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PVC抗冲击改性剂应用知识大总结

点击次数:  更新时间:2017-11-06 16:05:10  【打印此页】  【关闭

PVC抗冲击改性剂有时也会同时也起增塑作用,因此也可以看做增塑剂.而用于PVC树脂的抗冲击改性剂有如下几种:
(1)  CPE
氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中进行悬浮氯化的粉状产物,随着氯化程度的增加使原来结晶的HDPE逐渐成为非结晶的弹性体。作为增韧剂使用的CPE,含C1量一般为25-45%。CPE来源广,价格低,除具有增韧作用外,还具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化学药品性。目前在我国CPE是占主导地位的冲击改性剂,尤其在PVC管材和型材生产中,大多数工厂使用CPE。加入量一般为5—15份。CPE可以同其它增韧剂协同使用,如橡胶类、EVA等,效果更好,但橡胶类的助剂不耐老化。
图片关键词
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(2) ACR
ACR为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚物,ACR为近年来开发的最好的冲击改性剂,它可使材料的抗冲击强度增大几十倍。ACR属于核壳结构的冲击改性剂,甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳,以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。尤其适用于户外使用的PVC塑料制品的冲击改性,在PVC塑料门窗型材使用ACR作为冲击改性剂与其它改性剂相比具有加工性能好,表面光洁,耐老化好,焊角强度高的特点,但价格比CPE,高1/3左右。国外常用的牌号如K-355,一般用量6—10份。
(3) MBS
MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物。MBS的溶度参数为94-9.5之间,与PVC的溶度参数接近,因此同PVC时相容性较好,它的最大特点是:加入PVC后可以制成透明的产品。一般在PVC中加人10-17份,可将PVC的冲击强度提高6—15倍,但MBS的加入量大于30份时,PVC冲击强度反而下降。MBS本身具有良好的冲击性能,透明性好,透光率可达90%以上,且在改善冲击性同时,对树脂的其他性能,如拉伸强度、断裂伸长率等影响很小。MBS价格较高,常同其他冲击改性剂,如EAV、CPE、SBS等并用。MBS耐热性不好,耐候性差,不适于做户外长期使用制品,一般不用做塑料门窗型材生产的冲击改性剂使用。
(4) SBS
SBS为苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物,也称为热塑性丁苯橡胶,属于热塑性弹性体,其结构可分为星型和线型两种。SBS中苯乙烯与丁二烯的比例主要为30/70、40/60、28/72、48/52几种。主要用做HDPE、PP、PS的冲击改性剂,其加入量5—15份。SBS主要作用是改善其低温耐冲击性。SBS耐候性差,不适于做户外长期使用制品。
(5) ABS
 ABS为苯乙烯(40%-50%)、丁二烯(25%—30%)、丙烯腈(25%-30%)三元共聚物,主要用做工程塑料,也用做PVC冲击改性,对低温冲击改性效果也很好。ABS加入量达到50份时,PVC的冲击强度可与纯ABS相当。ABS的加入量一般为5—20份,ABS的耐候性差,不适于长期户外使用制品,一般不用做塑料门窗型材生产的冲击改性剂使用。
(6) EVA
(6)EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物,醋酸乙烯酯的引入改变了聚乙烯的结晶性,醋酸乙烯酯含量大量差,而且EVA与PVC折光率不同,难以得到透明制品,因此,常将EVA与其它抗冲击树脂并用。EVA添加量为10份以下。
另外橡胶类抗冲击改性剂也是性能优良的增韧剂,主要品种有:乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)及丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、聚异丁烯、丁二烯橡胶等,其中EPR、EPDM、NBR三种最常用,其是改善低温耐冲击性优越,但都不耐老化,塑料门窗型材一般不使用这类冲击改性剂。
目前,在国内CPE主要应用作PVC的抗冲击性剂,而国外主要应用MBS及ACR(丙烯酸酯类共聚物),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)。经实用比较,MBS树脂是综合性能优异的抗冲击改性剂品种,尤以透明性和配位性为佳。
具体比较如下:
透明性:MBS>ACR>CPE、EVA
加工性:MBS、ACR>CPE>EVA
配伍性:MBS>ACR>CPE>EVA
MBS树脂的抗冲击性优于EVA,但差于ACR、CPE及ABS。耐候性方面MBS与ABS近,却劣于其他三者。光及热稳定性方面MBS也近于ABS,但低于ACR.与CPE。应强调的是,MBS树脂在透明型PVC树脂制品加工中的重要作用,尚无法替代。MBS树脂通常可使PVC的冲击强度提高5-6倍,并对抗张强度、伸长率影响很小。
PVC改性剂分类和选择
PVC改性剂根据其功能和改性的特点用于玻璃状无定形PVC的改性剂,可分为6组:
①高效抗冲击改性剂:用于不透明的抗冲击混合料中。
②透明抗冲击改性剂:当要求光学性能及抗冲击性能时,使用这种改性剂。
③热变形改性剂:用于提高PVC混合料的加工温度范围。
④普通改性剂:用于改进抗冲击性能、高温强度和低温挠性。
⑤耐候性改性剂:在户外应用中使用该种改性剂可防止紫外线光降解。
⑥加工助剂:通过减少熔融时间改进PVC的熔体性能。
1高效抗冲击改性剂
  ABS和MBS一类的高效抗冲击改性剂对PVC抗冲击性的改进具有协同效应。因此,在PVC中加入少量的改性剂就可得到高的抗冲击性,并增加 PVC的挠性,而不明显地改变混合料的机械性能。PVC的分子量决定抗冲击改性剂的量。分子量越高,所需要的改性剂的量越少。产品的最终用途决定该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则选用管状挤出加工。高效耐冲击改性剂的典型应用是用于PVC管、注模混合料及压延不透明薄膜和片材。
2透明抗冲击改性剂
  透明抗冲击改性剂在PVC混合料中如同不透明改性剂一样可提供一些附加的性能,如光传播、光雾、黄度指数。低折白和变色等光学特性。在制备ABS和MBS改性剂的乳液过程中,通过使PVC和改性剂的折光指数相等的办法来获得保持透明度所需要的光学性能;通过将橡胶状基质的粒子大小控制在 1000-3 000A的窄分布范围内获得抗冲击效果;通过接枝的 S/AN或 MMA/S的溶解度参数获得相容性/不相容性的平衡(抗冲击特性)。这类改性剂的典型应用有透明压延薄膜、包装用片材及吹制PVC瓶等。
3热变形改性剂
  热变形改性剂可提高PVC的有效热使用温度。每填加一份改性剂大约可提高IT。向PVC中添加热变形改性剂也可增加刚度,使对抗张强度的影响最小,但常常消弱了抗冲击强度。这类改性剂通常由多α-甲基苯乙烯/丙烯睛(AMSAN)或戊二酰亚胺组成。对于AMS聚合物,由于其连到苯乙烯上的甲基基团的位阻现象,增加了PVC热变形性。戊二酰亚胺聚合物因其杂环结构可增加聚合物链刚度,由此而增加PVC母体的热变形性。热变形改性剂的应用有乙烯基壁板、耐热型材及需要模压牢度的汽车仪表衬垫片材等。
4普通改性剂
  普通改性剂是用于半硬质PVC混合料的半硬质改性剂,是典型的ABS改性剂,含有较少的丁二烯及较多的未接枝全刚性聚 S/AN。这些改性剂具有刚性和橡胶性两相,可使半硬质混合料具有多种性能。丁二烯橡胶相可增加低温抗龟裂性,高分子量刚性 S/AN具有热成型性和好的性能保持率等加工性能。普通改性剂的典型用法有汽车仪表板片材、行李箱ABS盖板材料及汽车型材等。
5耐候性改性剂
耐候性抗冲击改性剂可防止紫外线光降解。与MBS和ABS一样,丁二烯改性剂不适用于户外使用,除非其外层有一防紫外线层的保护。在丁二烯的双链部位,紫外线可打破其不饱和的碳链骨架,并通过氧化和其他降解反应,使改性性变脆。具有较强防紫外线降解的改性剂的功能与MBS和ABS类似,但它们具有丙烯酸了酯或丙烯酸2-乙基-己酯接技相,这些成分的聚合物链上不含有双链,不存在发生降解反应起始的部位。通常称这类改性剂为丙烯酸系改性剂,并主要用于PVC壁板、窗型材及其他一些需要耐候的应用场合。它们在户外使用时,具有一些抗冲击性,但效果不及ABS或MBS有效。
  另外一种可在户外使用的耐候性改性剂是CPE(氯化聚乙烯)。该种改性剂不太有效,改性效果不太好。通过类似于增塑作用(或一个相互贯穿的网络)的机理增加 PVC母体的韧性。
6加工助剂
  在PVC复混物中加入加工助剂,可增加熔融和熔体性能。典型的加工助剂是有极高分子量的聚合物,如MMA/EA、苯乙烯、 MMA/S/AN或 S/AN等。主要用于PVC掺混料中,其用量对PVC干混料来说,一般为1份或更少。其功能是通过增加 PVC和混合设备金属内表面间的摩擦力来促进混合料的熔融。在PVC发泡中,因高分子量聚SAN和聚MMA/S/AN控制熔融粘度非常有效。在塑料工业中,这些不同的改性剂各司其职,对每一种具体聚合物需在抗冲击性。流动性、成本、稳定性及粒子大小控制等各方面进行比较才能正确地选择出改性剂。