方和工藝在單螺桿擠出機上也能生產出性能較好的填充母粒來，（當然實際上不提倡這樣）而好的螺桿組合可以使一臺普通的直徑為60的雙螺桿擠出機的24小時的碳酸鈣母粒的產量達到8噸左右。
因此熟悉設備和工藝特點，比方說螺桿的組合和工藝條件的設置，對配方設計是有百利而無一害，才能發揮配方的最佳效果，才是一項真正的成熟技術。
（四）、積累工藝經驗
不多敘述，重視工藝，重視加工工藝經驗的積累。就好比一道好菜，配料固然重要，可廚師的炒菜火候同樣重要。對碳酸鈣填充母料行業來說，大家感受一定頗深，一樣的配方，不一樣的攪拌工藝，出來的產品質量相差天壤之別，這就是一個很好的例子。
（五）、熟悉塑料各項測試方法及標準
一個合格的配方設計人員必須熟悉塑料的各種測試方法和制樣方法，這樣才能使他不至于在做完實驗后，面對一堆實驗數據而無所適從。有許多改性塑料企業問我ASTM和GB標準的數據區別；也有許多的改性塑料企業只有GB標準，在拿到以ASTM為標準的訂單時無所適從，這些都反應了對測試標準及方法方面知識的缺乏。因此作為改性塑料的企業和科研人員，必須對測試的標準和方法有一個基本的詳細的了解。下面舉一個大家都很熟悉的熔體流動速率的例子，可以看出對測試標準和方法的了解對配方設計的重要性。
舉例：何謂塑料的「MI」值？
MI的全名為「熔體流動指數」(Melt Flow Index)，簡稱「熔融指數」(Melt Index)，是一種表示塑料材料加工時流動性的數值。它是美國量測標準協會(ASTM)根據美國杜邦公司(Du Pont)慣用的鑒定塑料特性方法制定的，其測試方法是使塑料顆粒在一定時間（10min）內，一定溫度及壓力（各種材料標準不同）下，融化為塑料流體，通過直徑2.1mm圓管所流出的克數。其值越大，表示此塑料材料的加工流動性越好，反之則越差。最常使用得測試標準為ASTM D1238，該測試標準的量測儀器-熔融指數計(Melt Indexer)的結構如下：將待測高分子（塑料）原料置入小槽中，槽末接有細管，細管直徑為2.095mm，管長度為8mm。加溫至某溫度后，原料上端由活塞施加某一定重量向下壓擠，量測該原料在10分鐘內被擠出的重量，即為該塑料的熔融指數。所以有時您會看到如下的表示法25g/10min，簡化的表示其MI為25，即是在10分鐘內擠出25g之意。常用塑料的MI值大約介于1~25之間，MI愈大，代表該塑料原料黏度愈小及分子重量愈小。而MI愈小，代表該塑料黏度愈大及分子重量愈大。
因此，只有你充分的了解到熔融指數，才能對你如何從配方上調整熔融指數有更多的啟示。以PP為例，你可以加入一些過氧化物來降低聚丙烯的分子量從而提高它的熔融指數。
（七）、熟練查閱各種文獻尤其是英文的論文和專利
許多在校的學生和老師十分注重查閱各種文獻，具體的生產企業就很少這樣做。具體的原因很多，有的直接說不會查；有的說沒有條件去查。我看都不是理由，不會查你可以學呀，沒有條件的嗎？現在網絡十分發達，一般都可以找到你需要的。希望大家記住：查文獻并不耽誤你的寶貴時間，恰恰可以節約你的寶貴時間，因為你看到的都是一些間接經驗。
要想使自己的產品在技術上是國際先進的話，就多查閱一些英文的專利和文獻吧！這點不是每個企業和技術人員都能做到的，力所能及吧！
（八）、最后一點，也是最重要的一點，多做試驗，越多越好，并學會總結
當你具備了以上六點的條件以后，是不是就能夠設計出很好的配方和產品來呢？我看還不行，還需要長期的實驗和經驗的積累。僅有理論知識，沒有具體的實驗經驗，是做不出好的產品來的，有許多專家和學者，他有許多好的想法，但是沒有反復用實驗去驗證，因此許多好的想法不能在具體生產中得到應用，不能不說是一種遺憾。
多做實驗，不要怕失敗，做好每次實驗的記錄。有的一線的技術人員，就某個項目做了許多實驗，可能結果并不是很成功，因此整個實驗過程并沒有詳細的記錄。對經驗的積累是最不好的。可能很長時間以后下一次開發別的項目，要用到一些數據正是上次做過的，你就只好重做了。成功的實驗經驗就更應該詳細的記錄了，不然損失就更大了。因此成功的或是失敗的實驗，都要有詳細的記錄，希望大家養成這個好的習慣。
學會總結每次實驗的數據和經驗。有的人實驗做了詳細的記錄了，可是他不會總結，這就使實驗的效果打了許多折扣。善于總結每次的實驗數據，找出它們的規律來，可以指導實驗，取到事半功倍的效果。并且在以后寫論文的時候用起來十分方便。
這些都是我的一些心得體會，希望對大家有用！
最后祝在座的各位都成為改性塑料的專家！
第二篇：橡膠配方設計工程師的十戒
橡膠配方工程師的十戒
一戒：自信太足。搞了N多年配方了，也積累了N多經驗了，按說做配方應該輕而易舉。自信太足了，往往忽視了他人的意見，導致設計缺陷。
二戒：盲目抄襲。現在信息面很廣，一點網頁可以出來N多配方，想省事直接拿來使用，后果很嚴重。
三戒：本本主義。橡膠配方是個理論性較弱，實踐性很強的工作，抱著書本不放，跳不出書本的圈子，導致配方不實用。
四戒：錯用資料。查資料來確定配方的設計思路是一般常用的設計方法，但資料上的論述是對作者所研究產品的論述，你必須找到和你產品對路的資料才具有參考價值。否則將走向路。五戒：脫離實踐。設計配方時，工藝可行性是非常關鍵的要素，只是物理性能達到了要求，但工藝上無法實施，也是個廢配方，而得到工藝性能的情況是要靠一手資料。也就是到現場實踐。
六戒：文不對題。找到配方設計要達到的目的也是配方工作的一大難點，用有限的試驗手段反應產品的使用性能是個很大的課題。因為配方最終是要做產品，又不可能每次試驗都拿成品來進行。有些設計的配方物理性能很不錯，但產品確使用不上，也是廢紙一張。
七戒：固步自封。橡膠配方的實踐性是最具挑戰的內容，新材料，新工藝的不斷更新發展速度很快，自我滿足，自我封閉是配方工作者的一大忌諱。
八戒：思路狹窄。配方技術設計的學科很多，接觸到的材料也很多，達到同一個目的可選擇的路線也很多，所以需要配方工程師的思路一定要廣闊，把方方面面的東西匯總到你的配方里面，做出優秀的配方。
九戒：自私自利。一個配方決定了一個產品的生命，配方工作者要有很強的責任心，也許產品做出來沒人會要求你去進一步改進，但自己要考慮不斷的提高配方質量，降低配方成本，很多東西別人是無法掌握的，要靠你自己的自覺性。
十戒：缺少感悟。還有很多東西需要你自己去感悟。不斷的去感悟新的東西，找到新的感覺，保持自己靈魂的清醒，才可以更好的做好配方工作。
第三篇：化妝品的配方研發策略
化妝品的配方研發策略
市場營銷人士期待著獨特的配方：他們能提供最強大的功效、最廣泛的消費者接受、最低的成本，以及他們個人護理品最快的開發的時間表。但是，這些活動并不是遵循這一條有組織的、協調一致的道路。一個項目開始于一個由營銷團體發起、并由研發人員或公司外面合約生產商出席的會議。營銷者提出了他們對一個優于所有競爭對手的配方產品的需求。“給我你所能開發的最好配方”是營銷毀團體常見的呼吁。隨著研發樣本產品被開發出來，營銷團體開始補充一些目標，例如“使得產品看起來和感受起來就象競爭產品甲。”在新的樣本產品被開發出來后，營銷團體還可能會提出額外的限制，譬如“使得這款產品看起來象X、聞起來象Y、性能表現象Z，而提供的膚感象A。”以實際的用語表達、那就相當于結合了大象的頭顱、鯊魚的尾部、老鷹的翅膀、老虎的腿和孔雀的身體來培育出一種最壯觀的生物，它能在天堂中飛翔得最高、在海洋中遨游得最快、在地面上奔跑得最迅速，而且成本低廉。
因為不可能有這種生物的存在，所以營銷和研發往往存在這種矛盾。只能對產品的性能或產品的要求有所取舍，才能以達到一個和諧的統一。
對于從概念到產品完成的配方開發活動的明確理解應當以一個書面成文的形式開發出來。需要考慮的重要檢驗點對于不同的項目是有所不同的。有章可循的配方開發從長久來看總是會成功，既節省時間并產生較少的麻煩。
從何開始？
一個新項目的開始通常在營銷和研發人員中的靈機一動激發的。一幅清晰的畫面應當基于下述標準的發展出來：◆我們為何要開發這款產品？
◆期望的性能特性是怎樣的？
◆主要的競爭產品是什么？
◆策劃中的新產品與競爭產品相比，目標優勢和弱勢在哪里？
◆最終的標準是什么？
何時、如何監控什么？
正在開發的配方必須遵循下述關鍵標準：
◆從性能傳導和感官知覺兩個方面執行消費者所期待的功能；
◆產品成分和微生物方面的穩定；
◆可生產型以及成本切實可行性。
要確保在每周的基礎上設定一個合理的目標。簡單而言，搜集信息、分析數據，并且將計劃每周推動一次。要抵制倉促草率的行為。例如，在開始昂貴的消費者測試或生產之前要完成穩定性研究；對延期、障礙和挫折要做好準備；根據新目標相應作出及時地調整等等。避免缺陷
記錄下已經計劃并取得的進展，比猜測應該有誰來計劃和誰來取得什么更好。在產品評估中，依賴僅僅一個人的觀點是有風險的。一個只會吵嚷的人員可能會是一個關鍵的工作脫軌。
另外，消費者感官與所開發的配方產品標準存在差異。例如，在香氣評估中，雖然專業評估員可能覺察出一套測試樣品中細微的氣味差別，但是一般的消費者可能并不能區別出這些微妙的不同。基于這些專業意見，一個配方是可能花費寶貴的時間在優化加香的配方，而從消費者角度看可能是微不足道的。專家評估和消費者感知調查都需要在香味優化的早期使用。從策略上說，在配方穩定性測試中，應當考慮兩個或多個香料備用。
最大的缺陷之一是過度依賴實驗室生產的產品性能方面的數據，而不是很大的依靠消費者感知信息。你可能為一款具有精細調整香味的最新洗發香波產品擁有了一種最佳的基于科學、黏度、pH值、泡沫高度和清洗力數據的配方。但如果消費者不喜歡它在頭發上的感覺或者導致了干燥（盡管有提供了最大滋潤性的科學數據），那么它在市場上注定會失敗。消費者的感知往往是相背于科學性數據的感性要素。
一款復雜、高性能化妝品配方的成功開發需要科學和藝術的結合，需要理性與感性的完美結合。
第四篇：配方工程師崗位職責
1.負責新材料研究及應用。
2.負責配方的設計、開發。
3.負責現場材料及配方質量問題的分析與解決。
4.負責產品試產過程的跟蹤，適時為生產提供技術支持與保障。
5.負責工藝文件的編制。
第五篇：材料研發工程師
材料研發工程師
1）教育：正規院校全日制本科以上學歷，研究生優先，高分子、復合材料、無機非金屬材料、化工相關專業，材料化工類與機械類復合專業優先。
2）工作經驗：從事高效空氣過濾、建筑保溫節能相關產品研發3年以上，研究生在校期間從事相關研究的經驗也可以接受，至少精通一類產品的研發。
3）熟悉常見多孔材料的理化性能，掌握材料化學、高分子、復合材料、膠體與界面化學、材料結構表征、機械制圖等專業基礎知識；
4）了解常用材料表征方法，熟悉譜圖分析；
5）能查閱英文資料。碩士研究生要求英語六級以上，本科要求英語四級以上。
崗位職責：
1）前期產品開發的準備工作，包括調研、立項、試驗方案等；
2）壓縮空氣過濾器、機床油霧凈化器、高效空氣過濾器等耗材及建筑保溫、防火、涂料、膠黏劑、防水材料的研發。負責配方設計、原材料選擇、生產工藝參數的制定、性能測試、打樣；
3）負責撰寫相關產品工藝文件，質量控制標準和產品說明書，并負責相關產品專利申請；
4）跟蹤產品的應用，收集客戶反饋意見，根據客戶需求提供產品優化；
5）挖掘新材料、新工藝，培育供應資源，知道和監督生產廠商進行生產。
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