Классификация и выбор модификатора ПВХ
По функциям и модифицирующим характеристикам модификатор ПВХ можно разделить на шесть групп.
① Высокоэффективный модификатор ударной вязкости: используется в непрозрачной ударопрочной смеси.
② Модификатор прозрачности удара: этот модификатор используется, когда требуются оптические свойства и свойства удара.
③ Модификатор горячей деформации: используется для улучшения температурного диапазона обработки ПВХ-смеси.
④ Обычный модификатор: используется для повышения ударопрочности, высокотемпературной прочности и гибкости при низких температурах.
⑤ Атмосферостойкий модификатор: этот модификатор можно использовать на открытом воздухе для предотвращения ультрафиолетового фотодеградации.
⑥ Технологические добавки: улучшают свойства расплава ПВХ за счет сокращения времени плавления.
1 высокоэффективный модификатор удара
Высокоэффективные модификаторы ударной вязкости, такие как АБС и МБС, оказывают синергетическое воздействие на улучшение ударопрочности ПВХ. Следовательно, добавление небольшого количества модификатора в ПВХ может обеспечить высокую ударопрочность и повысить гибкость ПВХ без явного изменения механических свойств смеси. Молекулярная масса ПВХ определяет количество модификатора ударной вязкости. Чем выше молекулярная масса, тем меньше требуется модификатора. Конечное использование продукта определяет требуемый молекулярный вес смеси ПВХ. Например, низкомолекулярный ПВХ лучше всего обрабатывать методом живой плесени; ПВХ с высоким молекулярным весом перерабатывается методом экструзии труб. Обычно высокоэффективные модификаторы ударной вязкости применяются для труб из ПВХ, смесей для литья под давлением, а также прокатанных непрозрачных пленок и листов.
2 прозрачных модификатора удара
Как модификатор непрозрачности, модификатор прозрачности может придавать смеси ПВХ некоторые дополнительные свойства, такие как распространение света, легкий туман и индекс желтизны. Обладает низким показателем преломления и изменением цвета. В процессе эмульсии для получения модификаторов АБС и МБС оптические свойства, необходимые для поддержания прозрачности, достигаются за счет приведения показателя преломления ПВХ и модификатора. За счет регулирования размера частиц резиновой матрицы в узком диапазоне распределения 1000-3000 a был получен эффект ударопрочности; Баланс совместимости / несовместимости (ударопрочность) был получен по параметрам растворимости привитого s / an или MMA / s. Типичные области применения этого вида модификатора - прозрачная каландрированная пленка, упаковочный лист и выдувная бутылка из ПВХ.
3 модификатор горячей деформации
Модификатор термической деформации может улучшить эффективную температуру термической службы ПВХ. Каждое добавление модификатора может улучшить его. Добавление к ПВХ модификатора тепловой деформации также может повысить жесткость и минимизировать влияние на предел прочности при растяжении, но часто снижает ударную вязкость. Этот вид модификатора обычно состоит из многокомпонентного α-. Он состоит из метилстирола / акрилонитрила (AMSAN) или глутаимида. Для полимера AMS термическая деформируемость ПВХ увеличивается из-за стерических затруднений метильной группы, присоединенной к стиролу. Благодаря своей гетероциклической структуре, глютаимидный полимер может увеличивать жесткость полимерной цепи, тем самым увеличивая термическую деформируемость матрицы ПВХ. Применение модификатора горячей деформации включает в себя виниловую стеновую панель, термостойкий профиль и лист автомобильной приборной панели, требующий прочности при формовании.
4 обычный модификатор
Обычным модификатором является полутвердый модификатор для полутвердой смеси ПВХ, и это типичный модификатор АБС, который содержит меньше бутадиена и больше неразрушенного полностью жесткого поли (s / an). Эти модификаторы имеют две фазы жесткости и каучука, которые могут придать полутвердой смеси множество свойств. Высокомолекулярная жесткая нержавеющая сталь обладает способностью к горячей штамповке и хорошей степенью удерживания. Типичное использование обычного модификатора включает в себя автомобильную приборную панель, материал крышки багажного отделения из АБС-пластика и автомобильный профиль.
5 модификатор защиты от атмосферных воздействий
Атмосферостойкий и ударопрочный модификатор предотвращает деградацию в ультрафиолетовом свете. Подобно МБС и АБС, модификаторы бутадиена не подходят для использования на открытом воздухе, если на их внешнем слое нет УФ-стойкого слоя. В части бутадиена с двойной цепью ультрафиолетовые лучи могут разрушить скелет ненасыщенной углеродной цепи и сделать модификацию хрупкой из-за окисления и других реакций разложения. Модификатор с высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению аналогичен МБС и АБС, но они имеют акрилат или 2-этилгексилакрилат в качестве соединительной фазы. Полимерная цепь этих компонентов не содержит двойной цепи, и нет начальной точки реакции разложения. Этот вид модификатора обычно называют модификатором системы акриловой кислоты, и он в основном используется в стеновых панелях из ПВХ, оконных профилях и других приложениях, которые должны быть устойчивыми к атмосферным воздействиям. Они обладают некоторой ударопрочностью при использовании на открытом воздухе, но эффект не так эффективен, как ABS или MBS.
Еще один погодостойкий модификатор, который можно использовать на открытом воздухе, - это ХПЭ (хлорированный полиэтилен). Модифицирующий агент не очень эффективен, и модифицирующий эффект не очень хороший. Прочность матрицы ПВХ повышается за счет механизма, аналогичного пластификации (или сети, проходящей друг через друга).
6 вспомогательных средств обработки
Свойства плавления и плавления могут быть улучшены путем добавления технологических добавок в комплекс ПВХ. Типичными технологическими добавками являются полимеры с очень высокой молекулярной массой, такие как MMA / EA, стирол, MMA / S / an или S / an и т.д. Сухая смесь ПВХ. Функция продукта - способствовать плавлению смеси за счет увеличения трения между ПВХ и внутренней поверхностью металла смесительного оборудования. При вспенивании ПВХ очень эффективно контролировать вязкость плавления ПВХ из-за высокомолекулярного поли (SAN) и поли MMA / S / an. В пластмассовой промышленности эти различные модификаторы отвечают за их соответствующие роли, и требуется ударопрочность каждого конкретного полимера. Правильно подобрать модификатор можно только путем сравнения текучести, стоимости, стабильности и контроля размера частиц.
Свойства и применение модификатора ПВХ
В настоящее время CPE в основном используется в качестве ударопрочного агента для ПВХ в Китае, в то время как MBS и ACR (сополимеры акрилата) в основном используются за рубежом, все еще используются ABS (сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирола) и EVA (сополимер этиленвинилацетата). Смола МБС - это своего рода модификатор ударной вязкости с превосходными комплексными свойствами, особенно прозрачностью и координацией.
Конкретное сравнение выглядит следующим образом:
Прозрачность: MBS> ACR> CPE, EVA
Технологичность: MBS, acr> cpe> eva.
Совместимость: MBS> ACR> CPE> EVA
Смола MBS имеет лучшую ударопрочность, чем EVA, но хуже, чем ACR, CPE и ABS. МБС близок к АБС по атмосферостойкости, но уступает трем другим. МБС по свето- и термической устойчивости также близок к АБС, но ниже акр. и CPE. Следует подчеркнуть, что смола МБС играет важную роль в обработке изделий из прозрачной смолы ПВХ, которую невозможно заменить. Смола МБС может улучшить ударную вязкость ПВХ в 5-6 раз, а влияние прочности на разрыв и удлинения очень мало.
Модификатор ударной вязкости ПВХ также можно рассматривать как пластификатор, а модификатор ударной вязкости, используемый для ПВХ-смолы, выглядит следующим образом:
(1) CPE
CPE является ведущим модификатором удара в Китае, особенно при производстве труб и профилей из ПВХ, большинство заводов используют CPE. Количество добавления обычно 5-15. CPE можно использовать в сочетании с другими добавками, повышающими ударную вязкость, такими как резина, EVA и т. Д., Что дает лучший эффект, но добавки каучука не могут противостоять старению.
Выбор модификатора удара для CPE
1) Модели CPE в Китае обычно обозначаются 135a, 140B, 239c и т. Д., Среди которых первые цифры 1 и 2 представляют размер остаточной кристалличности (значение TAC), 1 представляет значение TAC 0-10%, 2 представляет Значение TAC> 10%, вторая и третья цифры указывают на содержание хлора, например, 35 для содержания хлора, а ABC для последней цифры, которая используется для обозначения молекулярной массы полиэтилена в сырье. A - самый большой, а C - минимальный.
2) Влияние молекулярной массы: CPE имеет наибольшую молекулярную массу и большую вязкость плавления. Его вязкость наиболее соответствует ПВХ, а лучший эффект диспергирования проявляется в ПВХ, который может образовывать идеальную сетку, подобную дисперсной форме. Поэтому в качестве модификатора ПВХ обычно выбирают материал CPE A-типа.
3) Значение TAC: значение TAC указывает на содержание кристаллического и аморфного PE в молекуле CPE, что в определенной степени отражает распределение атомов хлора в молекуле CPE. Более высокое значение TAC означает, что сегмент цепи из полиэтилена кристаллизуется больше, в то время как сегмент цепи из полиэтилена плохо совместим с ПВХ. Если значение TAC невелико, CPE с PVC имеет хорошую совместимость. CPE со значением TAC менее 5 обычно выбирается в качестве модификатора удара.
Оценки CPE неравномерны, и есть два типа плохих CPE. Одна из них связана с отсутствием технических условий на некоторых заводах и обратным процессом хлорирования. Другой прямо смешивается с определенным количеством порошка карбоната кальция или талька в чистом CPE для проведения недобросовестной конкуренции. В процессе производства ПВХ эти плохие CPE используются в качестве модификатора для обработки ПВХ. Чтобы изделия из ПВХ достигли цели защиты от ударов и упрочнения, количество CPE неизбежно увеличится, что приведет к увеличению времени пластификации и уменьшению крутящего момента баланса, таким образом увеличивая время достижения крутящего момента баланса. Все это снизит комплексные характеристики продукта и увеличит процент брака. Следовательно, очевидно, что использование дешевого, но некачественного CPE снижает или увеличивает стоимость производства!
(2) ACR
Псевдоним: вспомогательные средства для обработки ПВХ, твердый полимерный пластификатор ПВХ.
Основные компоненты: метилакрилат, акрилат и др.
Характер: продукт - белый порошок, вязкость 0,2-13,5, пропускная способность сита 40 меш более 99,0, кажущаяся плотность 0,35-0,55, содержание летучих менее 1,5
Функция:
1. Он обладает хорошей совместимостью и хорошей дисперсией с ПВХ, а также обернут молекулярной цепью ПВХ, чтобы способствовать пластификации ПВХ расплавом, эффективно снижать температуру плавления ПВХ и улучшать атмосферостойкость продукции за счет небольшой экономии энергии. ;
2. Он может изменить реологическое поведение расплава ПВХ, улучшить текучесть материала ПВХ, облегчить экструзию и обеспечить стабильность при длительной обработке;
3. Он может улучшить прочность расплава ПВХ-материала, избежать разрушения расплава, решить поверхностные проблемы, такие как кожа акулы, а также улучшить внутреннее качество и блеск поверхности продуктов;
4. Он может эффективно предотвращать колебания давления и образование трещин, вызванных экструзией и литьем под давлением, а также эффективно предотвращать поверхностные проблемы, такие как рябь и пересечение зебры;
5. Он может улучшить блеск поверхности продукта из-за однородной пластификации, а также может помочь улучшить прочность на разрыв, ударную вязкость, удлинение при разрыве и другие механические свойства продуктов;
6. Он может значительно уменьшить осаждение различных добавок, таких как стабилизатор, пигмент, порошок кальция и других продуктов в процессе производства.
7. Регулятор пены может эффективно регулировать плотность и размер пузырькового отверстия и может значительно улучшить прочность расплава ПВХ-материала, таким образом эффективно обволакивая пенный газ, формируя однородную сотовую структуру, предотвращая утечку газа и уменьшая количество продукта. плотность;
8. Хорошая способность отделять металл, поскольку он принадлежит к полимерному материалу, не вызывает проблем с осаждением, таких как смазочные материалы.
Классификация:
По разнице вязкости его можно разделить на: низкую, среднюю и высокую вязкость; Низкая вязкость составляет 0,2-4,0, что обычно используется с прозрачной пленкой, листом и т. Д .; Средняя вязкость от 4,0 до 11,0, обычно используется для профиля, трубы, трубы, трубы и т. Д .; Общая вязкость высокой вязкости составляет 11,0-13,5, что обычно используется для пенопласта, пенопласта и т. Д.
По различным функциям его можно разделить на: обычные вспомогательные средства обработки (например, hf-401, 175, 20, 801 и т. Д.) И регуляторы пенообразования (например, hf-90, 901, 922, 921 и т. Д.) ; В Китае регуляторы пенообразования обычно относятся к добавкам для обработки акрилата с вязкостью выше 10,0 или выше 11,0, а стандартная дозировка составляет 4,0-12,0 частей или более; Обычные технологические добавки включают пенообразующий кондиционер, смазочные технологические добавки и общие технологические добавки с контрольной дозировкой 0,5-2,5 частей.
Продукт можно использовать в сочетании со стабилизатором, внутренними и внешними смазками, наполнителями, пигментами и т. Д., И синергетический эффект лучше без побочных реакций. Очевидно, что свойства продуктов, используемых в соответствии с дозировкой, улучшились, эффект существенно не улучшился, даже из-за слишком большой прочности расплава, ухудшается текучесть обработки, продукты становятся желтыми и т. Д.
(3) МБС
Смола МБС представляет собой тройной сополимер метилметакрилата (m), бутадиена (b), стирола (ов), который в основном используется при переработке и формовании ПВХ. Он может улучшить его ударную вязкость на основе неразрушающих свойств, присущих смоле ПВХ. Коэффициент пропускания продуктов может достигать 90%. Прозрачность и устойчивость к УФ-старению - выдающиеся преимущества.
МБС - это упрочнитель структуры ядро-оболочка. Наружная оболочка из ММА, внутренняя сердцевина из резины, оболочка совместима (ММА: хорошая совместимость с применяемой матрицей), сердцевина: Резина (для поглощения удара используется бутадиеновый каучук), продукт представляет собой белый аморфный порошок, частицы однородны, обладают хорошей химической стабильностью и термопластичностью, нерастворимы в воде и этаноле и могут расширяться в бутаноне и трихлорметане.
МБС, как один из наиболее важных модификаторов ударопрочности ПВХ, имеет параметры растворимости 94-9,5, что близко к параметру растворимости ПВХ, поэтому он хорошо совместим с ПВХ. Самая большая его особенность в том, что прозрачные изделия можно изготавливать после добавления ПВХ. Как правило, 10-17 частей ПВХ могут увеличить ударную вязкость в 6-15 раз, но когда содержание МБС превышает 30 частей, ударная вязкость ПВХ снижается. MBS обладает хорошими ударными свойствами, хорошей прозрачностью и светопропусканием более 90%. В то же время он мало влияет на другие свойства смолы, такие как прочность на разрыв и удлинение при разрыве. MBS - это высокая цена, и его часто используют в сочетании с другими модификаторами удара, такими как EAV, CPE, SBS и т. Д. MBS не обладает хорошей термостойкостью и плохой атмосферостойкостью. Он не подходит для длительного использования на открытом воздухе. Как правило, он не используется в качестве модификатора удара при производстве пластиковых дверных и оконных профилей.
Обычно используемые марки MBS: romenhas 2620, Korea LG EM500, Zhongyuan m521701 и т. Д.
(4) АБС
АБС представляет собой тройной сополимер стирола (40% - 50%), бутадиена (25% - 30%), акрилонитрила (25% - 30%), который в основном используется в качестве конструкционных пластиков и ударной модификации ПВХ. Эффект низкотемпературной ударной модификации также хорош. Когда содержание АБС достигает 50 частей, ударная вязкость ПВХ может быть эквивалентна ударной вязкости чистого АБС. Количество АБС обычно составляет 5-20 частей, а устойчивость АБС к атмосферным воздействиям оставляет желать лучшего, что не подходит для продуктов длительного использования на открытом воздухе. Обычно он не используется в качестве модификатора ударной вязкости при производстве пластиковых дверных и оконных профилей.
(5) EVA
EVA - сополимер этилена и винилацетата. Введение винилацетата изменяет кристалличность полиэтилена. Содержание винилацетата низкое, а показатели преломления EVA и PVC различаются, поэтому получить прозрачные изделия сложно. Поэтому EVA часто используется с другими ударопрочными смолами. Добавленное количество EVA менее 10 частей.
Кроме того, модификатор ударной вязкости резины также является упрочняющим средством с отличными характеристиками. Основные разновидности: EPR, EPDM, NBR и SBR, натуральный каучук, цис-сбр, неопрен, полиизобутилен и бутадиеновый каучук. EPR, EPDM и NBR являются наиболее часто используемыми, которые обладают превосходной ударопрочностью при низких температурах, но не обладают стойкостью к старению. Этот вид модификатора удара не используется в пластиковых дверных и оконных профилях.
