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PVC管變脆、變軟、變色誰在作怪

PVC管變脆、變軟、變色誰在作怪

PVC管道加工中有很多助劑組成,最關鍵的是選料錯誤,沒有用對,要看管材效能用材料,要看材料效能配藥方,否則造成管材效能下降。

PVC改性劑分類和選擇

PVC改性劑根據其功能和改性的特點用於玻璃狀無定形PVC的改性劑,可分為6組:

①高效抗衝擊改性劑:用於不透明的抗衝擊混合料中。

②透明抗衝擊改性劑:當要求光學效能及抗衝擊性能時,使用這種改性劑。

③熱變形改性劑:用於提高PVC混合料的加工溫度範圍。

④普通改性劑:用於改進抗衝擊性能、高溫強度和低溫撓性。

⑤耐候性改性劑:在戶外應用中使用該種改性劑可防止紫外線光降解。

⑥加工助劑:透過減少熔融時間改進PVC的熔體效能。

1高效抗衝擊改性劑

ABS和MBS一類的高效抗衝擊改性劑對PVC抗衝擊性的改進具有協同效應。因此,在PVC中加入少量的改性劑就可得到高的抗衝擊性,並增加 PVC的撓性,而不明顯地改變混合料的機械效能。PVC的分子量決定抗衝擊改性劑的量。分子量越高,所需要的改性劑的量越少。產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。高效耐衝擊改性劑的典型應用是用於PVC管、注模混合料及壓延不透明薄膜和片材。

2透明抗衝擊改性劑

透明抗衝擊改性劑在PVC混合料中如同不透明改性劑一樣可提供一些附加的效能,如光傳播、光霧、黃度指數。低折白和變色等光學特性。在製備ABS和MBS改性劑的乳液過程中,透過使PVC和改性劑的折光指數相等的辦法來獲得保持透明度所需要的光學效能;透過將橡膠狀基質的粒子大小控制在 1000-3 000A的窄分佈範圍內獲得抗衝擊效果;透過接枝的 S/AN或 MMA/S的溶解度引數獲得相容性/不相容性的平衡(抗衝擊特性)。這類改性劑的典型應用有透明壓延薄膜、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中新增熱變形改性劑也可增加剛度,使對抗張強度的影響最小,但常常消弱了抗衝擊強度。這類改性劑通常由多α-甲基苯乙烯/丙烯睛(AMSAN)或戊二醯亞胺組成。對於AMS聚合物,由於其連到苯乙烯上的甲基基團的位阻現象,增加了PVC熱變形性。戊二醯亞胺聚合物因其雜環結構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。

PVC管變脆、變軟、變色誰在作怪

4普通改性劑

普通改性劑是用於半硬質PVC混合料的半硬質改性劑,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,可使半硬質混合料具有多種效能。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效能保持率等加工效能。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

耐候性抗衝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於戶外使用,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,並透過氧化和其他降解反應,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,不存在發生降解反應起始的部位。通常稱這類改性劑為丙烯酸系改性劑,並主要用於PVC壁板、窗型材及其他一些需要耐候的應用場合。它們在戶外使用時,具有一些抗衝擊性,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。透過類似於增塑作用(或一個相互貫穿的網路)的機理增加 PVC母體的韌性。

6加工助劑

在PVC復混物中加入加工助劑,可增加熔融和熔體效能。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。主要用於PVC摻混料中,其用量對PVC幹混料來說,一般為1份或更少。其功能是透過增加 PVC和混合裝置金屬內表面間的摩擦力來促進混合料的熔融。在PVC發泡中,因高分子量聚SAN和聚MMA/S/AN控制熔融粘度非常有效。在塑膠工業中,這些不同的改性劑各司其職,對每一種具體聚合物需在抗衝擊性。流動性、成本、穩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改性劑材料效能及用法

目前,在國內CPE主要應用作PVC的抗衝擊性劑,而國外主要應用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)。經實用比較,MBS樹脂是綜合性能優異的抗衝擊改性劑品種,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樹脂的抗衝擊性優於EVA,但差於ACR、CPE及ABS。耐候性方面MBS與ABS近,卻劣於其他三者。光及熱穩定性方面MBS也近於ABS,但低於ACR.與CPE。應強調的是,MBS樹脂在透明型PVC樹脂製品加工中的重要作用,尚無法替代。MBS樹脂通常可使PVC的衝擊強度提高5-6倍,並對抗張強度、伸長率影響很小。

PVC抗衝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。而用於PVC樹脂的抗衝擊改性劑有如下幾種:

(1) CPE

目前在我國CPE是占主導地位的衝擊改性劑,尤其在PVC管材和型材生產中,大多數工廠使用CPE。加入量一般為5—15份。CPE可以同其它增韌劑協同使用,如橡膠類、EVA等,效果更好,但橡膠類的助劑不耐老化。

CPE抗衝改性劑選擇

1)國內CPE型號一般用如135A、140B、239C等來標識,其中第一位數字1和2表示殘餘結晶度(TAC值)的大小,1代表TAC值在0-10%,2表示TAC值>10%,第2、3位數字表示氯含量,如35表示氯含量為35%,最後一位是字母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,可以形成理想的網路狀的分散形態,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結晶和無定形態的含量,從一定程度上反映了CPE分子上氯原子的分佈均勻情況,TAC值大,表示PE鏈段結晶多,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值小於5的CPE作為抗衝改性劑。

CPE的等級參差不齊,劣質CPE有二種,一種是由於一些生產廠不具備技術條件,氯化工藝落後而造成的。另一種是直接在純料CPE中摻和一定量的碳酸鈣或滑石粉,以進行不正當競爭而造成的。在PVC的加工中,使用這些劣質CPE作為PVC加工的改性劑,為了能使PVC製品達到抗衝增韌的目的,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。所有這些將使製品的綜合性能下降,廢品率增加。因此,使用廉價但劣質的CPE是降低還是增加了生產成本,其結果是不言而喻的!

(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,在小幅節能的基礎上同時提高了製品的耐候效能;

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,提高了製品的內在質量和表面光澤度;

4、能夠有效地防止擠出和注塑時由於擠壓成型所產生的壓力波動和流動傷痕,有效避免產生波紋、斑馬線等表面問題;

5、能夠提高製品的表面光澤度,由於塑化均勻,同時能夠輔助提高製品的抗張強度、抗衝擊強度、斷裂伸長率等力學效能;

6、能夠顯著減少PVC製品各種新增劑如穩定劑、顏料、鈣粉等在製品表面的沉積。

7、發泡調節劑能有效調節泡孔密度和大小,可以大幅提高PVC材料的熔體強度,從而有效包裹發泡氣體,形成均勻的蜂窩狀結構,阻止氣體逸出,使製品密度下降;

8、良好的金屬剝離性,因為屬於高分子材料,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。0,一般用於型材、管材、管件等;高粘度的一般粘度在11。0-13。5,一般用於發泡板、發泡木塑等。

按照作用不同可以分為:普通加工助劑(如HF-401、175、20、801等)和發泡調節劑(如HF-90、901、922、921等);在國內發泡調節劑一般是指粘度高於10。0甚至高於11。0的丙烯酸酯類加工助劑,參考用量4。0-12。0份或更多;普通加工助劑包括髮泡調節劑,潤滑型加工助劑、通用加工助劑,參考用量0。5-2。5份。

產品可以與穩定劑,內、外潤滑劑,填料,顏料等並用,協同效果更好,且無不良反應。按劑量使用製品各項效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,製品發黃等。

(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,主要用於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,改善其衝擊強度。製品透光率可達90%。透明和耐紫外光老化是其突出的優點。

MBS是核-殼結構的增韌劑。外層殼是MMA,內層核是橡膠,殼:具相容性 (MMA : 與應用基體的相容效果好),核: 橡膠 (丁二烯類橡膠用於吸收衝擊),產品為白色無定型粉末,顆粒均勻,具有良好的化學穩定性和熱塑性,不溶於水、乙醇,可在丁酮、三氯甲烷中溶脹。

MBS作為PVC最主要的抗衝改性劑之一MBS的溶度引數為94-9.5之間,與PVC的溶度引數接近,因此同PVC時相容性較好,它的最大特點是:加入PVC後可以製成透明的產品。一般在PVC中加人10-17份,可將PVC的衝擊強度提高6—15倍,但MBS的加入量大於30份時,PVC衝擊強度反而下降。MBS本身具有良好的衝擊性能,透明性好,透光率可達90%以上,且在改善衝擊性同時,對樹脂的其他效能,如拉伸強度、斷裂伸長率等影響很小。MBS價格較高,常同其他衝擊改性劑,如EAV、CPE、SBS等並用。MBS耐熱性不好,耐候性差,不適於做戶外長期使用製品,一般不用做塑膠門窗型材生產的衝擊改性劑使用。

mbs常用牌號:羅門哈斯2620 、韓國LG EM500 、日本鍾淵 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,主要用做工程塑膠,也用做PVC衝擊改性,對低溫衝擊改性效果也很好。ABS加入量達到50份時,PVC的衝擊強度可與純ABS相當。ABS的加入量一般為5—20份,ABS的耐候性差,不適於長期戶外使用製品,一般不用做塑膠門窗型材生產的衝擊改性劑使用。

(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,難以得到透明製品,因此,常將EVA與其它抗衝擊樹脂並用。EVA新增量為10份以下。

另外橡膠類抗衝擊改性劑也是效能優良的增韌劑,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,其是改善低溫耐衝擊性優越,但都不耐老化,塑膠門窗型材一般不使用這類衝擊改性劑。

PVC管變脆、變軟、變色誰在作怪