CPVC加工性能和沖擊性能的改進(jìn)

1、, C PV C第 37 卷 第 11 期聚氯乙烯Vol . 37 , No . 112009 年 11 月Polyvinyl Chlo rideNo v. , 2009【材料與性能】CPVC 加工性能和沖擊性能的改進(jìn)毛季紅3(上海氯堿化工股份有限公司, 上海 200241) 關(guān)鍵詞 CPV C ; 加工性能; 沖擊性能; 改性 摘要 研究了加工助劑和沖擊改性劑對(duì) C PV C 性能的影響 , 試驗(yàn)結(jié)果表明: 潤(rùn)滑型 A CR 加工助劑能有效提高 CPV C 的加工性能 ,A MS 的最佳用量為 12 份 , MBS (用量以 8 份為宜) 對(duì) CPV C 的增韌效果較好。 中圖分類號(hào) TQ3

2、25 . 3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1009 - 7937 (2009) 11 - 0016 - 04Improvements on processing properties and impact properties of CPVCM A O J i hon g(S hanghai C hl or Al kali C he mical Co . , L t d . , S hanghai 200241,C hi na)Key words : C PV C ; p rocessi ng p ropert y ; i mpact p ropert y ;m odif icati onAbs

3、tract : Inf l ue nces of p rocessi ng addititi ves and i mpactm odif iers onp rop erties of C PV Cw ere st udied .The experi ment res ults s how ed t hat l ubricati ng A CR p rocessi ng ai d coul d ef f ecti vel yi mp rove p rocessi ng p rop erties ofC PV C , t he op ti m u m dosage of A MS was 1 2

4、parts , and MBS(t he op ti m u m dosage was 8parts )had good t ougheni ng ef f ects on C PV C .2C PV C 是 PV C 進(jìn)一步氯化的產(chǎn)物, 是 PV C 重要的改性品種。C PV C 含氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在61 % 68 %之間, 因極性元素的增加, 其物理性能、力學(xué)性能, 特別是耐熱變形性、耐腐蝕性、阻燃性等均比PV C 有較大的提高, 耐熱溫度比 PV C 高 30 40, 大大高于一般的硬質(zhì) PV C ; 而且其耐化學(xué)腐蝕性好, 不受水中余氯的氧化侵蝕, 是發(fā)展前景較廣闊的高分子材料。C PV

5、 C 具有良好的綜合性能, 在管材、涂料和黏合劑、泡沫材料、絕緣和阻燃材料、人造纖維材料及板材、改性劑等方面有著廣泛的應(yīng)用。在管材方面被廣泛用于制造各種工業(yè)管材、冷熱水管材和防火管材, 在化工、建筑等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展迅速。另外, C PV C 還可以用于制造各種閥門、管件等配套系統(tǒng), 是十分優(yōu)良的制備管道用材料 1 - 5 。雖然 C PV C 用于制備管道比其他材料有明顯的性能優(yōu)勢(shì), 但由于其特殊的分子結(jié)構(gòu), 使其加工技術(shù)難度高 , 表現(xiàn)為加工溫度高、熔體黏度大、易分解;與 PV C 制品相比, C PV C 制品脆性較大、沖擊強(qiáng)度較低。因此, 在 C PV C 管材加工配方體系中, 除了穩(wěn)

6、定劑、潤(rùn)滑劑的種類和配比對(duì) C PV C 管材性能有著重要的影響外, 加工助劑和增韌改性劑對(duì) C PV C管材的加工性能、物理性能和力學(xué)性能也有著不可忽視的影響。1試驗(yàn)1. 1原料C PV C (含氯質(zhì)量分?jǐn)?shù) 66 %67 %) , 上海氯堿化工股份有限公司; A C R 加工助劑、MBS 、A C R 沖擊改性劑 , 美國(guó)羅門哈斯公司; ABS , 臺(tái)灣奇美塑料公司; A MS 和 ASA 等, 市售。1. 2設(shè)備儀器G H -10 型高速混合機(jī), 北京塑料機(jī)械廠;3 收稿日期 2009 - 09 - 03 作者簡(jiǎn)介 毛季紅(1971 ) ,女 ,工程師 ,1993 年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)高分

7、子材料專業(yè) ,主要從事新材料開(kāi)發(fā)方面的工作。16第 11 期毛季紅:CPVC 加工性能和沖擊性能的改進(jìn)材料與性能QLB - D 型平板硫化機(jī), 上海橡膠機(jī)械廠; S K - 160B 型開(kāi)放式塑煉機(jī), 上海橡膠機(jī)械廠; A R C300/ R600 型 HAA KE 轉(zhuǎn)矩流變儀, 賽默飛世爾科技( 中國(guó)) 有限公司; Vicat 測(cè)試儀, 意大利 Ceast 公司; 力學(xué)性能測(cè)試儀, 美國(guó) IN S TRO N 公司。1. 3試樣制備( 1) 配料:按配方準(zhǔn)確稱量, 先將 C PV C 、穩(wěn)定劑加入高速混合機(jī)中, 混合至 60 70 后加入潤(rùn)滑劑、加工助劑進(jìn)行高速混合, 溫度升至 110 左右

8、加入沖擊改性劑, 低速混合 1 mi n 左右后出料。(2) 塑化:將 C PV C 干混料放入開(kāi)放式塑煉機(jī),升溫到 190 , 混煉 5 mi n 后出片。(3) 模壓成型: 在 195、35 M Pa 條件下, 熱壓8 mi n 左右, 再冷壓到 90以下啟模, 制得待測(cè)試的模板。( 4) 制樣:按測(cè)試要求將模板制成待測(cè)試樣。1. 4測(cè)試方法( 1) 流變性能測(cè)試:將轉(zhuǎn)矩流變儀的混合器升溫到 180 , 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速設(shè)定為 30 r/ mi n , 稱取 70 g的 C PV C 干混料加入到混合器中, 混煉 10 mi n 后停止。( 2) 力學(xué)性能測(cè)試 : 拉伸強(qiáng)度按 AS TM D63

9、8 2003塑料拉伸性能的試驗(yàn)方法測(cè)試, 彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量按 AS TM D790 2003未增強(qiáng)和增強(qiáng)塑料及電絕緣材料的撓曲性的試驗(yàn)方法測(cè)試 , 缺口沖擊強(qiáng)度按 GB/ T 1043 1993硬質(zhì)塑料簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)方法測(cè)試。( 3) 耐熱性能測(cè)試: 維卡軟化溫度按 AS TM D1525 2000塑料維卡( Vicat) 軟化溫度試驗(yàn)方法測(cè)試, 熱變形溫度按 AS TM D648 2004在撓曲負(fù)荷下塑料的撓曲溫度的試驗(yàn)方法測(cè)試。2結(jié)果與討論2. 1加工助劑對(duì) CPVC 干混料流變性能、試樣力學(xué)性能及耐熱性能的影響C PV C 熔體黏度高, 熔融溫度接近分解溫度( 極易分解) , 且流

10、動(dòng)性較差, 加工成型難度大。因此 , 不能簡(jiǎn)單地采用提高加工溫度的方法來(lái)降低熔體黏度。加入潤(rùn)滑劑雖能有效改善熔體的流動(dòng)性并能降低熔融溫度, 但同時(shí)還會(huì)帶來(lái)耐熱性能和某些力學(xué)性能的大幅下降。在配方中需加入加工助劑來(lái)改善C PV C 的熔融行為和加工性能, 同時(shí)最大程度地減小對(duì) C PV C 性能的影響。A C R 加工助劑是應(yīng)用較多的加工助劑, 其通常會(huì)提高 PV C 干混料的熔融轉(zhuǎn)矩和平衡轉(zhuǎn)矩, 使熔體黏度增大 , 由于摩擦熱的作用, 能加快干混料的熔化速率, 起到降低加工溫度、改善塑化特性和提高熔體強(qiáng)度的作用, 還有利于改善和提高 PV C 制品的內(nèi)在質(zhì)量和表面光澤性。A C R 加工助劑的

11、使用, 還能使加工過(guò)程中的物料流動(dòng)穩(wěn)定, 熔體輸送和塑化平穩(wěn)、均勻, 加工過(guò)程較易控制 6 。加工助劑 A CR 可分為促熔型和潤(rùn)滑型 2 類 6 。在試驗(yàn)中,筆者選用了 5 種 ACR 加工助劑, 采用轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試 CPVC 干混料的流變性能, 研究各 ACR加工助劑對(duì) CPVC 流變性能的影響,結(jié)果見(jiàn)表 1 。表 1 ACR 加工助劑對(duì) CPVC 干混料流變性能的影響ACR塑化時(shí)間/最大轉(zhuǎn)矩/平衡轉(zhuǎn)矩/最高溫度/sN ·mN ·m1 #9440 . 825 . 3201 . 02 #8936 . 926 . 0201 . 03 #10734 . 726 . 5201

12、. 04 #9936 . 326 . 0200 . 55 #9335 . 123 . 2199 . 0注: 采用 Ca/ Zn 復(fù)合穩(wěn)定劑, 除 ACR 加工助劑外, 其余組分均相同; ACR 用量均為 3 份。從表 1 中可以看出 , 1 # 4 # C PV C 干混料的平衡轉(zhuǎn)矩較接近, 而 5 # C PV C 干混料的平衡轉(zhuǎn)矩明顯降低, 說(shuō)明其熔體流動(dòng)性最好, 有利于改善 C PV C干混料的加工性能。這是由于 5 # A CR 是潤(rùn)滑型的加工助劑 , 在促進(jìn) C PV C 干混料塑化的同時(shí)能夠降低其熔體黏度, 因而 5 # C PV C 干混料的平衡轉(zhuǎn)矩相對(duì)較低。而且 5 # C P

13、V C 干混料熔體的最高溫度最低, 密煉后 C PV C 表面光潔度最好, 有利于C PV C 的加工。圖 1 為 5 #A C R 的用量對(duì)平衡轉(zhuǎn)矩的影響。圖 1 5 # ACR 用量對(duì)平衡轉(zhuǎn)矩的影響從圖 1 中可以看出, 5 # A C R 的用量越大, C PV C 干混料的平衡轉(zhuǎn)矩越小。為兼顧耐熱性能和力學(xué)性能, 筆者考察了 5 #A CR 對(duì) C PV C 試樣力學(xué)性能及耐熱性能的影響, 見(jiàn)表 2 。17材料與性能聚氯乙烯2009 年表 25 # ACR 用量對(duì) CPVC 試樣力學(xué)性能及耐熱性能的影響5 # ACR 用量/拉伸強(qiáng)度/維卡軟化溫度/熱變形溫度/沖擊強(qiáng)度/彎曲強(qiáng)度/彎曲模

14、量/份M PakJ / m 2M PaM Pa0 . 559 . 37109 . 393 . 114 . 8780 . 1324681 . 059 . 45108 . 792 . 914 . 9278 . 8224512 . 058 . 97107 . 590 . 512 . 9679 . 5825263 . 058 . 76106 . 389 . 112 . 0380 . 302509注:配方中除 ACR 加工助劑用量變化外, 其余組分相同。從表 2 中可以看出, 5 # A C R 用量對(duì) C PV C 試表 32 種助劑用量對(duì) CPVC 干混料流變性能的影響樣拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量

15、無(wú)明顯影響, 而對(duì)AMS 用量/平衡轉(zhuǎn)矩/ASA 用量/平衡轉(zhuǎn)矩/C PV C 試樣沖擊強(qiáng)度、維卡軟化溫度和熱變形溫度份N ·m份N ·m025 . 1025 . 1的影響較大。隨著 5 # A CR 用量的增加, C PV C 試322 . 41024 . 1樣的沖擊強(qiáng)度、維卡軟化溫度和熱變形溫度降低 , 因520 . 61522 . 5此 5 # A C R 用量不能過(guò)多。綜合考慮 5 # A C R 用量對(duì) C PV C 試樣流變性能的影響, 其用量以 1 2 份為宜。在丙烯酸酯中引入- 甲基苯乙烯( A MS ) 、苯乙烯(S) 和丙烯腈( A N ) 等活性單體,

16、 還可以制得另一類 A MS 和 ASA 加工助劑。A MS 與 A C R 的作用機(jī)制不同, 其側(cè)鏈帶有甲基和苯環(huán), 在加工過(guò)程中可起到增塑劑的作用, 使熔體黏度降低 , 提高熔體的凝膠速度。這樣既提高了熔體的流動(dòng)性 , 又能改善C PV C 制品的性能。ASA 具有類似 A C R 的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制 6 。筆者研究了這 2 種助劑的用量對(duì)C PV C 干混料流變性能的影響, 結(jié)果見(jiàn)表 3 。注: 配方中除加工助劑用量變化外, 其余組分相同。從表 3 可以看出 , A MS 能明顯降低 C PV C 干混料的平衡轉(zhuǎn)矩; 而 ASA 對(duì) C PV C 干混料平衡轉(zhuǎn)矩的影響較小, 效果不明顯。因

17、此 , A MS 對(duì) C PV C的流動(dòng)改性效果比 ASA 好。2. 2CPVC 管材的沖擊改性隨著氯化度的提高, C PV C 比 PV C 顯現(xiàn)出更大的脆性, 即沖擊性能更差 , 因此改善 C PV C 材料的沖擊性能十分必要。目前, 常用的沖擊改性劑主要有 C P E 、A C R 沖擊改性劑、MBS 、ABS 等, 其中 C P E的玻璃化溫度較低, 加入 C P E 會(huì)降低 C PV C 材料的耐熱性能 , 因此建議不采用。沖擊改性劑對(duì) C PV C試樣性能的影響見(jiàn)表 4 。表 4沖擊改性劑對(duì) CPVC 試樣性能的影響沖擊改性劑拉伸強(qiáng)度/維卡軟化溫度/熱變形溫度/沖擊強(qiáng)度/彎曲強(qiáng)度/

18、彎曲模量/M PakJ / m 2M PaM Pa10 份 MBS55 . 29112 . 395 . 115 . 1780 . 4724165 份 MBS + 5 份 ACR55 . 42113 . 094 . 014 . 7776 . 74236010 份 ACR53 . 56112 . 395 . 912 . 2074 . 02227110 份 ABS57 . 03115 . 596 . 612 . 5179 . 312501注:配方中除改變沖擊改性劑外, 其余組分相同。從表 4 中可以看出, A C R 沖擊改性劑與 MBS對(duì) C PV C 試樣的耐熱性能沒(méi)有明顯的影響, 而使用ABS

19、 的C PV C試樣的耐熱性能相對(duì)較好。從C PV C 試樣拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量來(lái)看, 使用 ABS 與 MBS 的 C PV C 試樣性能基本相當(dāng), 而使用 A C R 沖擊改性劑的 C PV C 試樣性能相對(duì)較差。從 C PV C 試樣沖擊強(qiáng)度看, MBS 表現(xiàn)出較好的沖擊改性效果, 而 ABS 與 A C R 沖擊改性劑的沖擊改性效果相對(duì)較差。綜合考慮以上各項(xiàng)性能 , 選用MBS 作為 C PV C 管材的沖擊改性劑較好。為此,筆者研究了 MBS 用量對(duì) C PV C 試樣性能的影響,結(jié)果見(jiàn)表 5 。表 5MBS 用量對(duì) CPVC 試樣性能的影響MBS 用量/拉伸強(qiáng)度/維卡軟化溫

20、度/熱變形溫度/沖擊強(qiáng)度/彎曲強(qiáng)度/彎曲模量/平衡轉(zhuǎn)矩/份M PakJ / m 2M PaM PaN ·m661 . 50114 . 696 . 29. 7887 . 94265424 . 8859 . 33114 . 195 . 913. 3683 . 64253725 . 31055 . 29112 . 395 . 115. 1780 . 47241626 . 7國(guó)外 CPV C 管材性能55 . 20114 . 296 . 614. 8088 . 40248625 . 9注:配方中除 MBS 用量變化外, 其余組分相同。(下轉(zhuǎn)第 48 頁(yè))18國(guó)內(nèi)外簡(jiǎn)訊聚氯乙烯2009 年行了

21、監(jiān)督抽查。此次抽查依據(jù) GB/ T 8814 2004門、窗用未增塑聚氯乙烯( PV C) 型材、CC GF 302 . 1 2008門、窗用未增塑聚氯乙烯( PV C) 型材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查實(shí)施規(guī)范的規(guī)定, 對(duì)門、窗用未增塑聚氯乙烯( PV C - U ) 型材產(chǎn)品的加熱后尺寸變化率、主型材的落錘沖擊、150 加熱后狀態(tài)、維卡軟化溫度、主型材的彎曲彈性模量、拉伸沖擊強(qiáng)度等 6 個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了檢驗(yàn)。抽查中發(fā)現(xiàn)有 7 種產(chǎn)品不合格,存在的主要質(zhì)量問(wèn)題如下。(1) 此次抽查中有5 種產(chǎn)品加熱后拉伸沖擊強(qiáng)度不合格。(2) 此次抽查中有 5 種產(chǎn)品加熱后主型材的落錘沖擊不合格,其原因主要是配方中填料含量

22、過(guò)高和沖擊改性劑用量不足。(3) 此次抽查中有 1 種產(chǎn)品加熱后尺寸變化率不合格。銅川 PVC 建材項(xiàng)目開(kāi)工奠基總投資 4 . 83 億元的陜西煤業(yè)化工集團(tuán)銅川礦務(wù)局PV C 建材項(xiàng)目于 2009 年 11 月 12 日在銅川新區(qū)建材工業(yè)園開(kāi)工奠基。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 10 萬(wàn) t/ a , 工期 1 年, 預(yù)計(jì)投產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年銷售收入 11 億元, 將為銅川礦務(wù)局的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展帶來(lái)新突破。在陜西煤業(yè)化工集團(tuán)統(tǒng)一部署下, 銅川礦務(wù)局依托銅川新區(qū)建材工業(yè)園有利地勢(shì), 充分發(fā)揮技術(shù)和銷售方面優(yōu)勢(shì),將開(kāi)發(fā) PV C 型材、管材、板材這一前景看好的項(xiàng)目作為全局未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目。陜西煤業(yè)化工集團(tuán)副總經(jīng)理朱

23、周岐表示, PV C 建材項(xiàng)目的順利開(kāi)工標(biāo)志著銅川礦務(wù)局在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 加快多元化發(fā)展方面的新突破和新發(fā)展 , 是市礦合作、增進(jìn)友誼的進(jìn)一步深化。印度對(duì)中國(guó)生產(chǎn)的 PVC 樹(shù)脂發(fā)起反傾銷調(diào)查據(jù)商務(wù)部 2009 年 11 月 12 日消息可知, 印度商工部反傾銷局于 11 月 3 日發(fā)起了對(duì)原生產(chǎn)于中國(guó)、日本、韓國(guó)、馬來(lái)西亞、俄羅斯、中國(guó)臺(tái)灣和泰國(guó)的 PV C 樹(shù)脂的反傾銷調(diào)查。這是印度 2009 年對(duì)中國(guó)發(fā)起的第 9 起反傾銷調(diào)查。調(diào)查申請(qǐng)人是 Che mplast Sanmar 公司 , 涉案產(chǎn)品印度海關(guān)編碼為 39042210 , 傾銷調(diào)查期為 2008 年 4 月 1 日至 2009年

24、 3 月 31 日, 損害調(diào)查期為 2005 年 4 月到 2009 年 3 月。據(jù)印度商工部統(tǒng)計(jì),2008 年 4 12 月 , 印度自中國(guó)進(jìn)口涉案產(chǎn)品價(jià)值 1 477 萬(wàn)美元。各利益相關(guān)方應(yīng)在立案公告后 40天內(nèi)提交相關(guān)信息。該申請(qǐng)方認(rèn)為中國(guó)為非市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)國(guó)家 , 要求采用印度生產(chǎn)成本來(lái)計(jì)算正常價(jià)值。黃巖推出 1 980 mm PVC 結(jié)皮發(fā)泡板模具浙江省臺(tái)州市黃巖晶威模具有限公司推出的 1 980 m m PV C 結(jié)皮發(fā)泡板模具于2009 年 10 月試機(jī)成功并出口, 已上線生產(chǎn), 技術(shù)穩(wěn)定。土伊合建一體化 PVC 聯(lián)合裝置土耳其 Pet ki m 石化公司和伊朗國(guó)家石化公司( N PC) 于 2009 年 10 月底簽署諒解備忘錄, 計(jì)劃在伊朗建設(shè)一體化PV C 聯(lián)合裝置。該項(xiàng)目由氯堿聯(lián)合裝置組成 , 乙烯原料將從伊朗南部經(jīng)過(guò)