PVC管變脆、變軟、變色誰(shuí)在作怪

作者:   發(fā)布時(shí)間:2018/4/26 9:39:35   瀏覽次數(shù):4315

PVC管道加工中有很多助劑組成，最關(guān)鍵的是選料錯(cuò)誤，沒(méi)有用對(duì)，要看管材性能用材料，要看材料性能配藥方，否則造成管材性能下降。

PVC改性劑分類(lèi)和選擇

PVC改性劑根據(jù)其功能和改性的特點(diǎn)用于玻璃狀無(wú)定形PVC的改性劑，可分為6組：

①高效抗沖擊改性劑：用于不透明的抗沖擊混合料中。

②透明抗沖擊改性劑：當(dāng)要求光學(xué)性能及抗沖擊性能時(shí)，使用這種改性劑。

③熱變形改性劑：用于提高PVC混合料的加工溫度范圍。

④普通改性劑：用于改進(jìn)抗沖擊性能、高溫強(qiáng)度和低溫?fù)闲浴?/span>

⑤耐候性改性劑：在戶(hù)外應(yīng)用中使用該種改性劑可防止紫外線(xiàn)光降解。

⑥加工助劑：通過(guò)減少熔融時(shí)間改進(jìn)PVC的熔體性能。

1高效抗沖擊改性劑

ABS和MBS一類(lèi)的高效抗沖擊改性劑對(duì)PVC抗沖擊性的改進(jìn)具有協(xié)同效應(yīng)。因此，在PVC中加入少量的改性劑就可得到高的抗沖擊性，并增加 PVC的撓性，而不明顯地改變混合料的機(jī)械性能。PVC的分子量決定抗沖擊改性劑的量。分子量越高，所需要的改性劑的量越少。產(chǎn)品的最終用途決定該P(yáng)VC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則選用管狀擠出加工。高效耐沖擊改性劑的典型應(yīng)用是用于PVC管、注?；旌狭霞皦貉硬煌该鞅∧ず推?。

2透明抗沖擊改性劑

透明抗沖擊改性劑在PVC混合料中如同不透明改性劑一樣可提供一些附加的性能，如光傳播、光霧、黃度指數(shù)。低折白和變色等光學(xué)特性。在制備ABS和MBS改性劑的乳液過(guò)程中，通過(guò)使PVC和改性劑的折光指數(shù)相等的辦法來(lái)獲得保持透明度所需要的光學(xué)性能；通過(guò)將橡膠狀基質(zhì)的粒子大小控制在 1000-3 000A的窄分布范圍內(nèi)獲得抗沖擊效果；通過(guò)接枝的 S／AN或 MMA／S的溶解度參數(shù)獲得相容性／不相容性的平衡（抗沖擊特性）。這類(lèi)改性劑的典型應(yīng)用有透明壓延薄膜、包裝用片材及吹制PVC瓶等。

3熱變形改性劑

熱變形改性劑可提高PVC的有效熱使用溫度。每填加一份改性劑大約可提高IT。向PVC中添加熱變形改性劑也可增加剛度，使對(duì)抗張強(qiáng)度的影響最小，但常常消弱了抗沖擊強(qiáng)度。這類(lèi)改性劑通常由多α-甲基苯乙烯／丙烯睛（AMSAN）或戊二酰亞胺組成。對(duì)于A(yíng)MS聚合物，由于其連到苯乙烯上的甲基基團(tuán)的位阻現(xiàn)象，增加了PVC熱變形性。戊二酰亞胺聚合物因其雜環(huán)結(jié)構(gòu)可增加聚合物鏈剛度，由此而增加PVC母體的熱變形性。熱變形改性劑的應(yīng)用有乙烯基壁板、耐熱型材及需要模壓牢度的汽車(chē)儀表襯墊片材等。

4普通改性劑

普通改性劑是用于半硬質(zhì)PVC混合料的半硬質(zhì)改性劑，是典型的ABS改性劑，含有較少的丁二烯及較多的未接枝全剛性聚 S／AN。這些改性劑具有剛性和橡膠性?xún)上?，可使半硬質(zhì)混合料具有多種性能。丁二烯橡膠相可增加低溫抗龜裂性，高分子量剛性 S／AN具有熱成型性和好的性能保持率等加工性能。普通改性劑的典型用法有汽車(chē)儀表板片材、行李箱ABS蓋板材料及汽車(chē)型材等。

5耐候性改性劑

耐候性抗沖擊改性劑就是防止紫外線(xiàn)光降解。與MBS和ABS一樣，丁二烯改性劑不適用于戶(hù)外使用，除非其外層有一防紫外線(xiàn)層的保護(hù)。在丁二烯的雙鏈部位，紫外線(xiàn)可打破其不飽和的碳鏈骨架，并通過(guò)氧化和其他降解反應(yīng)，使改性性變脆。具有較強(qiáng)防紫外線(xiàn)降解的改性劑的功能與MBS和ABS類(lèi)似，但它們具有丙烯酸了酯或丙烯酸2-乙基-己酯接技相，這些成分的聚合物鏈上不含有雙鏈，不存在發(fā)生降解反應(yīng)起始的部位。通常稱(chēng)這類(lèi)改性劑為丙烯酸系改性劑，并主要用于PVC壁板、窗型材及其他一些需要耐候的應(yīng)用場(chǎng)合。它們?cè)趹?hù)外使用時(shí)，具有一些抗沖擊性，但效果不及ABS或MBS有效。

另外一種可在戶(hù)外使用的耐候性改性劑是CPE（氯化聚乙烯）。該種改性劑不太有效，改性效果不太好。通過(guò)類(lèi)似于增塑作用（或一個(gè)相互貫穿的網(wǎng)絡(luò)）的機(jī)理增加 PVC母體的韌性。

6加工助劑

在PVC復(fù)混物中加入加工助劑，可增加熔融和熔體性能。典型的加工助劑是有極高分子量的聚合物，如MMA/EA、苯乙烯、 MMA／S／AN或 S／AN等。主要用于PVC摻混料中，其用量對(duì)PVC干混料來(lái)說(shuō)，一般為1份或更少。其功能是通過(guò)增加 PVC和混合設(shè)備金屬內(nèi)表面間的摩擦力來(lái)促進(jìn)混合料的熔融。在PVC發(fā)泡中，因高分子量聚SAN和聚MMA／S／AN控制熔融粘度非常有效。在塑料工業(yè)中，這些不同的改性劑各司其職，對(duì)每一種具體聚合物需在抗沖擊性。流動(dòng)性、成本、穩(wěn)定性及粒子大小控制等各方面進(jìn)行比較才能正確地選擇出改性劑。

各PVC改性劑材料性能及用法

目前，在國(guó)內(nèi)CPE主要應(yīng)用作PVC的抗沖擊性劑，而國(guó)外主要應(yīng)用MBS及ACR(丙烯酸酯類(lèi)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)。經(jīng)實(shí)用比較，MBS樹(shù)脂是綜合性能優(yōu)異的抗沖擊改性劑品種，尤以透明性和配位性為佳。

具體比較如下：

透明性：MBS>ACR>CPE、EVA

加工性：MBS、ACR>CPE>EVA

配伍性：MBS>ACR>CPE>EVA

MBS樹(shù)脂的抗沖擊性?xún)?yōu)于EVA，但差于A(yíng)CR、CPE及ABS。耐候性方面MBS與ABS近，卻劣于其他三者。光及熱穩(wěn)定性方面MBS也近于A(yíng)BS，但低于A(yíng)CR．與CPE。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，MBS樹(shù)脂在透明型PVC樹(shù)脂制品加工中的重要作用，尚無(wú)法替代。MBS樹(shù)脂通?？墒筆VC的沖擊強(qiáng)度提高5-6倍，并對(duì)抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率影響很小。

PVC抗沖擊改性劑有時(shí)也會(huì)同時(shí)也起增塑作用，因此也可以看做增塑劑.而用于PVC樹(shù)脂的抗沖擊改性劑有如下幾種：

(1) CPE

目前在我國(guó)CPE是占主導(dǎo)地位的沖擊改性劑，尤其在PVC管材和型材生產(chǎn)中，大多數(shù)工廠(chǎng)使用CPE。加入量一般為5—15份。CPE可以同其它增韌劑協(xié)同使用，如橡膠類(lèi)、EVA等，效果更好，但橡膠類(lèi)的助劑不耐老化。

CPE抗沖改性劑選擇

1）國(guó)內(nèi)CPE型號(hào)一般用如135A、140B、239C等來(lái)標(biāo)識(shí)，其中第一位數(shù)字1和2表示殘余結(jié)晶度（TAC值）的大小，1代表TAC值在0-10%，2表示TAC值>10%，第2、3位數(shù)字表示氯含量，如35表示氯含量為35%，最后一位是字母ABC，用來(lái)表示原料PE分子量的大小，A為最大，C為最小。

2）分子量的影響：CPE的A型料分子量最大，熔融黏度也大，其黏度與PVC最匹配，在PVC中分散效果最好，可以形成理想的網(wǎng)絡(luò)狀的分散形態(tài)，所以一般選CPE的A型料做PVC的改性劑。

3）TAC值：TAC值表示CPE分子中PE結(jié)晶和無(wú)定形態(tài)的含量，從一定程度上反映了CPE分子上氯原子的分布均勻情況，TAC值大，表示PE鏈段結(jié)晶多，而PE鏈段與PVC相容性差，TAC值小則CPE與PVC相容性好，一般選TAC值小于5的CPE作為抗沖改性劑。

CPE的等級(jí)參差不齊，劣質(zhì)CPE有二種，一種是由于一些生產(chǎn)廠(chǎng)不具備技術(shù)條件，氯化工藝落后而造成的。另一種是直接在純料CPE中摻和一定量的碳酸鈣或滑石粉，以進(jìn)行不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)而造成的。在PVC的加工中，使用這些劣質(zhì)CPE作為PVC加工的改性劑，為了能使PVC制品達(dá)到抗沖增韌的目的，CPE的用量必然增加，這勢(shì)必造成塑化時(shí)間的增加，平衡扭矩降低，從而使達(dá)到平衡扭矩的時(shí)間增加。所有這些將使制品的綜合性能下降，廢品率增加。因此，使用廉價(jià)但劣質(zhì)的CPE是降低還是增加了生產(chǎn)成本，其結(jié)果是不言而喻的！

(2) ACR

別名：PVC加工助劑，PVC固體高分子增塑劑

主要成分：甲基丙烯酸酯類(lèi)、丙烯酸酯類(lèi)等

性狀：本品為白色粉末，粘度0.2-13.5 ,40目過(guò)篩率>99.0，表觀(guān)密度0.35-0.55，揮發(fā)分<1.5

功能：

1、與PVC有良好的相容性，分散性好，與PVC分子鏈纏繞在一起，促進(jìn)PVC熔融塑化，有效地降低PVC熔融加工溫度，在小幅節(jié)能的基礎(chǔ)上同時(shí)提高了制品的耐候性能；

2、能改變PVC材料的熔體流變行為，提高PVC材料的流動(dòng)性，從而更加容易成型擠出，保證了長(zhǎng)時(shí)間加工成型的穩(wěn)定性；

3、能夠提高PVC材料的熔體強(qiáng)度，避免熔體破裂，能夠解決如鯊魚(yú)皮等表面問(wèn)題，提高了制品的內(nèi)在質(zhì)量和表面光澤度；

4、能夠有效地防止擠出和注塑時(shí)由于擠壓成型所產(chǎn)生的壓力波動(dòng)和流動(dòng)傷痕，有效避免產(chǎn)生波紋、斑馬線(xiàn)等表面問(wèn)題；

5、能夠提高制品的表面光澤度，由于塑化均勻，同時(shí)能夠輔助提高制品的抗張強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能；

6、能夠顯著減少PVC制品各種添加劑如穩(wěn)定劑、顏料、鈣粉等在制品表面的沉積。

7、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑能有效調(diào)節(jié)泡孔密度和大小，可以大幅提高PVC材料的熔體強(qiáng)度，從而有效包裹發(fā)泡氣體，形成均勻的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，阻止氣體逸出，使制品密度下降；

8、良好的金屬剝離性，因?yàn)閷儆诟叻肿硬牧?，不?huì)像潤(rùn)滑劑一樣造成析出等問(wèn)題。

分類(lèi)：

按照粘度不同也可分為：低粘度、中粘度、高粘度；低粘度的為0.2-4.0一般用與透明薄膜、片材等；中粘度從4.0以上到11.0，一般用于型材、管材、管件等；高粘度的一般粘度在11.0-13.5，一般用于發(fā)泡板、發(fā)泡木塑等。

按照作用不同可以分為：普通加工助劑（如HF-401、175、20、801等）和發(fā)泡調(diào)節(jié)劑（如HF-90、901、922、921等）；在國(guó)內(nèi)發(fā)泡調(diào)節(jié)劑一般是指粘度高于10.0甚至高于11.0的丙烯酸酯類(lèi)加工助劑，參考用量4.0-12.0份或更多；普通加工助劑包括發(fā)泡調(diào)節(jié)劑，潤(rùn)滑型加工助劑、通用加工助劑，參考用量0.5-2.5份。

產(chǎn)品可以與穩(wěn)定劑，內(nèi)、外潤(rùn)滑劑，填料，顏料等并用，協(xié)同效果更好，且無(wú)不良反應(yīng)。按劑量使用制品各項(xiàng)性能有明顯提高超量使用，效果無(wú)明顯提高，甚至引起熔體強(qiáng)度過(guò)大，加工流動(dòng)性變差，制品發(fā)黃等。

(3) MBS

MBS樹(shù)脂系甲基丙烯酸甲酯（M）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三元共聚物，主要用于聚氯乙烯加工成形中，在無(wú)損聚氯乙烯樹(shù)脂固有特性的前提下，改善其沖擊強(qiáng)度。制品透光率可達(dá)90%。透明和耐紫外光老化是其突出的優(yōu)點(diǎn)。

MBS是核-殼結(jié)構(gòu)的增韌劑。外層殼是MMA,內(nèi)層核是橡膠，殼：具相容性 (MMA : 與應(yīng)用基體的相容效果好)，核: 橡膠 (丁二烯類(lèi)橡膠用于吸收沖擊)，產(chǎn)品為白色無(wú)定型粉末，顆粒均勻，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱塑性，不溶于水、乙醇，可在丁酮、三氯甲烷中溶脹。

MBS作為PVC最主要的抗沖改性劑之一MBS的溶度參數(shù)為94-9．5之間，與PVC的溶度參數(shù)接近，因此同PVC時(shí)相容性較好，它的最大特點(diǎn)是：加入PVC后可以制成透明的產(chǎn)品。一般在PVC中加人10-17份，可將PVC的沖擊強(qiáng)度提高6—15倍，但MBS的加入量大于30份時(shí)，PVC沖擊強(qiáng)度反而下降。MBS本身具有良好的沖擊性能，透明性好，透光率可達(dá)90％以上，且在改善沖擊性同時(shí)，對(duì)樹(shù)脂的其他性能，如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等影響很小。MBS價(jià)格較高，常同其他沖擊改性劑，如EAV、CPE、SBS等并用。MBS耐熱性不好，耐候性差，不適于做戶(hù)外長(zhǎng)期使用制品，一般不用做塑料門(mén)窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。

mbs常用牌號(hào)：羅門(mén)哈斯2620 、韓國(guó)LG EM500 、日本鐘淵 M521 701等。

(4) ABS

ABS為苯乙烯(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沖擊改性，對(duì)低溫沖擊改性效果也很好。ABS加入量達(dá)到50份時(shí)，PVC的沖擊強(qiáng)度可與純ABS相當(dāng)。ABS的加入量一般為5—20份，ABS的耐候性差，不適于長(zhǎng)期戶(hù)外使用制品，一般不用做塑料門(mén)窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。

(5) EVA

EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物，醋酸乙烯酯的引入改變了聚乙烯的結(jié)晶性，醋酸乙烯酯含量大量差，而且EVA與PVC折光率不同，難以得到透明制品，因此，常將EVA與其它抗沖擊樹(shù)脂并用。EVA添加量為10份以下。

另外橡膠類(lèi)抗沖擊改性劑也是性能優(yōu)良的增韌劑，主要品種有：乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)及丁苯橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、聚異丁烯、丁二烯橡膠等，其中EPR、EPDM、NBR三種最常用，其是改善低溫耐沖擊性?xún)?yōu)越，但都不耐老化，塑料門(mén)窗型材一般不使用這類(lèi)沖擊改性劑。