高聚合度硬质PVC的改性研究
栏目:行业动态 发布时间:2021-06-01 15:53
(2019 Chinaplas 雅式展将在2019.5.21-24在广州琶洲中国进出口商品交易会展馆进行,届时嘉弘将在12.2馆S05展位等待您的莅临指导!) 正文: 高聚合度聚氯乙烯(HPV...

(2019 Chinaplas 雅式展将在2019.5.21-24在广州琶洲中国进出口商品交易会展馆进行,届时嘉弘将在12.2馆S05展位等待您的莅临指导!)


正文: 高聚合度聚氯乙烯(HPVC)通常是指聚合度在1700以上或分子间具有轻微交联结构的PVC树脂0卜 。其中平均聚合度为2500的HPVC较为常见。目前,我国也有不少厂家开始生产HPVC,如齐鲁石化、北京化工二厂、天津化工厂、锦西化工厂等。
HPVC在保留普通PVC多种优异性能的基础上,拉伸性能、耐疲劳、耐磨耗、耐候性、耐油性、耐寒性、耐臭氧性、耐热性、耐溶剂性、尺寸稳定性、消光性等均有很大提高。但硬质HPVC冲击强度较低,受冲击易脆断,尤其是加工流动性很差,难以挤出成型。本工作重点研究了硬质HPVC的加工改性和增韧改性。
1 实验部分
1.1 主要原材料
PVC(S一700),HPVC(S一2500) 齐鲁石化公司产;ACR一1型、ACR一2型上海珊瑚化工厂产;液体丁腈,兰州石化公司产;CPE(CI含量为35%) 潍坊化工二厂产;其它均为市售工业品。
1.2 试样制备
在GH一10A 型高速混合机中得到捏合料。在150电加热炼塑机上加入捏合料,塑炼3min,加入增韧改性剂及加工助剂,混炼7min出片,混炼温度为155~160℃ 。在25t平板硫化机上模压出样片,模压温度165~170℃ ,时间为lOmin。
1.3 性能测试 ’
进行熔体流动速率测试、毛细管流变实验和Brabender塑化性能实验。其他性能均按相应的国家标准进行测试。
2 结果与讨论
2.1 硬质HPVC的增韧改性
2 1.1 DOP对HPVC的增韧改性实验考察了DOP在硬质HPVC中的作用,结果如图1所示。
由实验结果可以看出,为保证材料的力学强度,应控制DOP的用量在20份以内,此时体系的冲击韧性仍然很低,无法满足实际需要。


2.1.2 弹性体对HPVC的增韧改性
本文较早先选用了CPE、EVA、ACR三种较常用的抗冲击改性剂,实验结果如图2所示。
由图2可以看出,CPE、ACR、EVA对HPVC均有明显的增韧改性效果,其中CPE用量在10份以内时,其拉伸强度下降得较少,冲击强度提高较大,综合改性效果好于EVA、ACR。
2.1.3 SAN对HPVC的增韧改性
本文选用了SAN,考察其对Pvc/cPE=100/10基体的增韧改性效果,实验结果如图3所示。

实验结果表明,SAN 用量为3份时,对HPVC/CPE体系有较好的增韧改性效果,表现出既增韧又增
强的基本特征。
2.2 硬质HPVC的加工改性
2.2.1 LNBR对HPVC性能的影响

LNBR作为高分子增塑剂,少量加入可改善HPVC的流动性,但会使拉伸强度有所下降,在硬质HPVC捏合料中加入5份LNBR,力学性能和流变性
能如表1和图4所示。

图4 LNBR对共混物流变性能(170℃)的影响
曲线1一LNBR.0份;曲线2一I.NBR.5份
Fig 4 Effect of LNBR on rheological property
of blend(at 170℃ )
由表1可以看出,加入LNBR后,共混物的拉伸强度降低,伸长率增加,体现了高分子增塑的一般作用效果。LNBR 虽能改善熔体的流动,但却降低了HPVC的凝胶化程度。
2.2.2 高分子加工助剂对HPVC性能的影响
加入ACR能改善PVC的熔融塑化和挤出外观【5’引,本文选用了国产的ACR一1型、ACR一2型和P65、ELVALOY 741作对比实验,结果如表2所示。

由表可以看出,ACR一1型、2型是熔化促进剂,加入ACR后,共混体系的拉伸强度有所提高,ACR一2型的综合作用效果好于ACR一1型,因而实验选用了ACR一2型作为HPVC的加工助剂,并深入探讨了其对共混体系的熔体塑化及流变性能的影响。实验结果见图5和表3。

图5 ACR一2型对HPVC共 物流变性能(170*(2)的影响
曲线1一ACR一2,0份;曲线2一ACR一2。5份
Fig 5 Effect of ACR 一2 on rheological properties of
HPVC(at 170℃)
表3 ACR一2型对HPVC 化性能的影响


从流变曲线上可以看出,HPVC加入ACR后,低剪切速率下,共混物的表观粘度和剪切应力明显低于HPVC捏合料,高剪切速率下,表观粘度和剪切应力均高于HPVC捏合料,且流动指数由0.58升至0.83,熔体的牛顿性增强。Brabender实验结果表明,ACR一2型的确起到了热助熔剂的作用,加入后,体系的剪切扭矩明显提高,相对熔融速率也明显增大。
2.2.3 润滑体系对硬质HPVC性能的影响
本实验研制的HPVC挤出硬质料,以加内润滑剂为主L7】。表4列出了实验中采用的多种润滑剂的效果。其中TR016商品名为Polydis TR016是脂肪酸金属盐和一种胺的混合物,在加工温度下,可作为PVC的内润滑剂使用。

基本配方:HPVC一2500 100;PVC一700 20;DOP 30:稳定剂7;HSA 0.5;石蜡0.5;ESO 3;其余各润滑剂用均为1综合以上实验结果,选择ESO作为DOP的辅助增塑剂,将TR016、丁二烯分别加入润滑体系中,改善硬质HPVC的加工性能。
2.3 研制的硬质HPVC的挤出实验
将研制料与进El料作挤出实验,挤出实验条件的选择如下:加料段温度:125℃ ,压缩段温度:168℃ ,均化段温度:172℃ ,机头温度:168℃ 。研制料有较宽的加工范围,螺杆转速在22~48r/min时,挤出物外观良好,进口料的螺杆转速选择30r/min为宜。研制料的挤出样条的表面平整光洁,棱角分明,无熔体破裂和塑化不均现象,外观与进口料难以区分,挤出过程稳定。
3 结论
1.硬质HPVC材料加入DOP后,材料的冲击韧性提高,但拉伸强度下降。CPE是HPVC优良的增韧改性剂,刚性粒子SAN,对PVC/CPE=100/10体系起到既增韧又增强的作用。
2.LNBR是HPVC优良的辅助增塑剂,ACR一2型是综合性能较好的加工助剂,使材料在高速剪切下,
表面平整、光洁。
3.选择ESO、丁二烯、TR016作为硬质HPVC材料的润滑剂。
4.实验定型配方实际挤出实验效果良好,研制料的挤出稳定性及外观性能均接近进口料水平。


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