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PVC及各種助劑介紹(三)

PVC及各種助劑介紹(三)

PVC及各種助劑介紹(三)

       PVC塑料配方主要由PVC樹(shù)脂和助劑組成的,其中助劑按功能又分為:熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑、著色劑等。在設(shè)計(jì)PVC配方之前,首先應(yīng)了解PVC樹(shù)脂和各種助劑的性能。

原料與助劑

沖擊改性劑

       高分子材料改性的一個(gè)重要內(nèi)容是改善其耐沖擊性能,PVC樹(shù)脂是一個(gè)性非結(jié)晶性高聚物,分子之間有較強(qiáng)的作用力,是一個(gè)堅(jiān)硬而脆的材料;抗沖擊強(qiáng)度較低。加人沖擊改性劑后,沖擊改性劑的彈性體粒子可以降低總的銀紋引發(fā)應(yīng)力,并利用粒子自身的變形和剪切帶,阻止銀紋擴(kuò)大和增長(zhǎng),吸收掉傳人材料體內(nèi)的沖擊能,從而達(dá)到抗沖擊的目的。改性劑的顆粒很小,以利于增加單位重量或單位體積中改性劑的數(shù)量,使其有效體積份數(shù)提高,從而增強(qiáng)了分散應(yīng)力的能力。目前應(yīng)用比較廣泛的為有機(jī)抗沖擊改性劑。

       按有機(jī)抗沖擊改性劑的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu),可將其分為如下幾類(lèi)。

       1、預(yù)定彈性體(PDE)型沖擊改性劑,它屬于核一殼結(jié)構(gòu)的聚合物,其核為軟狀彈性體,賦予制品較高的抗沖擊性能,殼為具有高玻璃化溫度的聚合物,主要功能是使改性劑微粒子之間相互隔離,形成可以自由流動(dòng)的組分顆粒,促進(jìn)其在聚合物中均勻分散,增強(qiáng)改性劑與聚合物之間相互作用和相容性。此類(lèi)結(jié)構(gòu)的改性劑有:MBS、ACR、MABS和MACR等,這些都是優(yōu)良的沖擊改性劑。

       2、非預(yù)定彈性體型(NPDE)沖擊改性劑,它屬于網(wǎng)狀聚合物,其改性機(jī)理是以溶劑化作用(增塑作用)機(jī)理對(duì)塑料進(jìn)行改性。因此,NPDE須形成一個(gè)包覆樹(shù)脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它與樹(shù)脂不是十分好的相容體。此類(lèi)結(jié)構(gòu)的改性劑有:CPE、EVA。

       3、過(guò)度型沖擊改性劑,其結(jié)構(gòu)介于兩種結(jié)構(gòu)之間,如ABS。用于PVC樹(shù)脂的具體品種有:

       (1)氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中進(jìn)行懸浮氯化的粉狀產(chǎn)物,隨著氯化程度的增加使原來(lái)結(jié)晶的HDPE逐漸成為非結(jié)晶的彈性體。作為增韌劑使用的C?E,含C1量一般為25-45%。CPE來(lái)源廣,價(jià)格低,除具有增韌作用外,還具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化學(xué)藥品性。目前在我國(guó)CPE是占地位的沖擊改性劑,尤其在PVC管材和型材生產(chǎn)中,大多數(shù)工廠(chǎng)使用CPE。加入量一般為5—15份。CPE可以同其它增韌劑協(xié)同使用,如橡膠類(lèi)、EVA等,效果更好,但橡膠類(lèi)的助劑不耐老化。

       (2)ACR為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物,ACR為近年來(lái)開(kāi)發(fā)的很好的沖擊改性劑,它可使材料的抗沖擊強(qiáng)度幾十倍。ACR屬于核殼結(jié)構(gòu)的沖擊改性劑,甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物組成的外殼,以丙烯酸丁酯類(lèi)交聯(lián)形成的橡膠彈性體為核的鏈段分布于顆粒內(nèi)層。尤其適用于戶(hù)外使用的PVC塑料制品的沖擊改性,在PVC塑料門(mén)窗型材使用ACR作為沖擊改性劑與其它改性劑相比具有加工性能好,表面光潔,耐老化好,焊角強(qiáng)度高的特點(diǎn),但價(jià)格比CPE,高1/3左右。國(guó)外常用的牌號(hào)如K-355,一般用量6—10份。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)ACR沖擊改性劑的廠(chǎng)家較少,使用廠(chǎng)家也較少。

       (3)MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三種單體的共聚物。MBS的溶度參數(shù)為94-9.5之間,與PVC的溶度參數(shù)接近,因此同PVC時(shí)相容性較好,它的顯著特點(diǎn)是:加入PVC后可以制成透明的產(chǎn)品。一般在PVC中加人4-6份,可將PVC的沖擊強(qiáng)度提高6—15倍,但MBS的加入量大于30份時(shí),PVC沖擊強(qiáng)度反而下降。MBS本身具有良好的沖擊性能,透明性好,透光率可達(dá)90%以上,且在改善沖擊性同時(shí),對(duì)樹(shù)脂的其他性能,如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等影響很小。

       琦鴻BS-156是采用先進(jìn)的合成樹(shù)脂技術(shù)精心研制成的MBS產(chǎn)品,它是由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三元共聚而成,是改善聚氯乙烯制品耐沖擊強(qiáng)度和加工性能的綜合性樹(shù)脂。在聚氯乙烯配方中添加BS-156,制品的沖擊強(qiáng)度能獲得明顯的改善,并且對(duì)聚氯乙烯固有的特性無(wú)不良影響。它廣泛用于聚氯乙烯薄膜、透明片材、管材、管件、瓶粒料等產(chǎn)品。

       (4)ABS為苯乙烯(40%-50%)、丁二烯(25%—30%)、丙烯腈(25%-30%)三元共聚物,主要用做工程塑料,也用做PVC沖擊改性,對(duì)低溫沖擊改性效果也很好。ABS加入量達(dá)到50份時(shí),PVC的沖擊強(qiáng)度可與純ABS相當(dāng)。ABS的加入量一般為5—20份,ABS的耐候性差,不適于長(zhǎng)期戶(hù)外使用制品,一般不用做塑料門(mén)窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。

       (5)EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物,醋酸乙烯酯的引入改變了聚乙烯的結(jié)晶性,醋酸乙烯酯含量大量差,而且EVA與PVC折光率不同,難以獲得透明制品,因此,常將EVA與其它抗沖擊樹(shù)脂并用。EVA添加量為10份以下。上述幾種沖擊改性劑改性PVC性能比較見(jiàn)表5所示。

       4、橡膠類(lèi)抗沖擊改性劑

       是性能優(yōu)良的增韌劑,主要品種有:乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)及丁苯橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、聚異丁烯、丁二烯橡膠等,其中EPR、EPDM、NBR三種十分常用,其是改善低溫耐沖擊性?xún)?yōu)越,但都不耐老化,塑料門(mén)窗型材一般不使用這類(lèi)沖擊改性劑。

常用的其它助劑

1、光穩(wěn)定劑

       PVC制品多數(shù)暴露在陽(yáng)光和其它各種光線(xiàn)下,根據(jù)制品應(yīng)用環(huán)境添加一定量的光穩(wěn)定劑可防止和延緩其分解和老化,延制品使用壽命。

光穩(wěn)定劑大體可以分為四類(lèi):

       (1)光屏蔽劑。如鈦白和碳黑,可以阻擋紫外線(xiàn)進(jìn)入型材的內(nèi)部,以阻止聚合物的光降解進(jìn)行。如加入2%的碳黑的LDPE片材其耐老化程度比不加碳黑的LDPE片材提高20倍。鈦白對(duì)型材的耐老化程度有較大的提高,鈦白應(yīng)使用金紅石型的,在PVC塑料門(mén)窗型材中的使用量在3-6份。

       (2)紫外線(xiàn)吸收劑??梢詮?qiáng)烈吸收280-400nm的紫外線(xiàn),轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光或熱量。常用的有UV—531、UV-327、UV-326、UV-p等產(chǎn)品,用量一般為0.1-0.5%。但價(jià)格較高。

       (3)淬滅劑。主要是消滅受激發(fā)的聚合物分子的能量,使之回到基態(tài)。具體品種為鎳、鈷絡(luò)合物,品種有光穩(wěn)定劑2002、光穩(wěn)定劑1084等。一般與其它光穩(wěn)定劑配合使用,用量0.1-0.5%。

       (4)自由基捕捉劑。是一種光穩(wěn)定劑,它捕捉光降解分解出的自由基,終止降解反應(yīng)的進(jìn)行。一般使用在LDPE農(nóng)膜中。品種主要有:光穩(wěn)定劑GW-540、GW—544、CW-310、BW—10LD、光穩(wěn)定劑744、光穩(wěn)定劑622、光穩(wěn)定劑944等,用量0.02-0.5%。

2、填料

       使用填料的主要目的是占據(jù)空間以降低成本,當(dāng)然,一些填料也賦予材料一些特殊的性能,如阻燃、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、剛性等。

       填料的主要指標(biāo)為:白度、粒徑、顆粒形狀和顆粒表面活性。

其主要品種有:

       (1)碳酸鹽類(lèi) 主要為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。一般在PVC塑料型材使用的是活性輕質(zhì)碳酸鈣;

       (2)炭黑 如天然氣槽黑、混氣槽黑、高耐磨爐黑、熱裂法炭黑、乙炔炭黑等。主要作用橡膠的補(bǔ)強(qiáng),有些品種亦作填充劑,如用于導(dǎo)電和防靜電高分子材料制品中。

       (3)硫酸鹽類(lèi) 有硫酸鋇、硫酸鈣、鋅鋇白(立德粉)等,主要作填充劑,也有著色作用,硫酸鋇可減少X光透過(guò)度。

       (4)金屬氧化物 如氧化鋁、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化銻、氧化鎂、氧化鐵、磁粉等,作填充劑和著色劑。

       (5)金屬粉 如鋁、青銅、鋅、銅、鉛等粉末,作裝飾用和改善導(dǎo)熱性。在塑料型材生產(chǎn)中有時(shí)用銅粉、鋁粉生產(chǎn)仿鋁窗的型材。

       (6)含硅化合物 陶土中十分常見(jiàn)使用的為高嶺土,作填充劑。硬質(zhì)陶土有補(bǔ)強(qiáng)作用。滑石粉作填充劑。

       (7)纖維類(lèi) 如玻璃纖維、硼纖維、碳纖維等,作增強(qiáng)劑。

PVC及各種助劑介紹(三) 2018-6-13 本文被閱讀 395 次
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