塑料型材抗冲增韧体系新思路
聚氯乙烯树脂是最早实现工业化，产量最大的通用树脂之一，在塑型材中的填加量占到80%左右，具有毋庸置疑的重要地位。PVC塑型材作为建筑结构材料，其强度和韧性是两个重要的力学性能；但是PVC本身玻璃化温度高，通常呈脆性，存在着抗冲击强度低，加工性能差等缺点，这些缺点大大限制了在生产中的使用，为了更好的利用PVC，通常对他进行共混改性，常用的增韧改性剂有CPE、ACR、ABS、MBS等，有效地改善了塑型材脆性等缺点，但同时也存在着不足作为增韧剂用的低膜量、低硬度橡胶类弹性体的大量加入，使材料的刚性下降。而本工作系统的研究了CPE及ACR增韧机理，建立了CPE、ACR的复配增韧体系，他在塑型材中的应用，更进一步解决了塑型材的韧性及刚性的问题，为塑型材的增韧改性研究开辟出一条新的思路。 ACR增韧改性PVC ACR是由甲基丙烯酸甲酯接枝到丙酸酯分子上而制成的，最典型冲击改性剂ACR是以聚丙烯酸丁酯交联弹性体为核，其外层接枝上甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯聚合物，形成一种具有核壳结构的共聚物。其壳层与PVC有良好相容性，其核在共混体中起增韧作用，PVC/ACR复合物在冲击强度、耐燃性、尺寸稳定性、耐候性和焊接性等方面性能优良。 美国Rohm＆Haas公司从20世纪50年代起就进行ACR抗冲改性剂的研制，并最早推出了商品化产品；其后，法国阿托公司、德国BASF和Huls公司、日本钟渊和吴羽化学公司等也先后加入了ACR抗冲改性剂的研究开发行列，从而促进ACR抗冲改性剂的迅速发展。 CPE增韧改性PVC CPE即氯化聚乙烯，他是无定型网络聚合物，由高密度聚乙烯（HDPE）在盐酸水溶液中悬浮氯化制得，即用氯原子部分的代替HDPE中氢原子。由于氯化反应得不均匀和不完全，在分子链中会有乙烯、氯乙烯等杂链，其含氯量通常为25%~40%。由于氯原子的存在，使CPE极性聚合物且与PVC-U有相同的极性基团，因此增加了与PVC-U的相容性。但是并不是所有的CPE与PVC-U的相容性都一样，二者的相容性取决于CPE的氯含量的多少，以及氯原子在HDPE链上的分布。资料表明，含氯量在15%以下的CPE与 PVC-U相容性不好，对PVC-U改性不适宜；40%以上的 CPE与PVC-U具有很好的相容性，可作为PVC-U的增塑剂，当不能做抗冲击改性剂；含氯量在25%-40%之间的 CPE与PVC-U具有半相容性，其抗冲击性效果较好。实验表明，含氯量为37%的CPE与PVC-U的改性效果最为明显。CPE与PVC-U相容时，CPE形成网络结构包裹了PVC-U颗粒。用CPE或ACR这两种改性剂共混改型的PVC-U在成型加工性能、耐候性能，制品的焊接性能都有明显的改善。但是二者又各有优缺点。CPE与PVC-U的混合物的加工范围较窄，缺口冲击强度与 加工温度的高低及塑化时间的长短有着密切的关系，改性后PVC-U的弹性模量下降较大，但价格较便宜，原材料来源丰富，制造工艺简单。ACR与PVC-U混合物的加工范围较宽，成型温度和塑化时间对缺口冲击强度影响较小，弯曲模量下降也较小，制品焊接性能和耐候性优良，耐冲击强度好，但价格高，并且国内还没有工业化产品。ACR是目前公认的，耐候性冲击改性剂。 CPE、ACR复配增韧体系改性PVC 随着塑型材行业的进步，人们研究的深入，CPE及ACR抗冲体系逐渐暴露出自身的缺点，我公司在分析总结CPE及ACR抗冲体系的优缺点的基础上，成功的研发出了CPE、ACR复配抗冲体系技术，采用CPE、ACR复配技术，充分结合CPE和ACR各自的材料特点及优势，在型材整体性能方面有极大的提高。性价比突出。 CPE、ACR复配抗冲体系与PVC-U混合物的加工范围较宽，成型温度和塑化时间对缺口冲击强度影响较小，弯曲模量下降也较小，制品焊接性能和耐候性优良，耐冲击强度好，但价格适中。（下表为在同一时期，相同模具、相同机台、各自相匹配的加工工艺的情况下，检测结果） 模具 60PK 机台 7# 不同体系相适应的加工工艺类别 CPE ACR CPE、ACR复配加热后状态 无气泡裂纹、麻点 无气泡裂纹、麻点 无气泡裂纹、麻点加热后尺寸变化率% -2.1 -1.9 -1.9 拉伸屈服强度MPA 40.32 41.87 43.50 变化伸长率% 138% 145% 142% 落锤 0 0 0 焊角强度(N) 4948 5500 5395 塑料异型材的抗冲剂性能与多因素有关，但最根本、最有效的方法是研究优良的加工配方，寻找合适的改性剂。 |
