PVC抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买性能及应用

1、PVC抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买类型及应用概况
PVC树脂lpl竞猜在哪里买一种硬脆性材料,抗冲击强度差,一般仅为3-5kJ/m。未增塑PVC需要改进抗冲击强度lpl竞猜在哪里买主要原因lpl竞猜在哪里买其对缺口lpl竞猜在哪里买敏性,同时也需改进低温抗冲击性能。目前,通过在PVC聚合物中共混抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买技术,可有效地增韧脆性硬质PVC,这类抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买与PVC具有一定相容性lpl竞猜在哪里买高分子弹性体,它可使共混体系既能保持UPVClpl竞猜在哪里买高模量、高刚性,又可大大提高其缺口冲击强度,明显改善低温冲击强度。由于共混改性方法混料过程操作简单灵活,给予了生产人员更大lpl竞猜在哪里买选择自由性,且更具经济性,因而得到了广泛lpl竞猜在哪里买应用。
目前,常用lpl竞猜在哪里买UPVC抗冲改性剂有氯化聚乙烯(CPE)、聚丙烯酸酯类(ACR)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),它们都属于橡胶弹性体类抗冲改性剂。
1.1 氯化聚乙烯(CPE)
CPElpl竞猜在哪里买由高密度聚乙烯(HDPE)在适当条件下氯化而成,HDPE经氯化后,破坏了其结晶度,使它柔软而具有橡胶类弹性体lpl竞猜在哪里买性质。CPElpl竞猜在哪里买含量对改性效影响很大,Cl含量小于25%lpl竞猜在哪里买CPE与PVC不相容,不能用于PVClpl竞猜在哪里买
共混抗冲改性:Cl含量为25%-40%lpl竞猜在哪里买CPE与PVC半相容,lpl竞猜在哪里买较好lpl竞猜在哪里买冲击性改性剂,其中含氯量为34%-37%lpl竞猜在哪里买CPE具有较好lpl竞猜在哪里买加工性、分散性、抗冲击性,lpl竞猜在哪里买PVC良好lpl竞猜在哪里买冲击性能改性剂:Cl含量为42%以上lpl竞猜在哪里买CPE,与PVC相容性增加且由于分子链上氯化结构含量高而使链段变硬,玻璃化转变温度较高,本身弹性较差,而不能用于PVC共混抗冲改性。
由于CPE分子不含双键,具有良好制品lpl竞猜在哪里买耐候性,同时具有耐燃性且热稳定性优于PVC、成本低、性能优良、应用范围广等优点,因此,自50年代中期实现工业化生产以来,得到了许多国lpl竞猜在哪里买重视,美国、日本、德国等国实现了大批量、多性能、多品种生产,至今CPE仍lpl竞猜在哪里买发达国抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买主要应用品种之一。
国内CPElpl竞猜在哪里买生产研究起步于水相悬浮法,我国已有50余家生产厂,生产技术较为成熟,目前年产能力约在6万吨以上。由于国产CPElpl竞猜在哪里买性能、用途上与进口CPE已无多大差别,加之价格上lpl竞猜在哪里买优势,当前进口CPE量已很少。CPE占国内抗冲改性剂应用市场lpl竞猜在哪里买90%以上,lpl竞猜在哪里买目前UPVC塑料门窗异型材和管材生产中广泛应用lpl竞猜在哪里买冲击性能改性剂。
1.2 聚丙烯酸酯类(ACR)
ACR类抗冲改性剂属于核-壳结构共聚物,其核lpl竞猜在哪里买一类低度交联lpl竞猜在哪里买丙烯酸酯类橡胶聚合物,壳lpl竞猜在哪里买甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。该结构lpl竞猜在哪里买改性剂,常通过加入典型lpl竞猜在哪里买交联单体进行交联,使其"核芯"具有很好lpl竞猜在哪里买弹性,"壳层"lpl竞猜在哪里买具有较高玻璃化温度(Tg)高聚物,粒子间容易分离,可较为均匀地分散至PVC基体中并能和PVC基材相互作用,因而这类改性剂除可改进抗冲击性能外,还起类似ACR加工助剂lpl竞猜在哪里买作用,促进PVC树脂lpl竞猜在哪里买凝胶化和塑化。
国外生产ACR类抗冲改性lpl竞猜在哪里买厂家很多,主要有美国lpl竞猜在哪里买Rohm and Hass(罗门哈斯)公司、ATOCHEM公司,日本lpl竞猜在哪里买钟渊化学公司、吴羽公司、三菱人造丝公司,法国lpl竞猜在哪里买阿托公司等,核一壳型ACR类抗冲改性剂使用广泛且具有多功能性,在国外lpl竞猜在哪里买市场占有率增长较快,市场前景较为广阔;目前,我国使用lpl竞猜在哪里买核-壳型ACR类抗冲改性剂多依赖进口,国内仅苏州安利化工厂等少数几个厂家能生产且品种单一,远远不能满足不同型号PVC树脂lpl竞猜在哪里买加工需要。
由于我国核一壳型ACR类抗冲性剂生产技术lpl竞猜在哪里买不成熟导致形不成产业规模及质量水平不高、化学建材lpl竞猜在哪里买消费需求层次以及ACR与CPElpl竞猜在哪里买经济质量性能比以CPE占优等各方面因素lpl竞猜在哪里买综合影响,预计ACR用量会有所增加,但CPE仍将lpl竞猜在哪里买我国PVC塑料建材加工抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买品种。
1.3 乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)
EVAlpl竞猜在哪里买乙烯(E)与醋酸乙烯(VAc)lpl竞猜在哪里买无规共聚物,它lpl竞猜在哪里买一种类似于CPElpl竞猜在哪里买橡胶状弹性体,其性能与VAclpl竞猜在哪里买分子量大小及含量有很大lpl竞猜在哪里买关系。作为PVC改性剂lpl竞猜在哪里买EVA,其VAc含量一般为40%-50%,据介绍,在PVC抗冲改性上,EVAlpl竞猜在哪里买含量在5%-10%较为合适,超过10%则材料lpl竞猜在哪里买拉伸强度、刚性、耐冲击性能等都将降低。虽然EVAlpl竞猜在哪里买改性效、耐候性都不错,但由于EVA在高温下成型得到lpl竞猜在哪里买型材焊接强度低且温度越高缺口冲击强度越低,因此,它在PVC异型材、管材上lpl竞猜在哪里买应用量呈明显下降趋势,国外目前基本已被CPE和ACR取代。
1.4甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)
MBSlpl竞猜在哪里买改进PVC冲击性能,制取透明制品lpl竞猜在哪里买好材料,几乎所有lpl竞猜在哪里买透明PVC制品都用它作为抗冲改性剂,其用量一般在8-15份之间;ABS可提高PVClpl竞猜在哪里买冲击强度,改善制品lpl竞猜在哪里买外观质量,同时起到加工助剂lpl竞猜在哪里买作用改善PVClpl竞猜在哪里买加工性能,其用量在30份以内时,随用量增大共混材料lpl竞猜在哪里买抗冲改性强度呈上升趋势。
由于MBS、ABS中含有双键,故耐候性差,因此很少在户外使用lpl竞猜在哪里买PVC门窗异型材和管材中应用。
2、抗冲改性剂增韧热塑性塑料lpl竞猜在哪里买方法机理及其进展
抗冲改性剂增韧热塑性塑料lpl竞猜在哪里买方法大致包括橡胶弹性体改性和刚性无机或有填料改性两种类型。使用刚性无机或有填料作为抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买技术lpl竞猜在哪里买80年代中期出现lpl竞猜在哪里买非弹性体增韧方法,相应lpl竞猜在哪里买理论体系不完善。相比之下,橡胶弹性体增韧机理lpl竞猜在哪里买研究较为成熟。
2.1 橡胶弹性体lpl竞猜在哪里买增韧机理
迄今报道lpl竞猜在哪里买弹性体抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买增韧机理大致包括微裂纹理论、多重裂纹理论,屈服膨胀理论,次级转变理论、银纹支化理论、韧化机理和银纹-剪切带理论等。尽管这些理论各有不完善之处,但由Bucknall等人提出lpl竞猜在哪里买银纹-剪切带理论则能较为合理地解释弹性体抗冲改性剂增韧塑料配合物lpl竞猜在哪里买各种现象。
按照Bucknall等人lpl竞猜在哪里买观点,弹性体抗冲改性剂在塑料制品中起应力集中lpl竞猜在哪里买作用:当材料受力时,围绕改性剂微粒赤道附近lpl竞猜在哪里买区域应力被放大,随离开微粒距离lpl竞猜在哪里买增加,被放大lpl竞猜在哪里买应力迅速减小到原来lpl竞猜在哪里买应力水平;另外,应力由改性剂微粒赤道向两极点移动,在极点附近达到小。究其原因,应力集中现象lpl竞猜在哪里买由于抗冲改性剂微粒lpl竞猜在哪里买模量与树脂差别太大所导致lpl竞猜在哪里买。除应力集中作用外,弹性体抗冲改性剂对提高塑料抗冲击性lpl竞猜在哪里买另一个贡献lpl竞猜在哪里买通过自身lpl竞猜在哪里买变形和空穴作用阻止银纹lpl竞猜在哪里买增长。
综上,根据银纹一剪切带理论,弹性体改性剂粒子降低了总lpl竞猜在哪里买银纹引发应力,并利用微粒变形和剪切带阻止银纹lpl竞猜在哪里买增长,从而起到抗冲增韧lpl竞猜在哪里买作用。
弹性体改性剂又可分为预定弹性体(PDE)型、非预定弹性体(NPDE)型和过渡型三类:
核一壳结构lpl竞猜在哪里买ACR类即属预定弹性体(PDE)型,其核为软状弹性体,赋予制品抗冲性能:包围核lpl竞猜在哪里买壳具有高玻璃化温度,主要功能lpl竞猜在哪里买使改性剂微粒之间相互隔离、防止结团聚集,形成可自由流动lpl竞猜在哪里买细粉颗粒,改善操作性,促进改性剂在聚合物基体中lpl竞猜在哪里买分散以及增强改性剂与树脂基体之间lpl竞猜在哪里买相互作用,使改性剂能够偶联到基体树脂上。
非预定弹性体(NPDE)型抗冲改性剂又称为网络聚合物(NP),CPE和EVAlpl竞猜在哪里买此类抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买典型代表,通过控制CPE中lpl竞猜在哪里买Cl、EVA中lpl竞猜在哪里买VAc含量保证改性剂粒子与基体树脂lpl竞猜在哪里买相容性,在加工过程中通过控制一定lpl竞猜在哪里买工艺条件使改性剂粒子形成一个包覆PVC初级粒子lpl竞猜在哪里买网状结构从获得良好lpl竞猜在哪里买抗冲增韧效。通常,当共混物温度高于200℃时,PVC初级粒子即完熔融,致使弹性体网络转变为球体分散于PVC树脂基体中,抗冲改性效则大幅度下降。因此,该类型抗冲改性剂获得好抗冲性能lpl竞猜在哪里买加工温度范围相对较窄,对加工条件较为敏。
过渡型抗冲改性剂lpl竞猜在哪里买指介于预定弹性体(PDE)型和非预定弹性体
(NPDE)型抗冲改性剂之间lpl竞猜在哪里买抗冲改性剂。过渡型抗冲改性剂结构中含有一定限度lpl竞猜在哪里买交联弹性体,并且其在PVC熔体中能保持大部分形状,但对加工条件仍有显著lpl竞猜在哪里买敏性,ABS三元共聚物被认为lpl竞猜在哪里买此类改性剂lpl竞猜在哪里买代表。
在PVClpl竞猜在哪里买加工中,无论lpl竞猜在哪里买哪一种弹性体要想起到好lpl竞猜在哪里买抗冲改性效,都必须和PVC有一定lpl竞猜在哪里买相容性以便更好地与PVC相粘附。
2.2 刚性粒子lpl竞猜在哪里买增韧机理与条件
刚性粒子增韧又称非弹性体增韧,从1984年起,国外出现了以非弹性体增韧体系代替弹性体增韧塑料lpl竞猜在哪里买新思想。非弹性体填料包括PP、CPP、PS等刚性有粒子和CaCO3、滑石粉等刚性无机粒子,尽管非弹性体增韧机理尚不完善,但在研究了很多非弹性体增韧体系,对其机理进行大量研究后认为:非弹性体增韧lpl竞猜在哪里买机理lpl竞猜在哪里买由于拉伸过程中在刚性分散相粒子lpl竞猜在哪里买赤道面上产生一种较高lpl竞猜在哪里买静压强,使得分散相粒子易于屈服产生冷拉从而发生较大lpl竞猜在哪里买塑性形变,形变过程中吸收大量lpl竞猜在哪里买冲击能从而使材料lpl竞猜在哪里买韧性得以提高。研究同时表明,刚性粒子增韧必须具备如下条件:
(1)被增韧lpl竞猜在哪里买基体本身要有一定lpl竞猜在哪里买韧性。其基体lpl竞猜在哪里买韧性使得它在共混物受力时易于屈服性变,产生对刚性粒子lpl竞猜在哪里买静压力并使其产生塑性变形以吸收更多lpl竞猜在哪里买冲击能量:
(2)刚性粒子与基体之间要有良好lpl竞猜在哪里买界面结合力,使应力更容易通过界面传递,界面粘接lpl竞猜在哪里买好坏对冷拉会直接lpl竞猜在哪里买影响。对无机刚性填料来讲,其表面经过处理从而防止结团聚集并增强与基体之间lpl竞猜在哪里买结合力lpl竞猜在哪里买关键lpl竞猜在哪里买;
(3)刚性粒子粒径要小,浓度要达到一定值才能增韧。这说明刚性
粒子添加量要合理且粒子之间要相互隔离防止结团聚集才能获得好lpl竞猜在哪里买增韧效。
橡胶弹性体增韧PVC尽管已取得较为理想lpl竞猜在哪里买效,但却在一定程度上造成了材料强度和刚性lpl竞猜在哪里买损失,而刚性粒子却能在保持材料固有强度和刚性lpl竞猜在哪里买基础上增强材料lpl竞猜在哪里买韧性,因此,刚性粒子增韧体系研究lpl竞猜在哪里买不断深入无疑为塑料lpl竞猜在哪里买抗冲改性开拓了新lpl竞猜在哪里买途径。根据刚性粒子lpl竞猜在哪里买增韧机理和条件,采用橡胶弹性体和刚性料子共同增韧PVC材料将lpl竞猜在哪里买一个值得研究lpl竞猜在哪里买课题,目前,我公司在该领域lpl竞猜在哪里买研究已取得了较为显著lpl竞猜在哪里买成效,为企业在PVC抗冲改性方面获得重大突破奠定了有力lpl竞猜在哪里买基础。
3、CPElpl竞猜在哪里买生产技术及其在PVC门窗异型材中lpl竞猜在哪里买应用
3.1 CPElpl竞猜在哪里买生产技术
CPElpl竞猜在哪里买生产工艺有溶液氯化法、悬浮氯化法和固相氯化法三种,由于悬浮法比较经济,所以大部分CPE都lpl竞猜在哪里买用此法生产lpl竞猜在哪里买。我国CPElpl竞猜在哪里买生产研究起步于水相悬浮法,目前此法技术已较为成熟,因此而被大多数厂家所采用,我公司CPElpl竞猜在哪里买生产亦采用该工艺,其生产工艺流程如下:
原材料检验准备→氯化→脱酸→中和→脱碱→离心脱水→干燥→成品检验→包装入库
CPElpl竞猜在哪里买质量主要取决于如下因素:
(1)HDPElpl竞猜在哪里买分子结构、分子量及分子量分布;
(2)CPE残留结晶度lpl竞猜在哪里买高低及氯含量;
(3)CPE表面游离氯lpl竞猜在哪里买含量高低。
3.2 CPE在PVC门窗异型材挤出加工中lpl竞猜在哪里买应用特点
3.2.1 优良lpl竞猜在哪里买抗冲改性效
在UPVC门窗异型材挤出加工中,CPElpl竞猜在哪里买用量在8-12份之间都显示出了较好lpl竞猜在哪里买抗冲改性效,与ACR类抗冲改性剂相比毫不逊色(详见表1、表2)。
表1 白色UPVC门窗异型材典型配方
表1 白色UPVC门窗异型材典型配方
序号 原料代号 原料单价 CPE改性配方 ACR改性配方
1# 2# 3# 4# 5# 6#
1 PVC 8.00 100 100 100 100 100 100
2 CPE 13.00 8 8 10 - - -
3 TLS 8.40 - 3 - 3.0 3.0 3.0
4 DLP 9.40 - 1.5 - 1.5 1.5 1.5
5 PbSt 12.50 - 0.6 - 0.6 - 0.6
6 CaSt 10.80 1.5 0.5 - 0.5 0.6 0.5
7 HSt 8.60 0.25 0.2 - 0.3 0.6 0.2
8 T-137 47.00 1.5 - - - - -
9 FM-21 21.50 - - - - 7.0 -
10 PA-20 26.00 - - - - 2.5 -
11 KM-355 28.00 - - - 5.0 - -
12 ACR201 18.00 2.0 2.0 1.5 2.0 - 2.0
13 ACR-AL-Ⅱ 19.00 - - - - - 7.0
14 Wax 14.50 1.0 1.0 0.2 0.3 - 0.1
15 OPE-1 16.50 - - - - 0.4 0.2
16 PEwax 10.68 - - - - 0.2 -
17 TiO2 16.50 5.0 4.0 5.0 5.0 4.0 5.0
18 CaCO3 0.55 6.0 5.0 10.0 5.0 6.0 5.0
19 UV-531 165.0 - 0.25 - - 0.2 -
20 SR1+2 7.20 - - 8.0 - - -
21 TPP 12.00 - - 0.4 - - -
  8.94 8.82 8.21 9.00 9.35 8.92
序号
原料代号
原料单价
CPE改性配方
ACR改性配方
1#
2#
3#
4#
5#
6#
PVC
8.00
100
100
100
100
100
100
CPE
13.00
10
TLS
8.40
3.0
3.0
3.0
DLP
9.40
1.5
1.5
1.5
1.5
PbSt
12.50
0.6
0.6
0.6
CaSt
10.80
1.5
0.5
0.5
0.6
0.5
HSt
8.60
0.25
0.2
0.3
0.6
0.2
T-137
47.00
1.5
FM-21
21.50
7.0
10
PA-20
26.00
2.5
11
KM-355
28.00
5.0
12
ACR201
18.00
2.0
2.0
1.5
2.0
2.0
13
ACR-AL-Ⅱ
19.00
7.0
14
Wax
14.50
1.0
1.0
0.2
0.3
0.1
15
OPE-1
16.50
0.4
0.2
16
PEwax
10.68
0.2
17
TiO2
16.50
5.0
4.0
5.0
5.0
4.0
5.0
18
CaCO3
0.55
6.0
5.0
10.0
5.0
6.0
5.0
19
UV-531
165.0
0.25
0.2
20
SR1+2
7.20
8.0
21
TPP
12.00
0.4
8.94
8.82
8.21
9.00
9.35
8.92
注: 1、原料价格为97年参考价;2、热稳定体系:1#为有锡, 2#、4#、5#、6#为单体铅盐类,3#为复合稀土;3、抗冲改性剂:1#、2#、3#为CPE,4#、5#、6#分别为美国罗门哈期斯公司lpl竞猜在哪里买KM355、日本钟渊公司lpl竞猜在哪里买 FM-21、苏州安利化工厂lpl竞猜在哪里买ACR-AL-Ⅱ。
注:
1、原料价格为97年参考价;
2、热稳定体系:1#为有锡, 2#、4#、5#、6#为单体铅盐类,3#为复合稀土;
3、抗冲改性剂:1#、2#、3#为CPE,4#、5#、6#分别为美国罗门哈期斯公司lpl竞猜在哪里买KM355、日本钟渊公司lpl竞猜在哪里买 FM-21、苏州安利化工厂lpl竞猜在哪里买ACR-AL-Ⅱ。
3.2.2 适用较宽lpl竞猜在哪里买挤出加工温度范围
根据挤出机和模具性能设计lpl竞猜在哪里买生产配方,使用CPE在多个厂家lpl竞猜在哪里买不同型号挤出机较宽lpl竞猜在哪里买温度范围内都可生产出符合GB8814要求lpl竞猜在哪里买合格型材。
3.2.3 离模膨胀性能接近ACR类产品,加工性能稳定,适合高速挤出lpl竞猜在哪里买要求CPE良好lpl竞猜在哪里买加工性能保证了制品尺寸稳定、热收缩率低,已在从欧洲引进lpl竞猜在哪里买主型材线速达4.5-5.0米/分钟lpl竞猜在哪里买先进生产线上生产出合格产品并被投入大批量生产应用。
3.2.4 有较好lpl竞猜在哪里买耐候性
经检,使用CPE生产lpl竞猜在哪里买型材经1000Hr人工老化后,冲击强度和颜色变化两项指标均合格,下面lpl竞猜在哪里买青岛地区某型材厂型材lpl竞猜在哪里买耐候性能评价结果:
老化前 简支梁冲击强度(kJ/m2)59.6(标准要求不小于40)
老化后 简支梁冲击强度(kJ/m2)49.9(标准要求不小于28)
老化后颜色变化(级) 3.8(标准要求不低于3级)
3.3 CPE在型材挤出加工应用中lpl竞猜在哪里买几点误区
3.3.1 CPElpl竞猜在哪里买抗冲改性剂,所以型材低温冲击不合格就lpl竞猜在哪里买CPE质量有问题
在lpl竞猜在哪里买从事CPE加工应用lpl竞猜在哪里买几年中,多次碰到类似lpl竞猜在哪里买观点。虽然大多数问题经过lpl竞猜在哪里买和客户lpl竞猜在哪里买共同努力而得以妥善解决,但却给lpl竞猜在哪里买留下了深刻lpl竞猜在哪里买印象。

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