PVC塑料的加工與助劑的研發(fā)

作者:   發(fā)布時間:2016/7/22 9:23:23   瀏覽次數(shù):3312

      1、PVC簡介：
       聚氯乙烯，英文簡稱PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯單體(vinyl chloride monomer, 簡稱VCM)在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑;或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹脂。

       PVC為無定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小，相對密度1.4左右，玻璃化溫度77~90℃，170℃左右開始分解，對光和熱的穩(wěn)定性差，在100℃以上或經(jīng)長時間陽光曝曬，就會分解而產(chǎn)生氯化氫，并進一步自動催化分解，引起變色，物理機械性能也迅速下降，在實際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對熱和光的穩(wěn)定性。

       工業(yè)生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬~11萬范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加;無固定熔點，80~85℃開始軟化，130℃變?yōu)檎硰棏B(tài)，160~180℃開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài);有較好的機械性能，抗張強度60MPa左右，沖擊強度5~10kJ/m2;有優(yōu)異的介電性能。

        PVC曾是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，應(yīng)用非常廣泛。在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。

     

       2、PVC加工技術(shù)

       PVC是一種化工原料，其制品被廣泛的應(yīng)用于我們的日常生活中，如：門窗、上下水管道、片材、薄膜等。PVC的用途雖然廣泛，但是由于在我國的發(fā)展歷史較短，速度非常之快，應(yīng)用技術(shù)和助劑的發(fā)展跟不上形勢需要。

      為了能為PVC行業(yè)的健康發(fā)展保駕護航，今后應(yīng)在PVC加工技術(shù)和助劑方面加大研發(fā)力度。

      PVC加工技術(shù)

　　PVC加工技術(shù)的研究目的就是為了得到一種機械性能、耐候性能和外觀性能都最佳的制品。為此，首先必須知道，PVC制品在什么樣的狀態(tài)下性能最佳。那么，PVC的最佳狀態(tài)是什么？一般認(rèn)為，PVC的力學(xué)性能強的最佳塑化度在65～70%之間。也就是說，只有當(dāng)PVC的30%～35%以顆粒狀態(tài)存在時性能最佳。

　　從理論上說，是由于PVC的特性決定的，氯乙烯聚合后不能溶于氯乙烯溶液中，呈懸浮顆粒狀態(tài)。隨著聚合的進行，顆粒會緩慢長大，直至單體被消耗掉為止。就是說，PVC的大顆粒是由無數(shù)小顆粒組成的。生產(chǎn)中將PVC塑化就是把大顆粒破碎成小顆粒，再熔融為PVC的分子鏈。

　　 可以說，PVC制品的力學(xué)性能一定與PVC的塑化狀態(tài)有關(guān)，PVC顆粒全部熔融塑化為PVC分子鏈時，其制品的力學(xué)性能應(yīng)當(dāng)最好。未被破碎的大顆粒殘留越多，其力學(xué)性能越差。那又為什么一般PVC的塑化度為65～70%時，其力學(xué)性能檢測結(jié)果最好呢？

      這是因為PVC的熱穩(wěn)定性太差。PVC的塑化度達到100%，需要很高的溫度或較長的時間，其間會使PVC大量分解，性能反而會下降。

　　 從以上分析可以看出，只要PVC不分解，可以通過提高PVC的塑化度來保證PVC制品的性能。但PVC的力學(xué)性能與PVC的聚合度成正比，而加工性能則會隨著聚合度的提高不斷下降。因為提高PVC的聚合度，就需提高加工溫度，而加工溫度越高，PVC的分解就越嚴(yán)重，所以用現(xiàn)在的加工技術(shù)加工高聚合度的PVC不能得到高質(zhì)量的PVC制品。

　　因此，加工技術(shù)的研究方向應(yīng)為高分子量PVC的加工應(yīng)用技術(shù)。如高分子量的PVC能加工成制品，PVC制品的性能將會大幅度提高。還可在質(zhì)量不變的情況下大幅度降低制品成本。

     總的來說，加工技術(shù)的研究應(yīng)著力在三個方面：

     —、如何提高型材和管材制品的塑化度，使PVC在高溫、高剪切的條件下加工也不分解；

     二、用高分子量的PVC加工型材、管材，以提高質(zhì)量和降低成本；

     三、探討低溫高剪切的加工應(yīng)用技術(shù)。

 

      3、PVC助劑研發(fā)

　   對硬制品來說，PVC的助劑大體分為：穩(wěn)定劑、抗沖改性劑、潤滑劑、加工助劑。對助劑的要求也可歸納為三方面：
      —、保證PVC在100%的塑化度時也不過量分解，即保證PVC制品在達到力學(xué)性能最佳的塑化度時，不分解或少分解；

      二、保證高聚合度PVC的加工，提高PVC制品質(zhì)量和檔次，PVC聚合度越高，其制品的拉伸強度越高，抗沖擊強度越高，維卡軟化點越高，硬度越高；

      三、應(yīng)保證PVC在很寬的加工工藝范圍內(nèi)都可以得到合格的PVC制品，PVC的制品多種多樣，PVC的加工機械多種多樣，在不同的溫度和剪切下加工，助劑應(yīng)能使PVC在盡可能寬的加工范圍有理想的塑化度，保證產(chǎn)品性能和質(zhì)量。

     

       對于穩(wěn)定劑來說，自然是要保證PVC在高加工溫度下分解不嚴(yán)重，或在通常工藝溫度下，分解程度盡可能低，或在低工藝溫度和高剪切條件下少分解或不分解(雖然看起來不大可能)，對于加工助劑來說，應(yīng)是保證PVC在加工過程中，擠出機具有足夠高的扭矩和電流，以保證PVC承受足夠大的剪切力，進而得到塑化度好的高性能制品；抗沖擊改性劑則須保證PVC充分塑化的工藝條件下，與PVC形成理想的合金狀態(tài)。如“核一殼”結(jié)構(gòu)的抗沖擊改性劑，應(yīng)與PVC形成均勻的“海一島”狀混合物，而CPE、EVA等應(yīng)在PVC中形成細(xì)密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

　 　核殼結(jié)構(gòu)的抗沖擊改性劑之所以性能優(yōu)異，是因為剪切越大，矩扭越高，溫度越高，越有利于均勻的?！獚u結(jié)構(gòu)形成，而這時PVC本身的性能也最佳。因為加工范圍寬，CPE等與PVC形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是一種熱力學(xué)亞穩(wěn)定態(tài)，所以只能在一特定條件下形成。在高剪切、高溫下，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)易被破壞，即便PVC塑化度高，性能好，材料的綜合性能也會降低。

 

       4、PVC用途

       聚氯乙烯異型材、聚氯乙烯管材、聚氯乙烯膜、PVC硬材和板材、PVC一般軟質(zhì)品、聚氯乙烯包裝材料、聚氯乙烯護墻板和地板、聚氯乙烯日用消費品、PVC涂層制品、PVC泡沫制品、PVC透明板材等。

 

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