PVC糊树脂颗粒形态对糊粘度的影响
PVC糊树脂的颗粒形态
PVC 糊树脂的颗粒形态及粒径分布 聚氯乙烯糊树脂的性质和性能,不仅受分子特征(分子量及其分布、链结构)的影响,而且还与颗粒表面形貌、平均粒径和粒度分布等分子形态学特征有密切的关系。
糊树脂的颗粒形态好,平均粒径适中,粒度分布均匀,有利于聚合物的成型加工。
1 颗粒形态PVC 糊树脂的颗粒形态是影响PVC 增塑糊粘度和流变性能的主要因素。
树脂的颗粒形态主要有两种类型:初级粒子型,次级粒子型。
颗粒形态分类初级粒子次级粒子单峰分布型双峰分布型松散性紧密型图1 颗粒形态的分类1.1 初级粒子初级粒子,是在聚合过程中形成的,可分为单峰分布型和双峰分布型。
初级粒子呈连续的、单峰的颗粒窄分布时,增塑糊具有较大的粘度,不利于加工;当初级粒子呈连续的、单峰的颗粒宽分布或双峰颗粒分布时,由于树脂大小颗粒之间的相互填充作用,使树脂颗粒之间的填充增塑剂的量减少,而能自由流动的增塑剂量就会增多,因此增塑糊就具有较小的粘度,比较有利于糊树脂的高质量制品加工。
因此,在工业PVC 糊树脂的生产中,产品的粒子分布一般均为单峰的颗粒宽分布或双峰颗粒分布,以使增塑糊具有较低且很稳定的B 氏粘度。
1.2 次级粒子次级粒子,是指在喷雾干燥过程中,由次级粒子形成的团聚体,可分为紧密型和松散型。
因此,干燥工艺不同,可使树脂的次级粒子颗粒形态发生变化,影响树脂在增塑剂中的崩解程度,从而导致增塑糊流变行为发生明显变化。
糊树脂的最大特点是二次粒子在增塑剂中能“崩解”还原成初级粒子,制成稳定的糊料。
而普通PVC树脂在增塑剂中只能溶胀,不能崩解成初级粒子,也不能成糊,这是两种树脂最本质的区别。
疏松型的次级粒子,在分散过程中,易崩解成次级粒子,其性能主要由初级粒子的形态决定。
紧密型的糊树脂不易崩解,且在增塑糊中容易沉降,次级粒子的形态对增塑糊性能产生重要影响。
为了得到较好的糊流动性和避免沉降,紧密型糊树脂通常在80~100份增塑剂范围内使用,而且在分散过程中需要的剪切力更大,或者需要较大的搅拌速度,较长的搅拌时间,才能将PVC糊树脂更好的分散到增塑剂中。
PVC增塑糊黏度及其经时变化的影响因素
21 0 0v ny y i lChl rd o ie
Vo. 8,No 4 13 .
Ap .,2 0 r 01
P C 增 塑 糊 黏 度 及 其 经 时 变 化 的 影 响 因素 V
杨 睿 , 高素 英 , 夏 鑫 , 徐 浩 , 禺 曹
YA NG Rui,GA O yi g ,XI X i Su n A n,X U ao,CAO H Yu
( h n a g Ch mi a I d s r . t ,S e y n 1 0 6 S e y n e c l n u t y Co ,L d. h n a g 1 0 2 ,Ch n ) ia
界第 5位 。P VC糊 树 脂 产 品糊 黏 度 是 其 最 重 要 的
ND 一1型 旋 转 黏 度计 , 海 精 密科 学 仪 器有 J 上
技术 指标 , 决 定 产 品应 用 性 能 的重 要 因素 。沈 阳 是
化工 股份 有 限 公 司 在 与 用 户 对 比糊 黏 度 检 测 数 据 时 , 现采 用相 同 的标 准 进 行测 试 也 经 常 出现 糊 黏 发
度测试 结 果差 异 较 大 的 问题 。因 而研 究 影 响 P VC 糊树 脂产 品糊 黏度 及 其 经 时变 化 的因 素对 P C 糊 V
Ke r s:PVC ;plsi a t y wo d a tp se;v sost ic iy
A b ta t nfu n e a t s s h a he a di a n osg s of DO P , sirng tm e sr c :I l e c sof f cor , uc s t d ng w y a d d a e tr i i , sirng s e d,s irn yp tr i p e tr i g t e, i r dintt m p r t r , i g e i n o a e, so a e t m p r t r ng e e e eau e n r de td sg tr g e e a u e, t s et
影响PVC糊树脂黏度的因素
1影响PVC糊树脂黏度的因素1.1初级粒子的粒径及其分布(即浆料的粒径及其分布)对糊树脂黏度的影响初级粒子的粒径及其分布是在聚合结束时形成的。
采用种子和引发剂引发聚合的糊树脂颗粒呈双峰分布。
粒径对糊黏度的影响很重要,粒径较大的糊树脂比表面积小,表面黏附的增塑剂量少,自由增塑剂多,有利于糊黏度降低。
粒度分布较宽的树脂的黏度相应稍低,因粒径较小的粒子挤在粒径较大的粒子堆砌的孔隙中,孔隙中的增塑剂被小粒子取代,这部分剩余的增塑剂成为自由增塑剂,起稀释糊的作用,使黏度降低。
初级粒子的粒径及其分布导致不同糊树脂的糊性能不同。
而采用种子乳液法聚合技术生产的树脂的颗粒呈双峰分布,较适合加工高速涂刮等制品。
大多数企业可通过把不同粒度的树脂进行混合,得到数企业可通过把不同粒度的树脂进行混合,得到适宜自身加工的糊黏度。
1.2二次粒子表面结构对糊树脂黏度的影响二次粒子是胶乳在喷雾干燥过程中粒子黏结形成的。
在适宜的干燥条件下,形成的二次粒子经过粉碎机被分解变得松散,调糊时会在增塑剂中迅速崩解成初级粒子,此时对加工的影响等同于初级粒子。
如干燥温度控制不当,局部温度过高会造成PVC颗粒表面烧结(融结),影响加工。
表面烧结的PVC颗粒不容易崩解和吸收增塑剂,加工时不宜塑化,容易变色,而且调糊后糊的经时变化率比较大2.不同条件对糊树脂的影响(1)初级粒子(即浆料)对糊树脂黏度的影响微悬浮法聚合影响初级粒子粒度的主要因素是:①聚合配方,如水油比和乳化剂添加量;②分散时间的改变;③聚合过程控制,要保证生产平稳进行,不能出现“爆聚”、“雪花膏料”等(2)干燥器入口温度对糊树脂黏度的影响沈化公司改变干燥器热风入口温度后,检测成品B型黏度进口温度控制140~150℃时,可以得到较低的糊黏度。
(3)干燥器出口温度对糊树脂黏度的影响。
PVC糊粘度影响因素的讨论
生产方法 型号 聚合度或K值 B氏粘度mpa.s 增塑糊
微悬浮法
PSHl0
WP62GP
62±2 ≤60()o
1500—1780
lOoo一2500
1450±200
1000±200 ≤7000
≤5000
3000—7000
DOPபைடு நூலகம்树脂65:100
DOP:树脂60:100
DOP:树脂60:100
DOP:树脂50:100
2结果讨论
收稿日期:2006—08—24 作者简介:崔鹏(1979.),女,吉林长春人,上海申达科宝新材料有 限公司工程师。
2.1
2.1.1
PVC糊树脂对粘度的影响 不同种类PVC糊树脂技术指标
一26—
万 方数据
PVC糊粘度影响因素的讨论
《上海塑料》2006.12 No.4(总136期)
表1
TabJe 1
不同种类PVC糊树脂的技术指标 typ豁of PVC paste resins 上海氯碱化工 股份有限公司 混合法
P450
Technjcal indicators of dj仟e治m
生产厂家
沈阳化工有限公司
上海天原集团 天原化工有限公司 乳液法
p440
合肥天辰塑 料有限公司 种子微悬浮法
PBl302
paste
从图中可以看出,增塑剂加人量在初始时粘度 变化最大,而达到65份以上变化趋小。但是不同 种类的增塑剂对粘度的影响也是不同的。
圈1 不同种类朔状PVC树脂对粘度的影响
2.2.2增塑剂的类型对PVC糊粘度的影响 图3中可以看出不同种类的增塑剂对PVC糊 粘度影响不同,DBP生成糊的初始粘度最低,但由 于其具有较大的挥发性,所以对糊的粘度影响较 大;BBP有很强的快速溶剂化能力,但成糊稳定性 较差;DOP的溶剂化能力低于BBP和DBP,虽然生 成糊的粘度比DBP、BBP略高,但是糊的存放稳定 性较好,有利于糊粘度的控制。从图3中看出DOP 比DBP、BBP的成糊稳定性好,粘度变化小。
PVC糊树脂对交联PVC泡沫塑料的影响
收稿日期:2011-03-29;修回日期:2011-06-02作者简介:史爱华,1983年出生,博士研究生,主要从事高性能聚合物泡沫塑料的研究。
E-mail:shiaihua2000@126.comPVC糊树脂对交联PVC泡沫塑料的影响史爱华 张广成 潘恒太 马忠雷(西北工业大学理学院,西安 710129)文 摘 通过水煮发泡制备交联聚氯乙烯泡沫塑料,讨论了聚氯乙烯(PVC)糊树脂对泡沫制备过程中经制糊、模压和发泡工艺得到的产物的影响,研究了PVC糊树脂对制备的交联PVC泡沫压缩性能的影响。
结果表明:制备交联聚氯乙烯泡沫塑料适宜的糊黏度是4~9Pa·s;PVC糊树脂的K值较大或水萃取液pH值呈碱性可有效防止模压过程中PVC的降解;PVC糊树脂的水萃取液pH值呈碱性可催化发泡反应,有利于得到低密度泡沫且缩短发泡时间;随着其K值增加,制备的泡沫压缩强度增大,但是K值过大时,制备的泡沫泡孔较大,压缩强度反而降低,适宜的K值为70~80。
关键词 PVC糊树脂,K值,水萃取液pH值,粒度分布Influence of PVC Paste Resin on Cross-Linked PVC Foam PlasticShi Aihua Zhang Guangcheng Pan Hengtai Ma Zhonglei(School of Natural and Applied Science,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710129)Abstract Cross-linked PVC foam plastic was prepared by boiling foaming method.Influence of PVCpaste resin on products obtained from pasting process,molding process,foaming process and compressionproperty of foam was studied.The results show that appropriate paste viscosity is 4to 9Pa·s.K-value ofPVC paste resin is larger or being alkaline of PVC paste resin can prevent PVC degradation in moldingprocess.Being alkaline of PVC paste resin can accelerate foaming reaction,will benefit to obtain low densityfoam and reduce foaming time.With K-value of PVC paste resin increasing,compression property of foam in-creased.When K-value is extremely big,cellular size of foam become bigger and compression strength reduce,appropriate K-value is 70to 80.Key words PVC paste resin,K-value,pH-value of the aqueous extract,Particle size distribution0 引言硬质交联聚氯乙烯(交联PVC)泡沫塑料除了具有轻质、高强度、高模量等特点外,还具有成本低廉、阻燃性好、耐溶剂性好、不吸水等优点,广泛应用在船舶、风能、交通运输、运动器材、航空等各个领域[1-2]。
PVC增塑糊黏度及其稳定性正交实验研揪
关键词:PVC增塑糊;糊黏度:稳定性;影响因素
中图分类号:TQ325.3文献标识码:A文章编号:1005—5770(2009)01—0045—04
Study of Viscosity and Stability of PVC PIastisoi by
Orthogonal Experimental Design JI Yu。bi,XU Guo。min,ZHANG Min‘min,HU Zhi,YANG Er。xing,TAN Hong (National Eng.Research Center for Compounding Modified Polymer Materials,Guiyang 550014,China) Abstract:The effects of the variety of polyvinyl chloride(PVC),the particle diameter of filler,and the
限公司;SV‘10正弦波振动式黏度计:日本A&D公 司;电热恒温水浴锅:辽阳市恒温仪器厂;KYKY一 2800B:北京中科仪器有限公司。 1.3实验方法 1.3.1实验条件设计
考虑影响PVC增塑糊的4个因素,各因素3个实验 水平,分别为:①PVC糊树脂种类:CPM-3I、P450、 WP62GP;②填充剂粒径:400目、1 250目、3 000目; ③硅油种类:50、100、350 mPa·s;④硅油用量:0,6 份、0.4份、13.2份。具体实验条件如表1示。
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时间/d 图3 PVC糊树脂相对分子量对糊黏度的影响 Fig 3 Effect of PVC paste molecular weight on
viscosity of PVC plastisol
PVC颗粒形态及其对制品力学性能的影响
PVC颗粒形态及其对制品力学性能的影响陈志俭,刘廷华*(四川大学高分子材料科学与工程学院,成都,610065)摘要:本文从PVC的微观结构出发,对PVC的颗粒形态在加工过程中的变化以及由此造成的对制品力学性能的影响进行了探讨。
关键词:PVC 形态初级粒子力学性能PVC树脂在加工过程中,在热和剪切作用下转变成熔融状态。
这种熔体流动行为,通常可根据分子结构参数如分子质量、分子质量分布和支链结构等来进行解释。
随着研究的深入,实践认识积累的增多,人们发现了一些用分子结构参数无法解释的现象。
例如,在较低温度下,熔体的粘度不但不升高,反而会降低。
此类的现象激发了人们对PVC颗粒形态的更进一步探索[1-2]。
1.PVC颗粒形态所有商品化PVC都是由加成反应合成的,聚合过程中引发剂分子分解生成自由基,并与周围的氯乙烯单体一起形成一个活性中心,反应继续下去,直到链终止。
通常,商品聚氯乙烯树脂分为悬浮聚氯乙烯(S-PVC)、本体聚氯乙烯(M-PVC)和乳液聚氯乙烯(E-PVC)三大类。
它们的颗粒形态表现如下:1.1悬浮聚氯乙烯(S-PVC)S-PVC树脂是粒径为75~250µm的白色粉末,颗粒外边的皮与颗粒内部的初级粒子或附聚体连在一起,几乎成一体。
初级粒子或附聚体之间的距离极小,附聚体的大小在1.5~3µm,它是由十多个圆形的初级粒子凝聚而成,初级粒子的粒径为0.7µm。
组成初级粒子的更微细的粒子是区域结构(domain),粒径约为230nm,它是由5nm的大分子凝聚体组成的。
树脂颗粒均由亚颗粒、聚结体、初级粒子堆积而成,但不同试样颗粒的粒径大小、颗粒内部的疏松程度又有所差异[3],可分为紧密型和疏松型。
其树脂颗粒微观结构示意图如图1。
图2所示S-PVC树脂颗粒断裂面扫描电镜照片,其更加清晰的展现了S-PVC的颗粒结构状态。
*通讯联络人1.2本体聚氯乙烯(M-PVC)M-PVC树脂为粒径50~100µm的白色粉末,树脂颗粒外没有皮膜覆盖,从外表就可以清楚地看到内部结构,它的内部是由0.5~0.7µm直径的圆球状初级粒子或初级粒子凝聚而成的附聚体(粒径1.5~3.0µm)组成。
PVC糊树脂
900~1150
1100~1350
1700~1950
1100~1350
表面密度,g/cm³
0.30~0.45
0.30~0.45
0.30~0.45
0.30~0.45
0.30~0.45
热损失,%<
0.40
0.40
0.40
0.40
0.40
平均粒径,um
15±5
15±5
15±5
15±5
15±5
>90um
0
0Hale Waihona Puke 000>50um,%<
1
1
1
1
1
VCM残留,mg/kg<
5
5
5
5
5
增塑糊,PVC:DOP
100:100
100:60
100:60
100:60
100:100
布氏粘度,Pa.s
2hrs
6.0
3.0~7.0
3.0~7.0
3.0~7.0
20~50
24hrs
10.0
3.0~10.0
3.0~10.0
3.0~10.0
60~100
西氏速,g/s
Φ3.8mm,L=50mm,2hrs
PVC:DOP
100:50
100:50
100:50
100:50
100:100
0.4Mpa
>2.4
>3.2
>3.2
>3.2
>2
0.8Mpa
>5
>8
>8
>8
>4
PVC糊树脂的颗粒形态
PVC 糊树脂的颗粒形态及粒径分布 聚氯乙烯糊树脂的性质和性能,不仅受分子特征(分子量及其分布、链结构)的影响,而且还与颗粒表面形貌、平均粒径和粒度分布等分子形态学特征有密切的关系。
糊树脂的颗粒形态好,平均粒径适中,粒度分布均匀,有利于聚合物的成型加工。
1 颗粒形态PVC 糊树脂的颗粒形态是影响PVC 增塑糊粘度和流变性能的主要因素。
树脂的颗粒形态主要有两种类型:初级粒子型,次级粒子型。
颗粒形态分类初级粒子次级粒子单峰分布型双峰分布型松散性紧密型图1 颗粒形态的分类1.1 初级粒子初级粒子,是在聚合过程中形成的,可分为单峰分布型和双峰分布型。
初级粒子呈连续的、单峰的颗粒窄分布时,增塑糊具有较大的粘度,不利于加工;当初级粒子呈连续的、单峰的颗粒宽分布或双峰颗粒分布时,由于树脂大小颗粒之间的相互填充作用,使树脂颗粒之间的填充增塑剂的量减少,而能自由流动的增塑剂量就会增多,因此增塑糊就具有较小的粘度,比较有利于糊树脂的高质量制品加工。
因此,在工业PVC 糊树脂的生产中,产品的粒子分布一般均为单峰的颗粒宽分布或双峰颗粒分布,以使增塑糊具有较低且很稳定的B 氏粘度。
1.2 次级粒子次级粒子,是指在喷雾干燥过程中,由次级粒子形成的团聚体,可分为紧密型和松散型。
因此,干燥工艺不同,可使树脂的次级粒子颗粒形态发生变化,影响树脂在增塑剂中的崩解程度,从而导致增塑糊流变行为发生明显变化。
糊树脂的最大特点是二次粒子在增塑剂中能“崩解”还原成初级粒子,制成稳定的糊料。
而普通PVC树脂在增塑剂中只能溶胀,不能崩解成初级粒子,也不能成糊,这是两种树脂最本质的区别。
疏松型的次级粒子,在分散过程中,易崩解成次级粒子,其性能主要由初级粒子的形态决定。
紧密型的糊树脂不易崩解,且在增塑糊中容易沉降,次级粒子的形态对增塑糊性能产生重要影响。
为了得到较好的糊流动性和避免沉降,紧密型糊树脂通常在80~100份增塑剂范围内使用,而且在分散过程中需要的剪切力更大,或者需要较大的搅拌速度,较长的搅拌时间,才能将PVC糊树脂更好的分散到增塑剂中。
PVC糊树脂颗粒形态对糊粘度的影响
理论E讲,PVC糊树脂在增塑剂中应以完全崩 解的单独粒子状态存在,糊料性能的好坏基本受初 级粒子特性决定。许多研究也表明以离散的初级粒 子状态存在的初级粒子型和松散的次级粒子型颗粒 形态存在的糊树脂性能主要由初级粒子决定。有关 文献对初级粒子粒度大小分布对糊粘度影响的介绍 已经很多,一般认为,对于双峰分布的糊树脂,只有 粒度大小分布适宜(平均粒径为1“m左右,粒径分 布在0.1~2/xm范围)的树脂具有良好的成糊特 性。而就初级粒子表面乳化剂层对增塑糊粘度影响 的介绍不多,这可能是因为乳液聚合的糊树脂颗粒 太细,初级粒子粒径只有0.1—2斗m,只能在分辩率 较高的扫描电镜中,且高放大倍数下才能观察的缘 故。下面借助扫描电镜对不同批次的1>450糊树脂 样品进行微观分析,研究初级粒子颗粒形态对糊粘 度的影响。 2.1.1 初级粒子的表面乳化剂层对增塑糊粘度的
糊树脂聚合度为1 000±150 mPa.S的P450糊
树脂,市售;
增塑剂DOP,天津溶剂厂;
稳定剂Ca/Zn,天津红星化工厂。
1.1.2实验设备
霍巴特混合器N一50
(美)Hobart.mfgeo;
电子天平DT2000A 常熟衡器厂;
旋转粘度计
NSJ一5S 上海天平仪器厂;
粒度仪
SA—CP2 13本岛津;
关键词:PVC糊树脂;糊粘度;初级粒子;次级粒子
Influence of particle form of paste PVC resin on
降低聚氯乙烯糊树脂黏度的措施
降低聚氯乙烯糊树脂黏度的措施黄海涛,邱 颖,孙亚君(沈阳化工股份有限公司,辽宁沈阳110026) [关键词]聚氯乙烯糊树脂;黏度;措施[摘 要]对聚氯乙烯糊树脂黏度影响因素进行了分析,通过一系列生产试验,探讨了降低糊黏度的有效方法。
[中图分类号]TQ325.3 [文献标志码]B [文章编号]1009-7937(2007)12-0012-03Measures to reduce the viscosity of PVC paste resinsH UA N G H ai -t ao,Q I U Yi ng ,S U N Ya -j un (S henyan Chemical Co.,Lt d.,S henyang 110026,Chi na )K ey w ords :PV C paste resi n ;viscosit y ;measureAbstract :Factors influencing the viscosity of PVC paste resins were analyzed.Based on a series of pro 2duction experiments ,effective measures to reduce the viscosity of PVC paste resins were discussed. 沈阳化工股份有限公司(简称沈化公司)采用微悬浮聚合工艺生产PVC 糊树脂,生产能力达13万t/a ,是目前亚洲最大的糊树脂生产企业。
随着生产规模的扩大,需要不断地拓展产品的应用领域,如何更好地满足用户的需求显得尤为重要。
沈化公司通过走访、收集后加工信息发现,很多用户很注重PVC 树脂增塑糊黏度,希望使用黏度、经时变化率较低的树脂,以便于在加工时能提高加工速度,且制品质量稳定、外观美观。
为了满足用户需求,降低PVC 糊树脂黏度和经时变化率,近年来沈化公司进行了一系列探索与实验,提出了降低糊黏度的有效措施。
糊树脂选微悬浮聚合法PVC糊树脂糊粘度的影响因素
糊树脂选微悬浮聚合法PVC糊树脂糊粘度的影响因素摘要:PVC糊树脂广泛应用于人造革、壁纸、地板革、帆布涂层、蓄电池隔板、工业输送带、靴鞋、手套、玩具等领域。
PVC糊树脂一般以增塑糊的形式进行加工,成型方式有浸渍模塑、涂覆、搪塑和喷涂等,通常以增塑糊在特定条件下的黏度来评价糊的加工性能。
关键词:糊树脂选微悬浮聚合法;PVC;糊树脂;糊粘度引言聚氯乙烯糊树脂的加工需同增塑剂等其它助剂混合后经充分搅拌,形成稳定的PVC增塑糊(该增塑糊为液体),而后经过高温加热固化后才能加工成制品。
因此,研究PVC增塑糊的流变特性,有助于了解糊树脂流动特性,从而确定合适的加工生产工艺条件。
大部分的PVC增塑糊为“胀流性”液体,这种液体在一定的剪切应力和剪切速率条件下表现出涨流流动特性,即只要剪切速率增大,黏度就增大。
1小试与工业化应用小试研究及后加工性能方面测试在天业(集团)有限公司技术中心进行,试验聚合釜、光度计、雾度计等设备由天业(集团)有限公司技术中心提供,过氧化新庚酸叔丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯由淄博正华助剂股份有限公司、临淄红泰化工有限公司提供,氯乙烯单体及其他助剂由天伟化工有限公司提供。
1.1引发剂的选择ABVN因其分子结构中含有氰基,聚合结束后仍含有大量氰基残留在聚合物中。
另外,由于使用甲苯溶剂溶解固体ABVN,所以树脂中残留多环芳香烃等有害物质。
因此,要制得符合卫生标准的糊树脂,必须选择不含及不产生多环芳香烃、邻苯二甲酸盐类的引发剂;其次,还要考虑其半衰期与ABVN相当。
目前,国内已商业化的有机过氧化物引发剂当中,没有半衰期与ABVN相同的引发剂。
天伟化工有限公司选用2种过氧化物引发剂复合使用,以达到与ABVN相近的使用效果。
过氧化新庚酸叔丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯使用异十二烷作为溶剂,分解产物主要为叔丁醇、新癸酸、甲烷、丙酮等无毒有机化合物。
1.2引发剂的替代及工业化应用结果聚合釜中以原生产配方为基础,通过计算理论用量,采用逐步替换的方法进行替代工业试验研究。
聚氯乙烯糊树脂颗粒形态与增塑糊性能关系的研究
聚氯乙烯糊树脂颗粒形态与增塑糊性能关系的研究蒋宜捷,施立群Ξ(上海氯碱化工股份有限公司技术中心,上海200241) [关键词]激光衍射光散射法;聚氯乙烯糊树脂;粒径分布;性能 [摘 要]用激光散射法对聚氯乙烯糊树脂(PPV C )浆料粒径及其分布和粉料颗粒粒径及其强度进行了测定和研究。
结果表明:初级粒子的粒径大小和分布是决定PPV C 树脂糊性能的关键因素;在一定范围内(30~60Λm ),二次粒子颗粒强度即二次粒子的解碎程度是影响PPV C 树脂成糊性能的重要因素之一。
[中图分类号]TQ 325.3 [文献标识码]A [文章编号]1009-7937(2001)02-0014-03Study on the rela tion sh ip of particle shape of pa ste PVC resi n w ith pla stipa ste propertiesJ IA N G Y i -j ie ,S H I L i -qun(T echn ical Cen ter of Shanghai Ch lo r -A lkali Chem ical Inc .,Shanghai 200241,Ch ina ) Key words :laser diffractom etry ;p aste PV C resin ;distribu ti on of p article size ;p rop erty Abstract :T he p article size and its distribu ti on of p aste PV C as w ell as the size and strength of p aste PV C pow der are determ ined and studied by laser diffractom etry .It is show n that the size and its distribu ti on of p ri m ary p article are key facto rs influencing the p rop erty of p aste PV C ,and w hen the range of secondary p article size is from 30Λm to 60Λm ,itsstrength (i .e .the cru sh ing degree )is one of the key facto rs influencing the p rop erty of p aste PV C .前言聚氯乙烯增塑糊是聚氯乙烯糊树脂同增塑剂混合后经搅拌形成的稳定的悬浮液,是未加工状态下聚氯乙烯树脂的一种独特液体形式。
影响PVC糊树脂黏度的因素
1影响PVC糊树脂黏度的因素1.1初级粒子的粒径及其分布(即浆料的粒径及其分布)对糊树脂黏度的影响初级粒子的粒径及其分布是在聚合结束时形成的。
采用种子和引发剂引发聚合的糊树脂颗粒呈双峰分布。
粒径对糊黏度的影响很重要,粒径较大的糊树脂比表面积小,表面黏附的增塑剂量少,自由增塑剂多,有利于糊黏度降低。
粒度分布较宽的树脂的黏度相应稍低,因粒径较小的粒子挤在粒径较大的粒子堆砌的孔隙中,孔隙中的增塑剂被小粒子取代,这部分剩余的增塑剂成为自由增塑剂,起稀释糊的作用,使黏度降低。
初级粒子的粒径及其分布导致不同糊树脂的糊性能不同。
而采用种子乳液法聚合技术生产的树脂的颗粒呈双峰分布,较适合加工高速涂刮等制品。
大多数企业可通过把不同粒度的树脂进行混合,得到数企业可通过把不同粒度的树脂进行混合,得到适宜自身加工的糊黏度。
1.2二次粒子表面结构对糊树脂黏度的影响二次粒子是胶乳在喷雾干燥过程中粒子黏结形成的。
在适宜的干燥条件下,形成的二次粒子经过粉碎机被分解变得松散,调糊时会在增塑剂中迅速崩解成初级粒子,此时对加工的影响等同于初级粒子。
如干燥温度控制不当,局部温度过高会造成PVC颗粒表面烧结(融结),影响加工。
表面烧结的PVC颗粒不容易崩解和吸收增塑剂,加工时不宜塑化,容易变色,而且调糊后糊的经时变化率比较大2.不同条件对糊树脂的影响(1)初级粒子(即浆料)对糊树脂黏度的影响微悬浮法聚合影响初级粒子粒度的主要因素是:①聚合配方,如水油比和乳化剂添加量;②分散时间的改变;③聚合过程控制,要保证生产平稳进行,不能出现“爆聚”、“雪花膏料”等(2)干燥器入口温度对糊树脂黏度的影响沈化公司改变干燥器热风入口温度后,检测成品B型黏度进口温度控制140~150℃时,可以得到较低的糊黏度。
(3)干燥器出口温度对糊树脂黏度的影响。
PVC增塑糊粘度及其稳定性影响因素探讨
PVC增塑糊粘度及其稳定性影响因素探讨吉玉碧,谭红**,徐国敏,张敏敏,胡智,杨二钘(国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵州贵阳,550014)随着糊状PVC树脂制品在汽车、皮革、建材、食品包装等领域的广泛应用,PVC增塑糊质量稳定性受到越来越多的关注[1-2]。
粘度及其稳定性是影响PVC软制品的质量及性能的重要指标,因此,控制PVC糊粘度在生产上具有积极而现实的意义。
本实验重点探讨了PVC 糊树脂种类、填充剂粒径、表面活性剂的种类及用量对PVC糊粘度的影响,采用L9(34)正交设计实验条件,研究各实验条件下PVC增塑糊粘度及稳定性,可供PVC增塑糊的生产提供参考条件。
实验条件见表1:表1 L(34)正交设计实验条件实验1 1250 400 50 0.6实验2 1250 1250 100 0.4实验3 1250 3000 350 0.2实验4 1000 400 100 0.2实验5 1000 1250 350 0.6实验6 1000 3000 50 0.4实验7 1000* 400 350 0.4实验8 1000* 1250 50 0.2实验9 1000* 3000 100 0.6 注:1000*为改性PVC糊树脂,市售初始粘度(η0)是将配制好的PVC增塑糊静置0.5h后测定的粘度,增塑糊放置l天至数天后测得的粘度用ηt表示,测量条件均为25℃,恒温0.5h。
粘度稳定性用(ηt-η0)/η0×100表征。
粘度实验结果如图1示:度最高。
总体说来,PVC 分子量越大,PVC 增塑糊的粘度也越大,这可能是由于分子量大的糊树脂初级粒子粒径较大且表面积较规则,吸收增塑剂量相对较少,所以可形成较低粘度的增塑糊。
粘度稳定性如表1示,可见:PVC 增塑糊放置1d 时,实验6条件下增塑糊粘度上升率最小,增塑糊粘度最为稳定。
实验4条件下增塑糊粘度上升率最大,增塑糊粘度最不稳定。
随着放置时间的增长,除实验7和实验8外,其余实验条件下增塑糊粘度均呈上升趋势。
搪胶工艺
一、PVC 糊树脂的选用1、PVC 糊树脂的结构形态与性能PVC糊是PVC糊树脂在增塑剂中形成的糊状分散体系。
PVC糊具有一定的流动性,因而可以采用涂覆、浸渍、蘸塑等方式成型,然后再加热塑化。
PVC糊成型方法具有设备投资较少、生产工艺较为简便、产品多样化的优点,得到了日益广泛的应用。
PVC糊树脂按聚合方法不同,可分为乳液法与微悬浮法两大类。
PVC糊树脂的结构形态(聚合度、颗粒形态等)与PVC糊的性能(糊粘度、凝胶、塑化及发泡特性等)有着密切的联系。
(1)PVC糊树脂的聚合度不同类型的PVC糊树脂,聚合度通常在800~1700之间。
聚合度不仅对PVC糊制品的力学强度有影响,而且影响PVC糊加工过程中的凝胶化、塑化及发泡性能。
(2)PVC糊树脂的颗粒形态 PVC糊树脂在聚合过程中形成初级粒子,初级粒子的粒径通常在0.1~0.2之间。
初级粒子在干燥过程中聚结成次级粒子。
次级粒子聚结的紧密程度对糊树脂的性能有重要影响,次级粒子聚结松散的树脂,其次级粒子较易崩解为离散的初级粒子,形成的PVC糊的性能主要由初级粒子形态特征决定。
聚结紧密的次级粒子不易崩解,次级粒子形态对PVC糊性能有重要影响。
初级粒子的形态特征主要包括平均粒径与粒径分布。
粒径分布可分为单峰窄分布、单峰宽分布、双峰分布等。
其中,单峰宽分布与双峰分布都属于粒径分布较宽的类型。
这种类型的糊树脂具有较低的糊粘度。
初级粒子形态还对凝胶化、塑化产生影响。
(3)PVC糊的糊粘度及流动性能 PVC糊的糊粘度是采用粘度计测定的。
通常将PVC糊树脂100质量份,加人100质量份或60质量份的邻苯二甲酸二辛酯(DOP) ,在B型粘度计上测定糊粘度,测定定温度通常为25度。
糊粘度是PVC糊树脂的一项最重要的性能指标。
糊粘度与PVC糊树脂的颗粒形态有直接关系。
对于次级粒子聚结松散、易于崩解为离散的初级粒子的糊树脂,糊粘度主要决定于初级粒子形态。
初级粒子粒径分布较宽的品种,具有较低的糊粘度。
聚氯乙烯糊在塑化过程中粘度发生的变化PPT资料优秀版
在这个过程中,使PVCቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ黏度急剧升高,甚至失去流 我此们状看 态看的聚物氯料乙是烯一糊种在表加面热无塑光化、过干程而中易粘碎度的发状生态的。变化
塑4点化(后1的20物℃料经)冷和却5点后(具1有90有℃较)高之强间度,。溶胀的树脂颗粒互相发生粘结,随之界面越来越小以致全部消失,增塑剂均匀分布于聚合物链中,逐渐成为均一体,这一阶段称为塑化。
项目2 聚氯乙烯增塑糊制备
最初,聚氯乙烯糊在加工中受加消热的作失用,,糊黏增度降塑到最低剂点(均点1匀)。 分布于聚合物链中,逐渐成为均一
体,这一阶段称为塑化。塑化后的物料经冷却后具有 有较高强度。
通过以上过程分析,我们清楚了聚氯乙烯糊在加热塑化过程中粘 度发生的变化,从而理解了的凝胶及塑化过程。
4,点这(个1过20程℃称为)凝和胶5点化(过1程90。℃)之间,溶胀的树脂颗粒互相发生粘结,随之界面越来越小以致全部消失,增塑剂均匀分布于聚合物链中,逐渐成为均一体,这一阶段称为塑化。 最《初塑, 料聚配氯混乙技烯术糊》在加工中受加热的作用,糊黏度降到最低点(点1)。
部,直到增塑剂被完全吸收,此时粒子间尚有界面, 此2点状(态5的0物℃料)是到一4点种(表1面2无0 光℃、)干之而间易,碎增的塑状剂态逐。渐渗透到PVC颗粒内部,直到增塑剂被完全吸收,此时粒子间尚有界面,在这个过程中,使PVC糊黏度急剧升高,甚至失去流动性
对凝胶和塑化过程的分析,我们能更好的调节工艺条件,做出性能 好的制品。
2,点这(个5过0 程℃称)为到凝4点胶(化1过2程0 。℃ )之间,增塑剂逐渐渗透到PVC颗粒内部,直到增塑剂被完全吸收,此时粒子间尚有界面,在这个过程中,使PVC糊黏度急剧升高,甚至失去流动性 ,塑这化个 后过的程物称料为经凝冷胶却化后过具程有。有较高强度。
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(如图I样品A所示),与增塑剂混合搅拌时易崩 解,润湿效果好,树脂的成糊性和触变性均较好。而 实际生产中,由于多种原因致使乳化剂用量超出理 论用量许多,以确保在油一水界面形成一层紧凑的 乳化剂膜层,使乳状液稳定,但经喷雾干燥后,残存 乳化剂等助剂几乎全部保留在树脂颗粒表面,形成 如图l样品B所示颗粒状态。
比较图3两样品,G样品初级粒子中大、小粒子 均很圆,小粒子于大粒子粘附处稍有凹陷,树脂颗粒 在增塑剂中崩解后,由于粒子很圆,受搅拌作用时形 成的旋转阻力会减小,其增塑糊粘度基本不受颗粒 形状影响。而对于H样品,可以看出其初级粒子为 椭球状的居多(其长、短轴之比接近l:3),且表面有 许多大小不等的凹坑,当树脂颗粒在增塑剂中受搅 拌作用时,由于颗粒不够圆,形成的旋转阻力也会增 大,同时有部分增塑剂会随着颗粒表面的这些凹坑 一起旋转,造成增塑剂无形中的浪费,使作为体系流
影响 次级粒子为胶乳经喷雾干燥及研磨工序处理后 形成的树脂粉体。目前人们愈来愈重视干燥方式与 干燥条件对糊树脂性能的影响,不同工艺路线制得 的乳胶最后太多以喷雾干燥为主,即将液态乳胶以 雾状细滴导人热的一般为空气的干燥气流中,雾滴 在其中迅速蒸发脱水,乳胶粒子(即一次粒子)经喷 雾干燥得到数目不等的一次粒子的凝聚体(即次级 粒子),干燥温度和干燥过程的变化造成二次粒子的 凝聚强度、硬度均不相同。大量的实践说明,当一次 粒子介于0.5—2“m,干燥后二次粒子为一次粒子 的不规则实心球堆砌的松散结构物,粒径偏细的一 次粒子在喷雾干燥后易形成带有玻璃状的硬壁中空 球体的堆砌物(这一点于相关文献中有所介绍,是在 透射电镜超薄切片下观察的)。通常干燥后产品粒径 约几微米至几十微米,经粉碎控制在5~10 t.zm。干 燥后的次级粒子理论上讲基本以球形聚结体形态存 在,经研磨粉碎后,以不定形几何状态存在,但仍有 部分较小的以球形或半球形存在。 按次级粒子聚结的紧密程度又可分为松散型和 紧密型两种。松散型次级粒子可以很容易地在增塑 剂中崩解为初级粒子,其糊性能仍为初级粒子所决 定,而聚结紧密的次级粒子,其糊粘度既受初级粒子 影响又受次级粒子影响,次级粒子粒径和粒径分布 对糊粘度影响的相关报道已较多,下面主要从次级 粒子的结构、聚结程度、形态方面来阐述其对糊粘度 的影响。 经过对几批相同聚合工艺生产的糊树脂样品进 行相关测试,发现粒度大小分布相似样品的粘度有 时差别也较大,经分析为二次粒子表面结构不同造 成的,而这又源于干燥条件的变化。当干燥温度适 宜,得到的PVC树脂次级粒子表面光滑,二次粒子 表面的初级粒子问的凝聚强度较弱,硬度较小,于增 塑剂中搅拌混合时很容易崩解,应用效果好,如图4
脂次级粒子的粒径大小和分布。
2,1.2 初级粒子的颗粒形状对糊粘度的影响
用扫描电镜对糊树脂中离散的初级粒子进行观
察,一般来讲,种子乳液法生产的糊树脂,其初级粒
子基本上呈大小圆球状且双峰分布结构,但在较高
倍数(一般在2 x 104以上)下观察,不同样品初级粒
子规整度仍有差异,如图3所示。
田3 期树膳捣精电镭照片之三
动介质的游离的增塑剂减少,总的结果导致增塑糊 粘度偏高,这一点从表3所示数据可以看出。
衰3 增塑糊粘度测定值之三
由表3所示数据可以清楚地看出样品H的增 塑糊粘度明显高于样品G。这说明初级粒子中大、小 粒子的球形度越差,表面凹陷越大、越多,其增塑糊 粘度越高。 2.2 次级粒子的结构、聚绪程度、形态对糊粘度的
分别称取100 g糊树脂、60 g DOP和适量的稳 定剂,放人霍巴特混合器内,搅拌均匀。然后将配好 的增塑糊放入温度为(25±1)℃的恒温水浴箱内,恒 温2 h后取出,用旋转粘度计测粘度并记录。 2结果与讨论 2.1 初级粒子颗粒形态对糊粘度的影响
理论E讲,PVC糊树脂在增塑剂中应以完全崩 解的单独粒子状态存在,糊料性能的好坏基本受初 级粒子特性决定。许多研究也表明以离散的初级粒 子状态存在的初级粒子型和松散的次级粒子型颗粒 形态存在的糊树脂性能主要由初级粒子决定。有关 文献对初级粒子粒度大小分布对糊粘度影响的介绍 已经很多,一般认为,对于双峰分布的糊树脂,只有 粒度大小分布适宜(平均粒径为1“m左右,粒径分 布在0.1~2/xm范围)的树脂具有良好的成糊特 性。而就初级粒子表面乳化剂层对增塑糊粘度影响 的介绍不多,这可能是因为乳液聚合的糊树脂颗粒 太细,初级粒子粒径只有0.1—2斗m,只能在分辩率 较高的扫描电镜中,且高放大倍数下才能观察的缘 故。下面借助扫描电镜对不同批次的1>450糊树脂 样品进行微观分析,研究初级粒子颗粒形态对糊粘 度的影响。 2.1.1 初级粒子的表面乳化剂层对增塑糊粘度的
影响 种子乳液法生产的PvC~般保有全部或至少大 部分的加入反应体系的乳化剂,通常有1%一5%, 这些乳化剂浓缩在平均粒径为1“m左右的球状颗 粒表面,当增塑剂与树脂混合时,树脂表面的乳化剂 层阻止了增塑剂的迅速渗入,形成一种易流动的、稳 定的糊料。 乳化剂通过降低表面张力与界面张力使乳状液 体系保持在一种稳定状态。理论上认为,氯乙烯乳液 种子聚合时,单体和乳化剂不能一次加入,而应连续 地加入反应体系中,且两者问应根据聚合转化配合 适当,使反应体系中既不产生新的粒子,又不降低 乳胶的稳定性,因此必须严格控制乳化剂的覆盖 率。一般来说,乳化剂的覆盖系数往往控制在理论 量的20%一60%,最佳为20%一40%,但只有实 际用量比理论用量大许多之后聚合体系才能稳定。 一般来说,乳化剂复配合理,用量适当,加入速 度适中,形成的树脂颗粒表皮的乳化剂层光滑、致密
围l P450精树鹏扫描电锺照片之一
从图1样品B所示的扫描电镜照片上,可以清 晰地看出样品B几乎每个粒子表面都有近一层的 小粉粒,当增塑剂与其接触时,由于颗粒表皮极不光 滑,使润湿其表面所需的增塑剂量增大,有效增塑剂 减少,并造成剪切阻力增大,致使此类树脂的增塑糊 粘度偏高。
对上述两样品粘度进行测定,结果见表1。
容易渗入树脂粒子内部,使溶胀作用从外到内同步
进行,这样的糊料粘度偏高的同时也会降低储存稳
定性。随着储存时间的增长,糊粘度逐渐升高,糊料
贮存一段时间后,经搅拌后也很难恢复到原来的粘
度,形成永久性高粘度,甚至于不能使用。
乳化剂对树脂性能的影响既重要,又复杂,既影
响粒子的表面形态,同时又影响胶乳初级粒子及树
圈2 P450翱村■扫描电■照片定=
万方数据
第1期
王志东,等:PVC糊树脂颗粒形态对糊粘度的影响
25
从图2所示几批样品的扫描电镜照片上可以清
晰地看H{这几批样品与图1样品A的差异,从样品
C—r这几幅图中可眦明显看出初级粒子表皮局部
乳化剂严重包覆不严,有些几乎全部表皮形成一层
类似网络状分布的孔隙,大小粒子表皮的光滑度明
万方数据
堑
±里塾堕———型生坠生
样品I所示。从图中可以看出,样品I的二次粒子表 面凹^感很强,初级粒子轮廓清晰可辨,聚结松散, 在增塑剂中易丁崩解,有较低的糊粘度和触变性。
表面也留有洞穴,增塑剂可以通过洞穴流人次级粒 子内部,造成此部分增塑剂滞留在其中,失去其应有 的作用,使糊粘度增加,稳定性不好。
扫描电镜
S一3200N日本日立。
l,2 表征方法
1.2.1 电镜测试
用干净的毛笔将不同样品分别蘸洒在已编号的
贴有双面胶带的样品台上,并用吸耳球轻轻吹掉浮
粒,然后于离子溅射仪中镀金200 s。制样完成后,将
其逐一放人扫描电链的样品室内,对其进行不同视
万方数据
场、不同放大倍数的观察分析,并进行拍照、冲洗照 片。 1.2。2 B型粘度的测定
糊树脂聚合度为1 000±150 mPa.S的P45,天津溶剂厂;
稳定剂Ca/Zn,天津红星化工厂。
1.1.2实验设备
霍巴特混合器N一50
(美)Hobart.mfgeo;
电子天平DT2000A 常熟衡器厂;
旋转粘度计
NSJ一5S 上海天平仪器厂;
粒度仪
SA—CP2 13本岛津;
显不如图1样品A,未形成一层光滑的乳化剂保护
层。对这几批样品进行测试,结果见表2。
袭2 增塑糊粘度测定位之二
项目 堡型楚鏖!翌!!:!
样品c !!塑
样品D !!业
样品E !!塑
样品F !!!!
由表2数据可看出树脂初级粒子表皮乳化剂覆
盖率越低,其糊粘度越高,当这种树脂与增塑剂调配
制糊时,原本只润湿颗粒表面乳化剂层的增塑剂很
关键词:PVC糊树脂;糊粘度;初级粒子;次级粒子
Influence of particle form of paste PVC resin on
paste viscosity
Wang Zhidong,Wang ZijuIt,Wang Jian (TechrLological Center of Tianjin Chemical Plant,Tianjin 300480 J Abstract:The influence of the properties of two hump distribution primary particles and secondary particles of paste PVC resin on the paste viscosity has been analyzed by using scanning electronic micro- scope.The result shows that when the emulsifying agent layer not perfectly covering the primary particles’ surface or the primary particles’surface being covered with overmuch powder grain,it will lead to the higher plastisol viscosity.When the secondary particles is loosely accumulated,it will form an flail struc— ture and with lower paste viscosity and thixotropy.But when it is tightly accumulated,the fusion phe— nomenon will arise,and the plastisol viscosity will be a little higher. Keywords:paste PVC resin;paste viscosity;primary particles;secondary particles