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堂正格塑膠

TANG ZHENG GE PLASTIC

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PVC管變脆、變軟、變色誰在作怪
發(fā)布時間: 2021-01-14 | 瀏覽數(shù): 6840

PVC管道加工中有很多助劑組成,最關(guān)鍵的是選料錯誤,沒有用對,要看管材性能用材料,要看材料性能配藥方,否則造成管材性能下降。
    PVC改性劑分類和選擇
    PVC改性劑根據(jù)其功能和改性的特點用于玻璃狀無定形PVC的改性劑,可分為6組:
    ①高效抗沖擊改性劑:用于不透明的抗沖擊混合料中。
    ②透明抗沖擊改性劑:當(dāng)要求光學(xué)性能及抗沖擊性能時,使用這種改性劑。
    ③熱變形改性劑:用于提高PVC混合料的加工溫度范圍。
    ④普通改性劑:用于改進抗沖擊性能、高溫強度和低溫撓性。
    ⑤耐候性改性劑:在戶外應(yīng)用中使用該種改性劑可防止紫外線光降解。
    ⑥加工助劑:通過減少熔融時間改進PVC的熔體性能。
    1高效抗沖擊改性劑
    ABS和MBS一類的高效抗沖擊改性劑對PVC抗沖擊性的改進具有協(xié)同效應(yīng)。因此,在PVC中加入少量的改性劑就可得到高的抗沖擊性,并增加 PVC的撓性,而不明顯地改變混合料的機械性能。PVC的分子量決定抗沖擊改性劑的量。分子量越高,所需要的改性劑的量越少。產(chǎn)品的最終用途決定該PVC混合料所需要的分子量。例如,低分子量PVC最好用住模法加工;而高分子量PVC則選用管狀擠出加工。高效耐沖擊改性劑的典型應(yīng)用是用于PVC管、注模混合料及壓延不透明薄膜和片材。
    2透明抗沖擊改性劑
    透明抗沖擊改性劑在PVC混合料中如同不透明改性劑一樣可提供一些附加的性能,如光傳播、光霧、黃度指數(shù)。低折白和變色等光學(xué)特性。在制備ABS和MBS改性劑的乳液過程中,通過使PVC和改性劑的折光指數(shù)相等的辦法來獲得保持透明度所需要的光學(xué)性能;通過將橡膠狀基質(zhì)的粒子大小控制在 1000-3 000A的窄分布范圍內(nèi)獲得抗沖擊效果;通過接枝的 S/AN或 MMA/S的溶解度參數(shù)獲得相容性/不相容性的平衡(抗沖擊特性)。這類改性劑的典型應(yīng)用有透明壓延薄膜、包裝用片材及吹制PVC瓶等。
    3熱變形改性劑
    熱變形改性劑可提高PVC的有效熱使用溫度。每填加一份改性劑大約可提高IT。向PVC中添加熱變形改性劑也可增加剛度,使對抗張強度的影響最小,但常常消弱了抗沖擊強度。這類改性劑通常由多α-甲基苯乙烯/丙烯睛(AMSAN)或戊二酰亞胺組成。對于AMS聚合物,由于其連到苯乙烯上的甲基基團的位阻現(xiàn)象,增加了PVC熱變形性。戊二酰亞胺聚合物因其雜環(huán)結(jié)構(gòu)可增加聚合物鏈剛度,由此而增加PVC母體的熱變形性。熱變形改性劑的應(yīng)用有乙烯基壁板、耐熱型材及需要模壓牢度的汽車儀表襯墊片材等。
    4普通改性劑
    普通改性劑是用于半硬質(zhì)PVC混合料的半硬質(zhì)改性劑,是典型的ABS改性劑,含有較少的丁二烯及較多的未接枝全剛性聚 S/AN。這些改性劑具有剛性和橡膠性兩相,可使半硬質(zhì)混合料具有多種性能。丁二烯橡膠相可增加低溫抗龜裂性,高分子量剛性 S/AN具有熱成型性和好的性能保持率等加工性能。普通改性劑的典型用法有汽車儀表板片材、行李箱ABS蓋板材料及汽車型材等。
    5耐候性改性劑
    耐候性抗沖擊改性劑就是防止紫外線光降解。與MBS和ABS一樣,丁二烯改性劑不適用于戶外使用,除非其外層有一防紫外線層的保護。在丁二烯的雙鏈部位,紫外線可打破其不飽和的碳鏈骨架,并通過氧化和其他降解反應(yīng),使改性性變脆。具有較強防紫外線降解的改性劑的功能與MBS和ABS類似,但它們具有丙烯酸了酯或丙烯酸2-乙基-己酯接技相,這些成分的聚合物鏈上不含有雙鏈,不存在發(fā)生降解反應(yīng)起始的部位。通常稱這類改性劑為丙烯酸系改性劑,并主要用于PVC壁板、窗型材及其他一些需要耐候的應(yīng)用場合。它們在戶外使用時,具有一些抗沖擊性,但效果不及ABS或MBS有效。
另外一種可在戶外使用的耐候性改性劑是CPE(氯化聚乙烯)。該種改性劑不太有效,改性效果不太好。通過類似于增塑作用(或一個相互貫穿的網(wǎng)絡(luò))的機理增加 PVC母體的韌性。
    6加工助劑
    在PVC復(fù)混物中加入加工助劑,可增加熔融和熔體性能。典型的加工助劑是有極高分子量的聚合物,如MMA/EA、苯乙烯、 MMA/S/AN或 S/AN等。主要用于PVC摻混料中,其用量對PVC干混料來說,一般為1份或更少。其功能是通過增加 PVC和混合設(shè)備金屬內(nèi)表面間的摩擦力來促進混合料的熔融。在PVC發(fā)泡中,因高分子量聚SAN和聚MMA/S/AN控制熔融粘度非常有效。在塑料工業(yè)中,這些不同的改性劑各司其職,對每一種具體聚合物需在抗沖擊性。流動性、成本、穩(wěn)定性及粒子大小控制等各方面進行比較才能正確地選擇出改性劑。
    各PVC改性劑材料性能及用法
    目前,在國內(nèi)CPE主要應(yīng)用作PVC的抗沖擊性劑,而國外主要應(yīng)用MBS及ACR(丙烯酸酯類共聚物),尚有ABS(丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物)和EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)。經(jīng)實用比較,MBS樹脂是綜合性能優(yōu)異的抗沖擊改性劑品種,尤以透明性和配位性為佳。
    具體比較如下:
    透明性:MBS>ACR>CPE、EVA
    加工性:MBS、ACR>CPE>EVA
    配伍性:MBS>ACR>CPE>EVA
    MBS樹脂的抗沖擊性優(yōu)于EVA,但差于ACR、CPE及ABS。耐候性方面MBS與ABS近,卻劣于其他三者。光及熱穩(wěn)定性方面MBS也近于ABS,但低于ACR.與CPE。應(yīng)強調(diào)的是,MBS樹脂在透明型PVC樹脂制品加工中的重要作用,尚無法替代。MBS樹脂通??墒筆VC的沖擊強度提高5-6倍,并對抗張強度、伸長率影響很小。
PVC抗沖擊改性劑有時也會同時也起增塑作用,因此也可以看做增塑劑.而用于PVC樹脂的抗沖擊改性劑有如下幾種:
    (1) CPE
    目前在我國CPE是占主導(dǎo)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。
    CPE抗沖改性劑選擇
    1)國內(nèi)CPE型號一般用如135A、140B、239C等來標識,其中第一位數(shù)字1和2表示殘余結(jié)晶度(TAC值)的大小,1代表TAC值在0-10%,2表示TAC值>10%,第2、3位數(shù)字表示氯含量,如35表示氯含量為35%,最后一位是字母ABC,用來表示原料PE分子量的大小,A為最大,C為最小。
    2)分子量的影響:CPE的A型料分子量最大,熔融黏度也大,其黏度與PVC最匹配,在PVC中分散效果最好,可以形成理想的網(wǎng)絡(luò)狀的分散形態(tài),所以一般選CPE的A型料做PVC的改性劑。
    3)TAC值:TAC值表示CPE分子中PE結(jié)晶和無定形態(tài)的含量,從一定程度上反映了CPE分子上氯原子的分布均勻情況,TAC值大,表示PE鏈段結(jié)晶多,而PE鏈段與PVC相容性差,TAC值小則CPE與PVC相容性好,一般選TAC值小于5的CPE作為抗沖改性劑。
CPE的等級參差不齊,劣質(zhì)CPE有二種,一種是由于一些生產(chǎn)廠不具備技術(shù)條件,氯化工藝落后而造成的。另一種是直接在純料CPE中摻和一定量的碳酸鈣或滑石粉,以進行不正當(dāng)競爭而造成的。在PVC的加工中,使用這些劣質(zhì)CPE作為PVC加工的改性劑,為了能使PVC制品達到抗沖增韌的目的,CPE的用量必然增加,這勢必造成塑化時間的增加,平衡扭矩降低,從而使達到平衡扭矩的時間增加。所有這些將使制品的綜合性能下降,廢品率增加。因此,使用廉價但劣質(zhì)的CPE是降低還是增加了生產(chǎn)成本,其結(jié)果是不言而喻的!
    (2) ACR
   別名:PVC加工助劑,PVC固體高分子增塑劑
    主要成分:甲基丙烯酸酯類、丙烯酸酯類等
    性狀:本品為白色粉末,粘度0.2-13.5 ,40目過篩率>99.0,表觀密度0.35-0.55,揮發(fā)分<1.5
   功能:
    1、與PVC有良好的相容性,分散性好,與PVC分子鏈纏繞在一起,促進PVC熔融塑化,有效地降低PVC熔融加工溫度,在小幅節(jié)能的基礎(chǔ)上同時提高了制品的耐候性能;
    2、能改變PVC材料的熔體流變行為,提高PVC材料的流動性,從而更加容易成型擠出,保證了長時間加工成型的穩(wěn)定性;
    3、能夠提高PVC材料的熔體強度,避免熔體破裂,能夠解決如鯊魚皮等表面問題,提高了制品的內(nèi)在質(zhì)量和表面光澤度;
    4、能夠有效地防止擠出和注塑時由于擠壓成型所產(chǎn)生的壓力波動和流動傷痕,有效避免產(chǎn)生波紋、斑馬線等表面問題;
    5、能夠提高制品的表面光澤度,由于塑化均勻,同時能夠輔助提高制品的抗張強度、抗沖擊強度、斷裂伸長率等力學(xué)性能;
    6、能夠顯著減少PVC制品各種添加劑如穩(wěn)定劑、顏料、鈣粉等在制品表面的沉積。
    7、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑能有效調(diào)節(jié)泡孔密度和大小,可以大幅提高PVC材料的熔體強度,從而有效包裹發(fā)泡氣體,形成均勻的蜂窩狀結(jié)構(gòu),阻止氣體逸出,使制品密度下降;
    8、良好的金屬剝離性,因為屬于高分子材料,不會像潤滑劑一樣造成析出等問題。
分類:
    按照粘度不同也可分為:低粘度、中粘度、高粘度;低粘度的為0.2-4.0一般用與透明薄膜、片材等;中粘度從4.0以上到11.0,一般用于型材、管材、管件等;高粘度的一般粘度在11.0-13.5,一般用于發(fā)泡板、發(fā)泡木塑等。
    按照作用不同可以分為:普通加工助劑(如HF-401、175、20、801等)和發(fā)泡調(diào)節(jié)劑(如HF-90、901、922、921等);在國內(nèi)發(fā)泡調(diào)節(jié)劑一般是指粘度高于10.0甚至高于11.0的丙烯酸酯類加工助劑,參考用量4.0-12.0份或更多;普通加工助劑包括發(fā)泡調(diào)節(jié)劑,潤滑型加工助劑、通用加工助劑,參考用量0.5-2.5份。
    產(chǎn)品可以與穩(wěn)定劑,內(nèi)、外潤滑劑,填料,顏料等并用,協(xié)同效果更好,且無不良反應(yīng)。按劑量使用制品各項性能有明顯提高超量使用,效果無明顯提高,甚至引起熔體強度過大,加工流動性變差,制品發(fā)黃等。
    (3) MBS
    MBS樹脂系甲基丙烯酸甲酯(M)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三元共聚物,主要用于聚氯乙烯加工成形中,在無損聚氯乙烯樹脂固有特性的前提下,改善其沖擊強度。制品透光率可達90%。透明和耐紫外光老化是其突出的優(yōu)點。
    MBS是核-殼結(jié)構(gòu)的增韌劑。外層殼是MMA,內(nèi)層核是橡膠,殼:具相容性 (MMA : 與應(yīng)用基體的相容效果好),核: 橡膠 (丁二烯類橡膠用于吸收沖擊),產(chǎn)品為白色無定型粉末,顆粒均勻,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱塑性,不溶于水、乙醇,可在丁酮、三氯甲烷中溶脹。
    MBS作為PVC最主要的抗沖改性劑之一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的加入量大于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。
    mbs常用牌號:羅門哈斯2620 、韓國LG EM500 、日本鐘淵 M521 701等。
    (4) ABS
    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(dāng)。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。
    (5) EVA
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。
    另外橡膠類抗沖擊改性劑也是性能優(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。

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