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PVC改性助劑
  瀏覽次數(shù)：2374  發(fā)布時間：2016年06月29日 09:52:26
[導讀] 由于PVC熔體延展性差，易導致熔體破碎；PVC熔體松弛慢，易導 致制品表面粗糙、無光澤及鯊魚皮等。因此，PVC加工時往往需要加入加工助劑，以改善其熔體上述缺陷。


      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，易導致熔體破碎；PVC熔體松弛慢，易導 致制品表面粗糙、無光澤及鯊魚皮等。因此，PVC加工時往往需要加入加工助劑，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，其主要作用方式有三種：促進樹脂熔融、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，加工改性劑首先熔融并粘附在PVC樹脂微粒表面，它與樹脂的相容性和它的高分子量，使PVC粘度及摩擦增加，從而有效地將剪切應(yīng)力和熱傳遞給整個PVC樹脂，加速PVC熔融。改善熔體流變性能：PVC熔體具有強度差、延展性差及熔體破裂等缺點，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，從而改善離模 膨脹和提高熔體強度等。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；而與PVC不相容部分則向熔融樹脂體系外遷移，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?？捎米黾庸ぶ鷦┩?，也可用做沖擊改性劑。ACR可分為ACR201、ACR301和ACR401、ACR402幾種，國外的牌號有：K120N、Kl25、Kl75P530、P501、P551、P700、PA100等。

    ACR加工改性劑的重要作用是促進PVC的塑化，縮短塑化時間，提高熔體塑化的均勻性，降低塑化溫度。在PVC塑料門窗型材中一般使用ACR201或AC R401，用量為1.5-3份。
 

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，分子之間有較強的作用力，是一個堅硬而脆的材料；抗沖擊強度較低。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，阻止銀紋擴大和增長，吸收掉傳入材料體內(nèi)的沖擊能，從而達到抗沖擊的目的。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，從而增強了分散應(yīng)力的能力。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)，可將其分為如下幾類。
 

2.1 預定彈性體 (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，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，形成可以自由流動的組分顆粒，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。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：MBS、ACR、MABS和MAC R等，這些都是優(yōu)良的沖擊改性劑。
 

2.2 非預定彈性體型(NPDE)沖擊改性劑  

     非預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。因此，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。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：CPE、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，如ABS。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。作為增韌劑使用的CPE，含Cl量一般為25%—45%。CPE來源廣，價格低，除具有增加韌性作用外，還具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化學藥品性。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，大多數(shù)工廠使用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、EVA等，效果更好，但橡膠類的助劑不耐老化。
 

(2) ACR為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物，ACR為近年來開發(fā)的最好的沖擊改性劑，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，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，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，表面光潔，耐老化好，焊角強度高的特點，但價格比CPE，高1/3左右。
 

(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9.4-9.5之間，與PVC的溶度參數(shù)接近，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。一般在PVC中加人10-17份，可將PVC的沖擊強度提高6-15倍，但MBS的加入量大30份時，PVC沖擊強度反而下降。MBS本身具有良好的沖擊性能，透明性好，透光率可達90%以上，且在改善沖擊性同時，對樹脂的其他性能，如拉伸強度、斷裂伸長率等影響很小。MBS價格較高，常同其他沖擊改性劑，如EAV、CPE、SBS等并用。MBS 耐熱性不好，耐候性差，不適于做戶外長期使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。
 

(4) SBS為苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物，也稱為熱塑性丁苯橡膠，屬于熱塑性彈性體，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、40/60、28/72、48/52幾種。主要用做HDPE、PP、Ps的沖擊改性劑，其加入量5-15份。SBS主要作用是改善其低溫耐沖擊性。SBS耐候性差，不適于做戶外長期使用制品。
 

(5) 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，對低溫沖擊改性效果也很好。ABS加入量達到50份時，PVC的沖擊強度可與純ABS相當。ABS的加入量一般為5-20份，ABS的耐候性差，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。
 

(6) 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，難以得到透明制品，因此，常將EVA與其它抗沖擊樹脂并用。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，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三種最常用，其是改善低溫耐沖擊性優(yōu)越，但都不耐老化，塑料門窗型材一般不使用這類沖擊改性劑。