一 加工改性助劑
1.1 加工改性助劑的作用原理
由于PVC熔體延展性差懈息,易導致熔體破碎;PVC熔體松弛慢摹恰,易導 致制品表面粗糙辫继、無光澤及鯊魚皮等。因此俗慈,PVC加工時往往需要加入加工助劑姑宽,以改善其熔體上述缺陷。
加工助劑為可以改善樹脂加工性能的助劑闺阱,其主要作用方式有三種:促進樹脂熔融炮车、改善熔體流變性能及賦予潤滑功能。促進樹脂熔融:PVC樹脂在加熱的狀態(tài)下,在一定的剪切力作用下熔化時瘦穆,加工改性劑首先熔融并粘附在PVC樹脂微粒表面纪隙,它與樹脂的相容性和它的高分子量,使PVC粘度及摩擦增加扛或,從而有效地將剪切應(yīng)力和熱傳遞給整個PVC樹脂绵咱,加速PVC熔融。改善熔體流變性能:PVC熔體具有強度差熙兔、延展性差及熔體破裂等缺點悲伶,而加工改性劑可改善熔體上述流變性。其作用機理為:增加P VC熔體的粘彈性住涉,從而改善離模 膨脹和提高熔體強度等拢切。賦予潤滑性:加工改性劑與PVC相容部分首先熔融,起到促進熔融作用秆吵;而與PVC不相容部分則向熔融樹脂體系外遷移淮椰,從而改善脫模性。
1.2 常用加工改性劑ACR
ACR為甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯苯乙烯等單體的共聚物纳寂≈魉耄可用做加工助劑外,也可用做沖擊改性劑毙芜。ACR可分為ACR201忽媒、ACR301和ACR401、ACR402幾種腋粥,國外的牌號有:K120N晦雨、Kl25、Kl75P530隘冲、P501闹瞧、P551、P700展辞、PA100等奥邮。
ACR加工改性劑的重要作用是促進PVC的塑化,縮短塑化時間罗珍,提高熔體塑化的均勻性洽腺,降低塑化溫度。在PVC塑料門窗型材中一般使用ACR201或AC R401覆旱,用量為1.5-3份蘸朋。
二 沖擊改性助劑
高分子材料改性的一個重要內(nèi)容是改善其耐沖擊性能,PVC樹脂是一個極性非結(jié)晶性高聚物扣唱,分子之間有較強的作用力藕坯,是一個堅硬而脆的材料厕宗;抗沖擊強度較低。加人沖擊改性劑后堕担,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曲聂,阻止銀紋擴大和增長霹购,吸收掉傳入材料體內(nèi)的沖擊能,從而達到抗沖擊的目的朋腋。改性劑的顆粒很小齐疙,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)提高旭咽,從而增強了分散應(yīng)力的能力贞奋。目前應(yīng)用比較廣泛的為有機抗沖擊改性劑。按有機抗沖擊改性劑分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)穷绵,可將其分為如下幾類轿塔。
2.1 預(yù)定彈性體 (PDE)型沖擊改性劑
它屬于核-殼結(jié)構(gòu)的聚合物,其核為軟狀彈性體仲墨,賦予制品較高的抗沖擊性能勾缭,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目养,形成可以自由流動的組分顆粒俩由,促進其在聚合物中均勻分散,增強改性劑與聚合物之間相互作用和相容性癌蚁。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有:MBS幻梯、ACR、MABS和MAC R等努释,這些都是優(yōu)良的沖擊改性劑碘梢。
2.2 非預(yù)定彈性體型(NPDE)沖擊改性劑
非預(yù)定彈性體型沖擊改性劑屬于網(wǎng)狀聚合物,其改性機理是以溶劑化作用(增塑作用)機理對塑料進行改性伐蒂。因此痘系,NPDE必須形成一個包覆樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),它與樹脂不是十分好的相容體饿自。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有:CPE汰翠、EVA。
2.3 過度型沖擊改性劑
其結(jié)構(gòu)介于兩種結(jié)構(gòu)之間昭雌,如ABS复唤。用PVC樹脂的具體品種有:
(1)氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中進行懸浮氯化的粉狀產(chǎn)物,隨著氯化程度的增加使原來結(jié)晶的HDPE逐漸成為非結(jié)晶的彈性體烛卧。作為增韌劑使用的CPE佛纫,含Cl量一般為25%—45%妓局。CPE來源廣,價格低呈宇,除具有增加韌性作用外好爬,還具有耐寒性、耐候性甥啄、耐燃性及耐化學藥品性存炮。目前在我國CPE是占主導地位的沖擊改性劑,尤其在PVC管材和型材生產(chǎn)中蜈漓,大多數(shù)工廠使用CPE穆桂。加入量一般為5-15份。CPE可以同其它增韌劑協(xié)同使用融虽,如橡膠類享完、EVA等,效果更好有额,但橡膠類的助劑不耐老化般又。
(2) ACR為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物巍佑,ACR為近年來開發(fā)的最好的沖擊改性劑倒源,它可使材料的抗沖擊強度增大幾十倍。ACR屬于核殼結(jié)構(gòu)的沖擊改性劑句狼,甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物組成的外殼笋熬,以丙烯酸丁酯類交聯(lián)形成的橡膠彈性體為核的鏈段分布于顆粒內(nèi)層。尤其適用于戶外使用的PVC塑料制品的沖擊改性腻菇,在PVC塑料門窗型材使用ACR作為沖擊改性劑與其它改性劑相比具有加工性能好胳螟,表面光潔,耐老化好筹吐,焊角強度高的特點糖耸,但價格比CPE,高1/3左右丘薛。
(3) MBS是甲基丙烯酸甲酯嘉竟、丁二烯及苯乙烯三種單體的共聚物。MBS的溶度參數(shù)為9.4-9.5之間洋侨,與PVC的溶度參數(shù)接近舍扰,因此同PVC時相容性較好,它的最大特點是:加入PVC后可以制成透明的產(chǎn)品希坚。一般在PVC中加人10-17份边苹,可將PVC的沖擊強度提高6-15倍,但MBS的加入量大30份時裁僧,PVC沖擊強度反而下降个束。MBS本身具有良好的沖擊性能慕购,透明性好,透光率可達90%以上茬底,且在改善沖擊性同時沪悲,對樹脂的其他性能,如拉伸強度阱表、斷裂伸長率等影響很小殿如。MBS價格較高,常同其他沖擊改性劑捶枢,如EAV、CPE飞崖、SBS等并用烂叔。MBS 耐熱性不好,耐候性差固歪,不適于做戶外長期使用制品蒜鸡,一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。
(4) SBS為苯乙烯牢裳、丁二烯逢防、苯乙烯三元嵌段共聚物,也稱為熱塑性丁苯橡膠蒲讯,屬于熱塑性彈性體忘朝,其結(jié)構(gòu)可分為星型和線型兩種。SBS中苯乙烯與丁二烯的比例主要為30/70判帮、40/60局嘁、28/72、48/52幾種晦墙。主要用做HDPE悦昵、PP、Ps的沖擊改性劑晌畅,其加入量5-15份但指。SBS主要作用是改善其低溫耐沖擊性。SBS耐候性差抗楔,不適于做戶外長期使用制品棋凳。
(5) ABS為苯乙烯(40%-50%)、丁二烯(25%-30%)连躏、丙烯腈(25%-30%) 三元共聚物贫橙,主要用做工程塑料,也用做PVC沖擊改性反粥,對低溫沖擊改性效果也很好卢肃。ABS加入量達到50份時疲迂,PVC的沖擊強度可與純ABS相當。ABS的加入量一般為5-20份莫湘,ABS的耐候性差尤蒿,不適于長期戶外使用制品,一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用幅垮。
(6) EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物腰池,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忙芒,而且EVA與PVC折光率不同示弓,難以得到透明制品,因此呵萨,常將EVA與其它抗沖擊樹脂并用奏属。EVA添加量為10份以下。
2.4 橡膠類抗沖擊改性劑
是性能優(yōu)良的增韌劑潮峦,主要品種有:乙丙橡膠(EPR)囱皿、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)及丁苯橡膠忱嘹、天然橡膠嘱腥、順丁橡膠、氯丁橡膠拘悦、聚異丁烯齿兔、丁二烯橡膠等,其中EPR础米、EPDM愧驱、NBR三種最常用,其是改善低溫耐沖擊性優(yōu)越椭盏,但都不耐老化组砚,塑料門窗型材一般不使用這類沖擊改性劑。