硬質(zhì)pvc沖擊改性的研究進(jìn)展

硬質(zhì)pvc沖擊改性的研究進(jìn)展

目前，硬水泥影響改性劑的主要品種有abs、gbs、cpe、av、acr、nbr等。其中，CPE、EVA、ACR改性劑的分子結(jié)構(gòu)中不含雙鍵，耐候性能好，適宜作戶外建筑材料，它們與PVC共混，再加上合適的穩(wěn)定劑及其他助劑以及適宜的加工條件，就能有效地提高硬質(zhì)PVC的抗沖擊性能、加工性能、耐候性能及焊角強(qiáng)度等。1cpe與pvc的工程特性CPE(氯化聚乙烯)是無定形網(wǎng)絡(luò)聚合物，它是由高密度聚乙烯（HDPE）在鹽酸水溶液中懸浮氯化而制得的，即用氯原子部分地取代HDPE分子鏈上的氫原子的產(chǎn)物。由于氯化反應(yīng)的不均勻性，在分子結(jié)構(gòu)中含有乙烯、氯乙烯、1,2-二氯乙烯等鏈節(jié)，其含氯量通常為25%～45%。CPE隨含氯量及分子結(jié)構(gòu)的不同，可呈現(xiàn)從硬質(zhì)聚合物到橡膠彈性體的各種CPE。由于氯原子的存在，使CPE成為極性聚合物，且與PVC有相同的極性基團(tuán)，因此，增加了與PVC的相容性，是PVC的良好改性劑。用CPE改性的PVC制品，除具有較好的耐沖擊性能外，還具有較好的耐候性、耐寒性、阻燃性、耐油性和耐化學(xué)藥品性。CPE與PVC共混時(shí)的相容性，取決于CPE聚合物的氯含量及氯原子在HDPE骨架上的分布（以殘余結(jié)晶度表示）。(1）氯含量25%以下的CPE與PVC的相容性不好，故對(duì)PVC改性來說是不適宜的。(2）氯含量40%以上的CPE與PVC有極好的相容性，可作為PVC的增塑劑，不能用作抗沖擊改性劑。(3）氯含量25%～40%的CPE與PVC相容性中等，用其改性的硬質(zhì)PVC制品的沖擊強(qiáng)度相應(yīng)提高，但加工流動(dòng)性較差。(4）氯含量為36%～38%的CPE，其結(jié)晶度和玻璃化溫度均較低，具有良好的彈性及與PVC的相容性，因而廣泛用于硬質(zhì)PVC制品的抗沖擊改性劑。隨著CPE用量的增加，CPE/PVC共混體系的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和維卡軟化點(diǎn)都有所下降，但伸長率上升。這是因?yàn)楹?6%～38%的CPE的彈性且與PVC的相容性好，它與PVC共混起改性增韌作用，使體系性能變得柔韌；而且由于CPE分子結(jié)構(gòu)中氯原子無規(guī)則分布，其玻璃化溫度和結(jié)晶度均較低，從而導(dǎo)致了CPE/PVC共混體系的力學(xué)性能和耐熱性能隨著CPE用量的增加而降低。2eva的改性機(jī)理EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）是一種無定形網(wǎng)絡(luò)聚合物，它也是一種優(yōu)良的耐沖擊和耐候性PVC改性劑。其用于PVC窗框改性的數(shù)量上升較快。通常共混改性PVC用的EVA的醋酸乙烯（VA）含量為40%～50%。此類改性劑也能用于改性軟質(zhì)PVC制品，使其耐寒性及手感獲得顯著的改進(jìn)。作為硬質(zhì)PVC的改性劑的EVA用量為PVC的5%～6%。EVA樹脂與氯乙烯單體（VC）經(jīng)化學(xué)接枝共聚的產(chǎn)物EVA-VC三元接枝共聚物，按其接枝率的不同可以分別制得硬質(zhì)專用和軟質(zhì)專用樹脂。該樹脂不僅耐候性、耐熱性優(yōu)越，而且耐沖擊、耐寒性能良好。含50%以上EVA的三元接枝共聚物改性PVC，不必添加增塑劑就能加工軟質(zhì)制品。EVA耐沖擊改性劑改性機(jī)理與CPE沖擊改性劑相同，是形成的連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或峰窩狀結(jié)構(gòu)包裹PVC顆粒。這樣的結(jié)構(gòu)能消除受到?jīng)_擊時(shí)產(chǎn)生的力。然而溫度過高或攪拌剪切力過大，這種結(jié)構(gòu)開始消失，耐沖擊強(qiáng)度隨著溫度的增加和攪拌剪切時(shí)間的延長而降低。3結(jié)構(gòu)聚合物的改性ACR是聚丙烯酸酯類改性劑的總稱，作為聚氯乙烯的改性劑，發(fā)展很快。據(jù)實(shí)驗(yàn)得知，ACR類改性劑有較低的熔體粘度，因而使物料加工性能好，熔融流速快，減少物料對(duì)螺桿和機(jī)筒的磨損，加工溫度范圍寬。生產(chǎn)出的型材外觀色白、光滑、細(xì)密，有優(yōu)良的室溫和低溫抗沖擊強(qiáng)度，極好的耐候性。一般配用6～7份就可達(dá)到極好的改性效果，有很好的性能/價(jià)格比，因而在世界各國得到廣泛的應(yīng)用，其用量逐年增加。ACR為有預(yù)定粒子大小和形狀的核殼結(jié)構(gòu)聚合物，它有一個(gè)核，還有由一到多種單體組成的外殼，使其可與PVC很好地互溶，因此，硬質(zhì)PVC用聚丙烯酸酯類改性的機(jī)理與采用CPE或EVA改性的機(jī)理完全不一樣。它形成一種完全不同的物態(tài)：PVC為連續(xù)相形成網(wǎng)，丙烯酸酯類則為分散相，分散在PVC連續(xù)相之中。這種分散狀態(tài)隨著加工條件如溫度、時(shí)間變化影響較小，加工范圍較寬。用CPE、EVA、ACR三種改性劑與PVC共混改性的硬質(zhì)PVC，其成型加工性能、沖擊強(qiáng)度、耐候性能、制品的焊接性能較純PVC都可得到明顯改善。但是三者之間也有所差別，各有優(yōu)缺點(diǎn)。CPE與EVA和ACR相比，綜合改性的效果不如它們顯著。CPE與EVA的改性機(jī)理相同，改性的PVC復(fù)合物的加工條件范圍較窄，缺口沖擊強(qiáng)度與加工溫度高低和塑煉時(shí)間長短有密切關(guān)系，改性后的PVC彎曲模量下降較大。ACR改性的PVC復(fù)合物成型加工條件范圍較寬，成型溫度和塑煉時(shí)間對(duì)缺口沖擊強(qiáng)度影響較小，彎曲模量下降也較小，制品焊接性能和耐候性優(yōu)良，而沖擊強(qiáng)度是用這幾種改性劑改性的PVC中最佳的。因而近年來ACR在改性PVC中特別是戶外用窗框材料中用量增長很快，是目前公認(rèn)的高效、耐候性沖擊改性劑。雖然ACR耐沖擊改性劑改性效果優(yōu)異，但其價(jià)格較高，來源困難。CPE改性劑的原材料來源豐富，制造工藝簡單，價(jià)格較便宜。因此，我國多數(shù)硬質(zhì)PVC塑料異型材、塑料門、窗用異型材、管材、管件及建筑材料生產(chǎn)廠家多采用CPE/PVC共混改性體系。4pvc和抗沖擊性能PVC是硬脆性材料，抗沖擊強(qiáng)度低、純硬質(zhì)PVC的缺口沖擊強(qiáng)度僅為3～5kJ/m2，低溫下韌性差，隨著溫度的降低迅速變硬變脆，受沖擊時(shí)極易脆裂。由于這些缺陷，致使進(jìn)一步開辟PVC用途方面受到局限，特別是硬質(zhì)塑料建筑材料制品的開發(fā)，更受到限制。因而作為結(jié)構(gòu)作料，應(yīng)特別