PVC的共混改性技術(shù)
PVC的優(yōu)點
PVC的缺點
改性
物理共混法制備高分子合金的方法是科研工作者受金屬合金思想的啟發(fā)而提出的。其基本原理是在基體樹脂中引入其他種類的樹脂或無機物質(zhì),各組分之間通過其自身相容性或加入增容劑后形成具有一定強度的界面,當(dāng)其共混體系在受到?jīng)_擊彎曲時,界面處會產(chǎn)生相與相的分離而吸收大量的能量,從而提高基體材料的性能。
1 PVC/ NBR 共混體系
相容性：丁腈橡膠(NBR) 是一種極性聚合物，與PVC的相容性隨著NBR中丙稀腈含量的增加而提高，當(dāng)AN含量為40％時相容性最好。PVC 與NBR 在150 ℃下進行機械共混時發(fā)現(xiàn),即使體系中沒有交聯(lián)劑的存在, PVC/ NBR體系都能形成部分交聯(lián)體系。
沖擊強度：當(dāng)AN的含量為20％時，與PVC的共混物的沖擊強度最高
拉伸強度：PVC/NBR的共混物的拉伸強度與沖擊強度的變化規(guī)律不同：它隨NBR 中丙稀腈含量的增加而增加，AN含量低于50％的時候，兩者成線性關(guān)系。
應(yīng)用：
PVC/ NBR 共混物比未改性的PVC，在彈性、拉伸強度、耐磨性、耐油性。耐溶劑性都有顯著的改善。目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)耐油、耐腐蝕、防滑的工作鞋、各種密封襯墊、波紋管及其他柔性管材。電線包覆材料、電器絕緣零件以及泡沫塑料等。
NBR是不飽和橡膠，所以耐候性不好，可以通過硫化加以改善。
2 PVC/ EPDM共混體系
EPDM是乙烯－丙烯－二烯烴三元共聚物,在常溫下呈柔軟的橡膠態(tài)。EPDM 為非極性高聚物,因此在與PVC 進行共混改性時,兩者之間的相容性極差。鄭昌仁等[4]在共混體系中加入第三組分硫醇類化合物作為增容劑來提高兩相之間的相容性,在共混過程中,硫醇類化合物一端與PVC 反應(yīng)形成接枝物質(zhì),另一端則與EPDM纏繞在一起,其作用恰如在聚合物基復(fù)合材料中所用的偶聯(lián)劑。通過增容劑的作用,PVC 與EPDM之間的界面得到強化,從而達到改性增韌之目的。加入硫醇類化合物的共混體系缺口沖擊強度比PVC 基體樹脂提高了6 倍以上。
3 PVC/MBS 共混體系
MBS 樹脂是將甲基丙烯酸與苯乙烯的共聚物接枝于聚丁二烯或二苯橡膠上得到的一類高聚物。在高聚物分子鏈上,苯乙烯為剛性鏈段,聚丁二烯或丁苯橡膠為柔性鏈段,二者的協(xié)同效應(yīng)賦予MBS 分子很好的柔韌性。
MBS與PVC有相近的溶解度參數(shù)，兩者之間能形成良好相容性的共混體系。二者在高溫處只有一個玻璃化溫度Tg（89.14 ℃）,介于兩者的Tg 之間。
利用SEM觀察發(fā)現(xiàn),在該體系中,MBS相中的MS 鏈段與PVC 相形成相容性很好的“連續(xù)相” ,而橡膠鏈段則分散在連續(xù)相中形呈微觀上的“分散相” 。在受到?jīng)_擊時,分散相橡膠鏈段與連續(xù)相之間能形成裂紋吸收和轉(zhuǎn)移沖擊能量。達到很好的增韌效果。
MBS的加入，使PVC獲得兼有韌性和透光性能成為可能，所以MBS被稱為PVC的透明性抗沖改性劑。
4 PVC/ ABS 共混體系
相容性：ABS 是丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物。其結(jié)構(gòu)與MBS 一樣存在著剛性鏈段和柔性橡膠鏈段。ABS 與PVC 溶解度參數(shù)相近,在化學(xué)熱力學(xué)上是相容的。從分子結(jié)構(gòu)上分析，ABS 分子鏈中含有大量的丙烯腈鏈段，與PVC 分子間具有較強的作用力，二者能形成良好的相容性體系。
沖擊強度：此共混物的沖擊強度大于任一原料的沖擊強度；當(dāng)PVC/ABS＝70/30時，此共混物的沖擊強度達到最大值。
高溫使用性能：PVC的軟化點比較低75－85；ABS的軟化點在105。所以共混后可以改善PVC的高溫使用性能。
加工性能：隨ABS比例的增加，熔體指數(shù)呈上升趨勢。流動性增加改善了加工性能。
助劑：增容劑、增塑劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、增韌劑、潤滑劑等。
應(yīng)用：擠出成型生產(chǎn)板材、管、異性材，在箱包制品中可替代ABS，還可注塑成型制造紡織器材、機器零部件、儀表盤等。
5 PVC/ ACR 共混體系
作為硬質(zhì)PVC樹脂的改性劑，ACR可分為加工助劑和抗沖擊助劑兩種。
加工助劑主要是減少硬質(zhì)PVC物料的凝膠塑化時間。便于熱成型等二次加工。
抗沖擊性型ACR形成“核－殼”結(jié)構(gòu)。其殼與PVC具有良好的相容性；其核在共混體系中起到了卓越的增韌效果。
ACR是繼MBS之后最成功的透明性改性劑。
6 PVC／EVA共混體系
EVA是乙烯一醋酸乙烯 .PVC／EVA共混物可采用機械共混法(主要為熔融共混)和接枝共聚—共混法生產(chǎn) 。PVC與EVA僅有中等程度的相容性，所以用機械共混法制得之PVC／EVA共混物相 疇粗大；接枝共聚—共混法制取的PVC／EVA共混物相疇微細。
PVC／EVA共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)還與兩聚合物共混比例有直接關(guān)系，若EVA在機械共混法PVC／EVA中少于7—8％，則PVC為連續(xù)相，它包圍著EVA粒子，但超過7～8％時，EVA轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)相反而包圍著PVC粒子，所以EVA含量7～8％是此種共混物的相逆轉(zhuǎn)區(qū) 。
PVC／EVA共混物的一個突出優(yōu)點是柔韌性顯著優(yōu)于PVC．根據(jù)其所含EVA的多少，此類共混物也與PVC一樣分為硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種主要類型 ;軟質(zhì)PVC／EVA共混物的軟化度相當(dāng)于加入40份或60份增塑劑的軟PVC，但比后者的低溫特性好，增塑效果穩(wěn)定，而且具有良好的手感。
PVC／EVA接枝共聚—共混物
在PVC／EVA接枝共聚—共混物中，隨EVA含量增加，增塑效果也提高，但拉伸強度下降，透氣性提高，透光性下降。
一般，EVA及EVA—PVC接枝共聚物的分子量越小，PVC／EvA接枝共聚一共混物的硬度越低，越柔軟 。
應(yīng)用
PVC／EVA共混物使用范圍很廣泛，它可用以生產(chǎn)硬質(zhì)產(chǎn)品和軟質(zhì)產(chǎn)品．硬質(zhì)產(chǎn)品以擠出抗沖管材為主，也用來生產(chǎn)抗沖板材和擠出異形材．硬質(zhì)產(chǎn)品還包括低發(fā)泡合成木材、注射成型制品(抗沖管件、工業(yè)零部件)等．軟質(zhì)產(chǎn)品主要有耐寒薄膜、軟片、人造革、電纜及泡沫材料。
同時
由于PVC的熱穩(wěn)定性不好，所以必須加入相應(yīng)的穩(wěn)定劑，修補PVC鏈的缺陷，同時及時吸收PVC脫氯產(chǎn)生的HCL。同時由于PVC粘度大、剪切大的加工特點，加入穩(wěn)定劑的同時必須要加入相應(yīng)的潤滑劑如聚乙烯蠟等。
聚乙烯蠟， 即PE蠟，低分子量的聚乙烯，由乙烯直接聚合而成，由不同的合成工藝、催化體系合成的產(chǎn)品在分子量、分子量分布和分子鏈結(jié)構(gòu)上均有差異，相應(yīng)產(chǎn)品的性能也會有明顯的差別。PE蠟通常為白色粉末，平均分子量一般在1500-5000，熔點在100-120度。它在PVC加工中有著優(yōu)異的外潤滑效果，可以有效改善PVC加工的流動性、產(chǎn)量、分散、表面光亮度和脫模性。由于其分子量大、熔點高，高溫穩(wěn)定性非常好，在高溫和高剪切條件下都顯示極強的外潤滑效果。
聚乙烯蠟產(chǎn)品可有效提高PVC動態(tài)熱穩(wěn)定性和加工過程的流動性， 增加PVC制品的擠出效率，提高制品的表面光澤度，并且有效減少PVC制品加工過程的析出現(xiàn)象。
對于戶外用品一般可選擇添加抗氧化劑和紫外線屏蔽劑、紫外線吸收劑等，來增加材料的耐候性能
文章來源：PVC技術(shù)及人才交流 （ID：pvcjishujiaoliu)
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