PVC抗冲改性剂的性能及应用
抗冲改性剂 ACR的性能分析与比较
CaCO35.0PHR
颜料适量
2、流变特性
评价一个配方的好坏取决于它的流变特性,而流变特性主要是看塑化性能和流动性能。下面图像是在BRABENDER流变仪上测出的。根据下图PVC/FM-50体系的曲线可以看出:FM-50配方体系的塑化速度快、塑化时间和平衡时间短、最大扭矩高,说明FM-50塑化性能好。平衡扭矩低,说明FM-50熔体流动性能好。
ACR抗冲体系代表产品目前有美国罗姆哈斯公司KM-355、法国阿托菲纳化学公司D-320、日本钟渊化学公司FM-50、新加坡吴羽化学公司KM-355P。日本钟渊化学公司FM-50抗冲体系性能如下:
1、配方
PVC/FM-50体系
PVC100PHR
Stabitizer5.0PHR
FM-506.0PHR
RA-211.0PHR
3、加工工艺
配方
工艺
PVC/CPE
PVC/FM-50
机身温度℃
180、175、175、174
175、172、170、170
法兰温度℃
175、180
175、180
模具温度℃
195、195、195、195
198、198、198、198
主机转速rpm
12.1
16
扭矩%
40~41
48~50
熔温℃
191
191
1、加工性能好,加工范围比较宽。
2、光洁度高、色泽好。
3、物理性能好,焊角强度高。
4、抗老化性能好,有助于提高型材的耐侯性能
抗冲改性剂ACR的性能分析与比较何龙江宋圣平
PVC具有低温脆性的缺点,因此在PVC型材生产过程中必须加入抗冲击改性剂。抗冲击改性剂有两种:一是CPE,网络式聚合物;二是ACR,核—壳式聚合物。
PVC抗冲改性剂CPE、ACR增韧效果的影响因素
科研与生产PVC抗冲改性剂CPE、ACR增韧效果的影响因素张立红 高培育 魏文杰(齐鲁石化公司研究院,淄博,255400)摘 要 以齐鲁石化研究院所研制的ACR增韧剂QW M-981和PVC门窗异型材的生产为对象,考察了加工温度、剪切强度、加工时间对ACR体系与CPE体系增韧效果的不同影响。
关键词 PVC树脂 ACR树脂 抗冲改性剂 PVC门窗异型材1 前言CPE与ACR树脂是目前用于户外硬PVC制品,如门窗异型材、管材等常用的增韧改性剂。
CPE是聚乙烯氯化后得到的产物,属于无定型高聚物;ACR是聚丙烯酸酯类弹性体,具有核壳型结构。
60年代中期,ACR增韧剂首先由美国R ohm&Hass公司开发成功并得到应用,之后迅速发展。
目前在国外CPE、E VA几乎被淘汰,ACR占有绝对市场份额。
由于受产品技术水平和价格所限,国内市场长期以来一直以CPE为主。
目前ACR 增韧剂在国内刚刚开发成功不久,由于其良好的综合性能,开始逐渐被加工厂家所重视和接受。
但由于两者在使用过程中表现出的加工性能有所不同,因此研究两者增韧效果的影响因素,以期望来指导实际应用就显得尤为重要。
本文将以齐鲁石化公司研究院所研制的ACR增韧剂QW M-981和PVC门窗异型材的生产为对象,对此进行研制。
2 实验部分211 原材料PVC树脂 S-1000 齐鲁石化公司ACR QWM-981 齐鲁石化公司研究院CPE 135A 潍坊亚星化工公司胶质CaC O3 1200目 淄博华信化工公司T iO2 902 美国杜邦公司其他助剂 工业级 市售212 模塑料基本配方(1)CPE配方PVC 100phrCPE10phr铅盐稳定剂5phrCaC O35phrT iO25phr其他助剂2phr(2)ACR配方PVC 100phrACR8phr铅盐稳定剂5phrCaC O35phrT iO25phr其他助剂2phr213 试验设备及测试仪器高速混合机 10L 北京塑料机械厂52000年第6期(总第24期) 塑料助剂开辊开炼机 160×320 上海橡塑机械厂平板硫化仪 T38 日本东测公司制样机 NOTCHVIS 意大利ceast 公司冲击试验机 X JJ -5 承德金健仪器厂214 试验标准(1)简支梁冲击强度 G B/T1043-93(2)门窗框用聚氯乙烯(PVC )型材 G B8814-883 结果与讨论311 加工温度对抗冲击性能的影响图1 加工温度对冲击强度的影响条件:双辊间隙0.4mm ,辊炼时间6min从图1可看出,CPE 体系受加工温度的影响较大,冲击强度只在170~180℃之间高于ACR 体系,而ACR 体系在170~195℃范围内均保持较高的冲击值。
CPE、 MBS、ACR 抗冲改性效果的对比
为温度180℃,转速30rpm。
(3)挤出:将PVC共混料加入哈克双螺杆挤出机中挤出,工艺条件为:温度TS-E1184℃,TS-E2187℃,TS-E3190℃;TS-D1191℃。
螺杆转速30rpm。
4、试样制作与性能测试:(1)抗冲击性能:采用国标GB/T8814-1998测试。
(2)拉伸性能:采用国标GB/T8814-1998测试。
结果与讨论1、不同改性剂对PVC共混料的流变性能的影响:用抗冲改性剂CPE、ACR、MBS改性的PVC共混料的流变曲线如图1所示。
图1改性共混料流变曲线图1表明采用CPE塑化稍慢,但扭矩最低。
共混料流变曲线中,最大扭矩可作为加工设备所需要的传动功率大小的度量,而平衡扭矩则决定了加工设备生产时的功率消耗,它们都是极重要的流变特性参数。
平衡扭矩值平稳表明配方中助剂与树脂相容性好,塑化时间长短可决定设备的一些参数。
扭矩低,可使挤出功率降低。
2、各类抗冲改性剂对硬质PVC共混料挤出加工性能的影响:不同改性剂不同份数的挤出性能曲线如图2所示。
图2不同份数改性的挤出性能由图2可见,随着改性剂份数的增加,挤出扭矩都要增加。
这说明改性剂用量增加,会使物料的粘度增加,导致扭矩升高。
其中CPE挤出扭矩最低,MBS次之,ACR最高。
这说明用CPE作改性剂时,加工设备生产时的功率消耗低,有利于节能和降低成本。
3、各类抗冲改性剂对硬质PVC共混料力学性能的影响:各类抗冲改性剂改性硬质PVC共混料的力学性能对比如表2所示。
表2 三种改性剂挤出片材的力学性能比较改性剂测试项目6份8份10份CPE ACR MBS CPE ACR MBS CPE ACR MBS。
建筑门窗用聚氯乙烯(PVC)树脂抗冲击改性剂的选择
好。
PC V共混体系的拉伸强度 、弯 曲强度和维 卡软化 点 ,随 着
CE P 用量 的增加都有所下 降 ,伸长率上升 。这 是 因为C E P 是橡胶 弹性高聚物 ,它与PC V 共混起改性 增韧作 用 ,使体
.
Thsatced srb stei p c ftrek n so i p c-e itn dfesCPE o i ril ec ie h m at o he i d fm a t ssa t r mo i r i nPVC ei . rsn
K y rs V s ;I atei n df rC E(V AC ) e wod :P Cr i mpc- s t t en r s moies P E A R a i
范围狭 窄 ,加 工流动性 、热稳 定性差 ,耐 击性 ,尤其 中 是低 温抗 击性 能差 ,以致 在力 q 断面 复杂的塑料 门窗 中 1- ]
成聚氯 乙烯树 脂 。再在 一定的条件 下 ,加入稳定 剂、改 性剂等各 种助剂 ,经过压 制 、挤 出、注 射等成型 方法制
成各种制品。聚氯乙烯分子量的5% 0 以上是氯碱工业必须
建筑 门窗用聚氯 乙烯 ( VC) P 树脂抗 冲击 改性 剂 的选择
戴 国跃
齐齐哈 尔市建设工程招标投标管理办公室 1 1 0 600
摘 要 :用纯PC V是不实际的,需要对PC V树脂进行改性。抗冲击改性剂作为PC V树脂重要的改性剂,本文主要 论述了三种抗冲击改  ̄C E V 、AR V树脂的影响。 I fP 、EA C对PC  ̄ ' J 关键词 :PC V树酯 抗 击改性性 CE( V 、A R) 中 P EA C
PVC加工助剂-ACR的应用和有效的把产品卖给客户
ACR 学习资料整理一、产品分类ACR 抗冲改性剂ACR 抗冲改性剂的结构,核-壳结构的ACR 抗冲改性剂含有丙烯酸酯类交联弹性体组成的核,核外是甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物组成的壳。
PVC/ACR 制品冲击强度较高,表面光洁,耐老化性能优良。
通常硬质聚氯乙烯户外制品多用ACR 抗冲改性剂。
丙烯酸类交联弹性体的作用主要体现在:耐候性和高抗冲能力。
甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物作用主要体现在:与PVC resin 的相融性,提高流动性。
ACR 加工助剂1.ACR 加工助剂根据原材料可以分为如下三类:(1)纯酯加工助剂:甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。
(2)苯乙烯加工助剂:苯乙烯和丙烯腈(3)苯乙烯,丙烯腈,双甲酯。
2.ACR 润滑剂:175系列产品原料:甲酯和苯乙烯此产品为低分子量的产品主要可以改善熔体的加工性能,金属热脱模,减少熔体破裂以及提高加工效率。
分子量低与PVC 的相融性不好,附着于pvc表面,起到润滑的作用。
3.ACR 发泡调节剂产品的档次主要划分依据高档次产品:甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯低档次产品:甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等。
此产品为高分子量的产品主要用于pvc发泡领域,包括异型材,管材芯层发泡和发泡片材等。
二、误区:1.产品牌号和档次划分的标准(1)产品的牌号是通过产品的用途,通过原材料的配比划分的,因此价格也是有略微的差别。
(2)跟CPE 一样,填充物含量的增加,必然会影响产品价格。
这里的填充物,不仅仅局限在钙粉上,可以是其他软单体含量部分取代BA含量,或者添加PVC RESIN 等。
2.指标的概念ACR 所有产品的指标均为物理指标。
Bulk Density:表观密度:指的是产品的颗粒形态(越大越好)为产品运输过程中的一个参考数值比如:0.48g/cc 表示480KG/M3Particle size 粒径;主要用生产过程中产品过振动筛(比如40目)时候的通过率来表示。
(zcx)抗冲改性剂在PVC共混改性中的作用原理及PVC-M管材研制的探讨
增韧改性聚氯乙烯(PVC-M)管材
试制PVC-M管材所需条件: 1、共混改性高速混料机; 2、转矩流变仪; 3、高性能挤出机; 4、抗冲改性剂; 5、质量标准; 6、测试设备,(1)液压实验系统,(2)二氯甲烷浸渍试验仪, (3)落锤冲击实验机,(4)电子拉力实验机,(5)热变形、 维卡测定仪,(6)拉伸冲击设备(摆锤型),(7)高速冲击 实验设备(由高度21.5米,直径75mm钢管,不同质量冲锤,长 度400mm刚性V型垫铁组成)
PVC塑料与树脂技术年会
抗冲改性剂在PVC共混改性中的作 用原理及PVC-M管材研制的探讨
新疆蓝山屯河节水科技有限公司 技术中心:周春销
聚合物共混改性
高分子聚合物的改性方法多种多样,总体上可 划分为共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、 表面改性几大类。高分子材料改性的一个重要内容是 改善其耐冲击性能,PVC树脂是一个极性非结晶性高 聚物,分子之间有较强的作用力,是一个坚硬而脆的 材料;抗冲击强度较低。加人冲击改性剂后,冲击改 性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力,并利 用粒子自身的变形和剪切带,阻止银纹扩大和增长, 吸收掉传入材料体内的冲击能,从而达到抗冲击的目 的。
PVC/CPE共混体系
以下简单介绍几种常用抗冲改性剂在PVC中的 应用原理。 CPE是聚乙烯氯化后的产物,氯含量为25%40%的CPE具有弹性体的性质。其中,氯含量为 35%左右的CPE与PVC相容性较好,可用于PVC的 共混改性。通常采用氯含量为36%的CPE作为PVC 的增韧改性剂。 在PVC/CPE共混体系中,体系的组成、共混温 度、共混方式、混炼时间等因素都会影响增韧效果。
PVC/ACR共混体系
配方 缺口冲击 强度 (kj/m2) 30.0 拉伸屈服 强度 MPa 45.3 拉伸断裂 维卡软 强度 化点 MPa ℃ 36.2 83.6
CPE协效增强增韧剂
CPE协效增强增韧剂——SPA-36——纳米自组装技术完美的结晶☞赋予PVC优秀的韧性☞大幅度提高PVC制品强度、模量、刚性☞更优异的耐候性☞显著改善PVC制品表面光泽☞更宽的加工性能☞赋予PVC更高的品质☞降低企业成本SPA-36系列增强型PVC抗冲改性剂一、技术背景聚氯乙烯(PVC)是含氯原子强极性高分子聚合物,以其成型方便、阻燃性、耐候性而获得广泛应用。
PVC分子链强极性导致分子间较强分子间力,其玻璃化温度比较高,低温冲击强度非常低,PVC复合材料发脆。
为了改善PVC的抗冲击性能,国内硬质PVC制品中通过添加CPE弹性体进行增韧。
CPE是以特种HDPE为原料,通过氯化而获得的弹性体。
CPE其玻璃化温度较高,PVC硬制品要达到使用要求,通常要加入较大份数(8~12份)才能获得较好的韧性。
由于CPE为弹性体,在PVC制品中大量加入CPE弹性体,PVC材料的强度、刚性、模量、维卡软化点大幅度降低,也就是说,CPE增韧PVC是以材料的强度、刚性、模量、维卡软化点大幅度损失为代价。
CPE含有约36%氯原子,普通的稳定剂不能抑制CPE的脱氯分解,所以PVC制品中加入CPE会导致PVC复合材料的热稳定性和光稳定性下降,耐候性变差。
同时,CPE与PVC相容差,加工熔体粘度大,一般须配合ACR加工助剂才能满足加工性能,加工温度窄、塑化效果差。
添加CPE弹性体的PVC 复合材料表面光泽度、硬度亦大幅度下降。
SPA-36是基于CPE增韧PVC固有缺陷而专门设计CPE协效剂,它是以微乳聚合法和纳米自组装技术而开发出有机/无机纳米杂化材料。
SPA-36协效增韧剂与CPE复合使用时,可提CPE在PVC复合材料中的分散性,改善CPE与PVC界面粘结性能和相容性,将CPE的互穿网络增韧与粒子点阵拓扑增韧特征集于一身,使PVC的强度、刚性、模量、维卡软化点下降幅度较小,PVC复合材料的强度与韧性达到更好的平衡,亦即,SPA-36协效剂可使PVC复合材料在获得很好冲击韧性的同时,又具有很高的强度。
PVC抗冲改性剂--MBS树脂的生产技术
PVC抗冲改性剂--MBS树脂的生产技术MBS树脂是由甲基丙烯酸甲酯(M)、丁二烯(B)及苯乙烯(S)采用乳液接枝聚合法制备的一种三元共聚物。
在亚微观形态上具有典型的核--壳结构,内核是一个直径为10-100 nm 的橡胶相球状物,外壳是由苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的。
由于甲基丙烯酸甲酯与聚氯乙烯(PVC)的溶解度参数相近,它在PVC树脂和橡胶粒子间起到界面粘接剂的作用,在与PVC 加工混炼过程中形成均相,而橡胶相则以粒子状态分布于PVC连续介质中,呈现海岛结构,这种特殊结构赋予了制品优异的抗冲击性能。
当PVC中加入5%-10%的MBS树脂时,可使制品的冲击强度提高4-15倍,同时还可改善制品的耐寒性和加工流动性,且能够保持PVC 树脂原有的光学性能,因此MBS树脂作为PVC树脂的抗冲击改性剂具有广泛的前景。
1 MBS树脂的生产工艺MBS树脂的生产过程是先以丁二烯和苯乙烯在水和乳化剂中进行乳化,在引发剂的引发作用下进行聚合,生产丁苯胶乳(SBR胶乳),再加入苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯进行乳液接枝聚合,得到MBS树脂接枝胶乳(MBS树脂胶乳),最后经过凝聚、脱水和干燥处理后得到MBS树脂成品。
在MBS树脂的整个生产工艺过程中,有3大关键技术,其一是SBR胶乳的合成技术,因为SBR胶乳的粒径不但决定了MBS树脂,PVC合金的抗冲击性能,同时还决定了它的透光性能;其二是MBS树脂胶乳的合成技术,因为核--壳比、接枝率和接枝过程单体的加料顺序等对MBS树脂胶乳的凝聚和后处理、MBS树脂粉料的粒子形态及MBS树脂与PVC的相容性和光学性能等均有非常显著的影响;其三是MBS树脂胶乳的凝聚技术,凝聚水平的高低直接决定了最终产品的粒度分布、颗粒规整性、流动性和表观密度以及MBS树脂在PVC中的分散性和相容性等指标。
1.1 丁苯胶乳的合成将丁二烯、苯乙烯、引发剂和各种配制好的助剂按一定量和顺序加到聚合反应釜中,在一定的温度下搅拌进行乳液聚合,待反应达到一定转化率后停止反应,脱除未反应的单体即可得到丁苯胶乳。
ACR
ACR(Acrylic copolymer)是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物,是一种综合性能优良的PVC抗冲改性剂。
通常人们把以提高塑料韧性为目的而使用的助剂称为抗冲改性剂,以改进加工性能为目的而使用的助剂称为加工改性剂。
ACR 是兼具抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂,由于其具有核/壳结构,使其PVC制品具有优良的抗冲击性、低温韧性、与PVC相容性、耐候性、稳定性、加工性,且性能与价格比适中,可明显改善PVC熔体流动性、热变形性, 促进塑化、制品表面光洁美观。
其主要用于硬、半硬聚氯乙烯制品中,特别是化学建材,如异型材、管材管件、板材、发泡材料等,而且特别适合于户外用制品中。
是当今用量大也是今后重点发展的一类抗冲改性剂。
PVC是产耗量最大的塑料品种之一,其具有许多宝贵的特性,但也存在着不少缺点,韧性差即是其一大缺点,为了提高其韧性而又不损害其抗张强度和其它物性,PVC抗冲击改性剂便应运而生。
另外,ACR抗冲改性剂在聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)等工程塑料及其共混合金中也可应用。
ACR抗冲改性剂 pvc抗冲改性剂 KM355
丙烯酸酯类抗冲改性剂 JINHASS KM-355产品介绍JINHASS KM-355是一类丙烯酸酯类共聚物抗冲击改性剂,用于户外硬质PVC 制品,如窗框、护墙板、建筑批叠板、栅栏、管材和管件,及各种注塑制件。
JINHASS KM-355的显著特点在于其比其他品牌产品更易塑化,因而可以减少配方中加工助剂或者内润滑剂的使用量,经济效益显著。
JINHASS KM-355赋予制品以下优良性能:• 最佳抗冲强度 • 优异的耐候性能• 有效地促进塑化 (增加挤出量,降低加工助剂用量) • 较低的挤出后收缩性能基本物理特性:序号 检测项目 单位 检测值 1 外观 --- 白色粉末 2 挥发份重量百分比 %≤1.0% 3 粒径分布 (留在40目筛网上)% ≤2.0% 4 表观密度 g/cm 3≥0.40 KJ/m 2 ≥18.0(23℃) 5简支梁冲击强度KJ/m 2≥10.0(-10℃)促进塑化性能JINHASS KM-355 可以有效促进PVC 的塑化,使得PVC 塑化更均匀,从而提高制品的表面光泽度和质量。
图1表明在相同实验条件及相同添加份数,KM-355与国外竞争产品塑化曲线基本重合,可以相互替代;图2则显示KM-355比同类产品能更有效地促进PVC 塑化熔融,可减少配方中加工助剂的用量。
抗冲击效率JINHASS KM-355 与PVC 具有良好的相容性,且无论在室温还是-10℃均表现出优异的抗冲击性能,抗冲击效率均优于国外竞争对手产品和国内同类产品,如图3所示。
金合思塑料添加剂图1. 相同添加量下KM-355和国外竞争对手产品塑化曲线对比塑化实验配方:PVC (SG-5) 100phr/复合铅盐稳定剂 4.5phr/CaCO 3 10phr/TiO 2 4hr/抗冲改性剂 5.0phr 测试仪器: Brabender plasticorder, 测试温度:170℃, 转速:45rpm图2. KM-355和同类产品塑化时间对比 图3. 不同温度下KM-355和同类产品的抗冲击强度对比冲击强度测试配方:PVC (SG-5) 100phr/复合铅盐稳定剂 4.5phr/CaCO 3 10phr/TiO 2 4hr/抗冲改性剂 7.0phr 测试方法:GB/T1043.1-2008;测试条件:简支梁冲击试验仪(XJJ-5,承德金建仪器有限公司),样条厚度:4mm ,V 型缺口,尺寸:0.2R― Jinhass KM-355 ― 国外竞争对手产品扭矩(N m )料温(℃)。
PVC抗冲击改性剂高强MBS改良品日本钟渊B-625
PVC抗冲击改性剂⾼强MBS改良品⽇本钟渊B-625
PVC抗冲击改性剂⾼强MBS改良品⽇本钟渊B-625
KANE ACE®B系列产品是最先进的合成树脂技术精⼼研制成的MBS产品,是改善聚氯⼄烯制品耐冲击强度和加⼯性能的综合性树脂。
在聚氯⼄烯配⽅中添加KANE ACE®B,制品的耐冲击强度就得到明显改善,但对于聚氯⼄烯固有的特性,如透明性、热稳定性、加⼯性等却不发⽣不良影响。
性能及应⽤表
特性
产品抗冲击性透明性抗折⽩性薄
膜
⽚
材
粒
料
管
材产品特点
B-513√√√透明性/抗折⽩最佳
B-521√√√综合性能优
B-625√√√⾼抗冲击性
B-564√√√√不透明、⾼抗冲击性
注:“”的数量越多表⽰性能指标越⾼
B-513,B-521,B-625重点解决提⾼PVC透明薄膜、PVC透明⽚材、PVC透明管材管件、PVC透明型材等产品的抗冲击强度、透明度。
B-564重点解决提⾼不透明PVC管材、PVC管件,PVC型材等产品中的超⾼抗冲击强度。
唐艳华
185****2039。
抗冲型聚氯乙烯改性剂性能影响因素分析
抗冲型聚氯乙烯改性剂性能影响因素分析田君宇(黑龙江中盟龙新化工有限公司,黑龙江安达 151401) 摘 要:抗冲型ACR树脂以其在提高PVC冲击强度的同时兼有加工助剂的性能,对PVC固有性能几乎不产生影响,加工范围宽,制品外表美观且具有优良的耐候性等特点,在硬质PVC制品中得以广泛应用。
然而国内抗冲ACR无论在数量上和质量上都与国外同类产品有着较大的差距。
本文通过实验分析了影响抗冲ACR改性效果诸多因素,以此来寻求提高抗冲ACR性能的最佳途径。
关键词:抗冲ACR;凝胶含量;粒径;添加量;冲击强度 中图分类号:T E903 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)12—0080—021 生产过程在本研究中采用以轻度交联的丙烯酸丁酯乳液微粒作为种子,以甲基丙烯酸甲酯为壳单体,通过接枝共聚反应,制得具有核、壳结构的丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR乳液,经喷雾干燥处理,获得色泽亮白,粒度均匀,流动性较好的ACR成品粉末。
2 抗冲机理抗冲ACR是“核-壳”结构的多元共聚物,这种结构比较符合银纹-剪切理论的增韧机理。
分布于PVC介质中的橡胶粒子主要有两个作用:一是作为应力集中中心,当制品受到外力时,作用力就会集中到两相界面,产生应力集中,从而诱发大量的银纹或剪切带,吸收和消化大量能量,客观上提高了材料的抗冲强度。
另一方面,橡胶粒子能控制银纹的发展,温度超过该填充液沸点时,填充液将膨胀、气化,气化的外力施加给膜片同时也施加给变送器传感元件,导致膜片外鼓;同时膜片密封系统在灌填充液前,系统不可能抽到绝对真空,致使密封系统中残存少量气体。
膜片密封系统中存在的少量气体在高温及真空下迅速膨胀,也导致膜片外鼓或者破裂。
处理措施:烘炉期间尽量将不用的液位计根部阀关闭,且冲洗水阀打开通大气;高温工况下选择合适的硅油防止气化发生,如DC704温度范围0~310℃、DC705温度范围20~350℃、DC200温度范围-40~205℃,选取高温硅油防止了气化发生,但在冬季运行中要注意对毛细管保温,防止测量膜片出现贴片故障;选择知名品牌的变送器(我公司曾在大修过程中采购国内某合资企业的双法兰变送器,在现场正常使用1周后全部变送器膜片外鼓损坏)。
PVC抗冲击改性剂ACR的制备及性能
实验报告课程名称:反应器设计原理实验 指导老师: 黄灵仙 成绩:__________________ 实验名称:PVC 抗冲击改性剂ACR 的制备及性能 实验类型: 工程实验一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一. 实验目的和要求1.1掌握丙烯酯类单体精制的基本方法。
1.2掌握乳液聚合的基本实验技能,了解乳液聚合体系的组成的特点聚合原理,观察乳液聚合的实验现象。
1.3掌握ACR 改性PVC 的原理和方法。
二.实验内容和原理2.1乳液聚合乳液聚合是指在机械搅拌下或者剧烈震荡下,用乳化剂使不溶或者微溶于水的单体分散在介质(如水)中,形成乳液,在水溶性引发剂的引发下进行的聚合反应。
由于“隔离效应”作用,乳液聚合可以在不降低聚合速率的条件下,同时获得较高的分子量,并且具有散热容易、温度易控制、工艺简单、无污染、容易连续化生产、聚合产品可以直接使用等优点,在工业得到了广泛的应用。
在乳液聚合中,单体是以较大的单体液滴和较小的增溶胶束的形式分散在水中,由于胶束的比表面积比液滴要大百倍,更有利于捕捉水相中的初级自由基和短链自由基,因而聚合反应不是发生在单体液滴中,而是主要发生在增溶胶束中,从而形成M/P(单体/聚合物)乳胶粒。
在每个M/P 乳胶粒中仅含一个自由基,因此聚合反应速率主要取决于乳胶粒子的数目。
乳液聚合分为三个阶段:(1)成核阶段:从聚合开始到胶束全部消失,随着乳胶粒数目的不断增加,聚合反应速率递增。
(2)粒子成长阶段:从胶束消失开始到单体液滴消失为止,此阶段乳胶粒数目保持恒定,单体液滴不断向乳胶粒提供单体以维持其单体浓度的稳定,聚合速率基本保持不变。
(3)减速阶段:从单体液滴消失开始到专业:化学工程与工艺姓名:_ 学号: 日期: 地点:西溪西七教学楼-409 图-1 乳液聚合体系示意图聚合结束。
氯化聚乙烯
Ⅰ
CPE 氯化聚乙烯
肖世球
PVC用冲击改性剂
由于纯PVC抗冲性能差、特别是低温冲击性能差,耐候性差, 在很多领域应用受限。因此需要加入抗冲改剂提高其韧性和耐 候性能。 目前,冲击改性剂的主要品种有氯化聚乙烯(CPE)、抗冲改 性剂(MBS)和丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR等。其中抗冲ACR与 PVC的相容性、耐候性能优于CPE和MBS,MBS的透明性与其它助 剂的相容性,及抗冲性能优于ACR和CPE,CPE 性能适中,但因其 低廉的价格目前在国内用量较大。 据统计目前全球抗冲改性剂消费量比例为:MBS用量占45%, 抗冲ACR占40%,其它占15%。 而国内比例:CPE用量占65%达到 16万吨,MBS用量占24%达到6万吨,ACR用量占8%达到2万吨, 其它用量占2%达到5000吨。
CPE冲击改性剂的优缺点:
优点 •价格低廉 •加工容易 缺点 •刚性下降 •弯曲强度下降 •降低耐热性 •降低表面硬度 •光泽性下降
CPE基本性质
高密度聚乙烯分子链上的部分氢原子被氯原子取代后的产物。
饱和高分子材料,外观 为白色粉末,有弹性。具有 优良的耐侯性、耐臭氧、耐 油性、耐化学药品、耐老化 性能、阻燃性及着色性能。 CPE中含氯量大小对改性效果影响很大,氯含量过低,本身结 晶性高,韧性差,玻璃化温度高,与PVC相容性差。氯含量过高 时,CPE的内聚作用强,难以分散到PVC中去,所以控制CPE中氯 含量在33%-37%最好,此时CPE结晶度和玻璃化温度均较低,具有 良好弹性及与PVC的相容性。分解温度较高,分解产生HCl,HCL 能催化CPE的脱氯反应
CPE加入量对共混体系冲击强度的影响
拉伸强度性能比较
共混体系的拉伸强度随着CPE的 用量的增加而下降。因为CPE具 有较低的玻璃化温度和结晶度, 其拉伸强度比纯PVC低,在体系 中承载应力的能力很小。在PVC 体系中加入CPE,不仅使基体承 受载荷的有效横截面减小,同 时应力很少通过界面转移到CPE 相,所以拉伸强度随着CPE的加 入而呈现下降的趋势。
浅析塑料加工的主要助剂及其应用
浅析塑料加工的主要助剂及其应用为实现对聚合物加工性能的改善,需要结合实际科学应用塑料助剂。
在聚氯乙烯树脂当中适当增加增塑剂。
是降低其成型温度的方式之一,进而提升制品的柔软性。
在制备过程当中,如果想要获取隔音、抗震、隔热的泡沫塑料,则需要将适当的发泡剂加入其中。
部分塑料存在热分解温度与成型加工温度较为相似的现象,需要借助热稳定剂的作用成型。
这可进一步说明,塑料助剂在塑料成型加工当中起到的重要作用与价值。
一、科学应用增塑剂和热稳定剂增塑剂是现代塑料工业最大的助剂品种,对促进塑料工业特别是聚氯乙烯工业的发展起着决定性作用。
凡能和树脂均混合,混合时不发生化学变化,但能降低物料的玻璃化温度和塑料成型加工时的熔体黏度,且本身保持不变,或虽起化学变化但能长期保留在塑料制品中并能改变树脂的某些物理性质,具有这些性能的液体有机化合物或低熔点的固体,均称为增塑剂。
增塑剂是一类增加聚合物树脂的塑性,赋予制品柔软性的助剂,也是迄今为止产耗量最大的塑料助剂类别。
增塑剂主要用于PVC软制品,同时在纤维素等极性塑料中亦有广泛的应用。
盐基性铅盐类、金属皂类以及亚磷酸脂类等有机辅助稳定剂大面积应用于工业当中,其中还会涉及到多元醇类、二酮类以及环氧化合物类等多种有机辅助稳定剂。
复合稳定剂品种主要是在融合自主稳定剂、辅助稳定剂以及其他助剂的基础上综合而成,在热稳定剂市场当中,复合稳定剂的作用相当重要。
聚甲醛从本质上来说是一种工程塑料,其综合性能相当良好,应用范围逐渐拓宽,但是受到特殊分子结构的影响,聚甲醛在热稳定性能方面存在一定的不足。
这也是导致热甲醛在熔融加工过程中出现断链以及热降解等多种问题的重要因素,最终引发连续的脱甲醛反应。
可利用多种方法顺利捕捉体系产生的自由基,最为广泛的就是加入适当抗氧剂。
整个体系的自动氧化循环过程,因受到抗氧剂影响而被中断,最终起到抗氧稳定的目标。
二、客观分析加工改性剂和抗冲击改性剂在硬质PVC加工过程中使用的流动改性助剂,就是指传统意义上的加工改性剂,改善塑化性能以及提升树脂熔体黏弹性是加工改性剂的最终目标。
PVC技术知识介绍(五十四)抗冲改性剂
甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯共聚物(MBS):目前采用的大多数冲击改性剂对硬PVC制品透明性有不良影响,MBS与PVC折光率相近,而且核/壳结构的弹性体结构,能使改性的PVC具有良好的透明性。
研究结果表明,添加适量MBS的PVC/MBS体系的冲击强度、断裂伸长率提高,但拉伸、弯曲强度下降。100phrPVC中加入8~15phr,冲击强度明显提高,透明性良好。但MBS用量大于15phr时,不仅透明性增加的不明显,而且冲击强度呈下降趋势。因此,MBS用量以8~12phr为宜。值得注意的是,MBS易被液体助剂溶胀,在PVC多组分原料混合时,MBS应最后加入。MBS含有丁二烯,易老化,不宜用于户外制品。按MBS三组分比例及胶核粒径大小,将其工业产品分为不同等级和牌号,主要有通用型、透明型、高抗冲型、非变白型、特殊用途型等。使用MBS时,应按PVC制品综合性能要求选用适宜牌号。
硬PVC压延片材与瓶类用MBS牌号
MBS生产商
硬PVC压延片材
PVC瓶
[日]中渊化学公司
(Kane Ace)
B-11A、B-12、B-22、B-52、B-521
CPE、 MBS、ACR 抗冲改性效果的对比
CPE、 MBS、ACR 抗冲改性效果的对比------兼谈硬质聚氯乙稀型材抗冲改性剂的应用技术姜铁竹龚以行韩风董军宁为了提高产品的抗冲击性能,在生产过程中要添加抗冲改性剂。
用于硬质PVC型材行业的抗冲改性剂主要有CPE、MBS和ACR。
其中CPE、ACR改性剂的分子结构中不含双键,耐候性能好,广泛用于户外建筑材料。
目前就CPE和ACR对PVC冲击改性的效果讨论很多,国外对ACR性能的推荐,除强调它对低温冲击强度的大幅度提高外,还强调它对耐候性、加工性能的改性,而CPE对加工温度的敏感性也已被生产实际所证实。
因此,目前在欧洲、美国以丙稀酸酯为主导来改进PVC的抗冲击性。
在我国,由于只有少数厂家生产抗冲ACR改性剂,品种和牌号均不能满足市场需要,而且质量尚欠稳定,价格偏高。
因而,目前我国绝大多数(90%)异型材厂仍以CPE作抗冲改性剂,CPE依然占主导地位,丙稀酸酯应用较少,还有的厂家采用MBS。
在此,我们对CPE与ACR、MBS进行一下对比试验,对它们进行全面的了解,评价各项性能孰优孰劣,以便扬长避短,合理使用。
实验部分1、实验用主要原料、规格:(1)树脂:聚氯乙稀PVCSG-5型,潍坊亚星化学股份有限公司产。
(2)抗冲击改性剂:CPE:型号3135,潍坊亚星化学股份有限公司产。
ACR:KM355P,吴羽化学公司产品。
MBS:台湾产。
(3)稀土稳定剂:型号REC-E,广东广洋高科技实业有限公司产。
(4)钛白粉:型号R105,美国杜邦公司产。
(5)轻质碳酸钙:淄博华信化工股份有限公司产。
(6)加工助剂:ACR-201型,山东曙光集团塑胶制品厂产。
2、实验用主要设备及测试仪器:(1)高速混合机:型号GH-10DY,桨叶转速1250/2500转/分,北京华新科塑料机械有限公司产。
(2)哈克密炼机和挤出机:德国哈克公司产。
(3)万能制样机:河北承德试验机厂产。
(4)电子拉力试验机:DXLL-3000型,上海化工机械四厂产。
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8.94
8.82
8.21
9.00
2.1橡胶弹性体的增韧机理
迄今报道的弹性体抗冲改性剂的增韧机理大致包括微裂纹理论、多重裂纹理论,屈服膨胀理论,次级转变理论、银纹支化理论、韧化机理和银纹-剪切带理论等。尽管这些理论各有不完善之处,但由Bucknall等人提出的银纹-剪切带理论则能较为合理地解释弹性体抗冲改性剂增韧塑料配合物的各种现象。
综上,根据银纹一剪切带理论,弹性体改性剂粒子降低了总的银纹引发应力,并利用微粒变形和剪切带阻止银纹的增长,从而起到抗冲增韧的作用。
弹性体改性剂又可分为预定弹性体(PDE)型、非预定弹性体(NPDE)型和过渡型三类:
核一壳结构的ACR类即属预定弹性体(PDE)型,其核为软状弹性体,赋予制品抗冲性能:包围核的壳具有高玻璃化温度,主要功能是使改性剂微粒之间相互隔离、防止结团聚集,形成可自由流动的细粉颗粒,改善操作性,促进改性剂在聚合物基体中的分散以及增强改性剂与树脂基体之间的相互作用,使改性剂能够偶联到基体树脂上。
过渡型抗冲改性剂是指介于预定弹性体(PDE)型和非预定弹性体(NPDE)型抗冲改性剂之间的抗冲改性剂。过渡型抗冲改性剂结构中含有一定限度的交联弹性体,并且其在PVC熔体中能保持大部分形状,但对加工条件仍有显著的敏感性,ABS三元共聚物被认为是此类改性剂的代表。
在PVC的加工中,无论是哪一种弹性体要想起到好的抗冲改性效果,都必须和PVC有一定的相容性以便更好地与PVC相粘附。
原材料检验准备→氯化→脱酸→中和→脱碱→离心脱水→干燥→成品检验→包装入库
CPE的质量主要取决于如下因素:
(1)HDPE的分子结构、分子量及分子量分布;
(2)CPE残留结晶度的高低及氯含量;
(3)CPE表面游离氯的含量高低。
3.2 CPE在PVC门窗异型材挤出加工中的应用特点
3.2.1优良的抗冲改性效果
由于我国核一壳型ACR类抗冲性剂生产技术的不成熟导致形不成产业规模及质量水平不高、化学建材的消费需求层次以及ACR与CPE的经济质量性能比以CPE占优等各方面因素的综合影响,预计ACR用量会有所增加,但CPE仍将是我国PVC塑料建材加工抗冲改性剂的首选品种而占领抗冲改性剂市场的主导地位。
1.3乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)
9
FM-21
21.50
-
-
-
-
7.0
-
10
PA-20
26.00
-
-
-
-
2.5
-
11
KM-355
28.00
-
-
-
5.0
-
-
12
ACR201
18.00
2.0
2.0
1.5
2.0
-
2.0
13
ACR-AL-Ⅱ
19.00
-
-
-
-
-
7.0
14
Wax
14.50
1.0
1.0
0.2
0.3
-
0.1
15
OPE-1
16.50
(3)刚性粒子粒径要小,浓度要达到一定值才能增韧。这说明刚性粒子添加量要合理且粒子之间要相互隔离防止结团聚集才能获得好的增韧效果。
橡胶弹性体增韧PVC尽管已取得较为理想的效果,但却在一定程度上造成了材料强度和刚性的损失,而刚性粒子却能在保持材料固有强度和刚性的基础上增强材料的韧性,因此,刚性粒子增韧体系研究的不断深入无疑为塑料的抗冲改性开拓了新的途径。根据刚性粒子的增韧机理和条件,采用橡胶弹性体和刚性料子共同增韧PVC材料将是一个值得研究的课题,目前,我公司在该领域的研究已取得了较为显著的成效,为企业在PVC抗冲改性方面获得重大突破奠定了有力的基础。
由于MBS、ABS中含有双键,故耐候性差,因此很少在户外使用的PVC门窗异型材和管材中应用。
2、抗冲改性剂增韧热塑性塑料的方法机理及其进展
抗冲改性剂增韧热塑性塑料的方法大致包括橡胶弹性体改性和刚性无机或有机填料改性两种类型。使用刚性无机或有机填料作为抗冲改性剂的技术是80年代中期出现的非弹性体增韧方法,相应的理论体系不完善。相比之下,橡胶弹性体增韧机理的研究较为成熟。
由于CPE分子不含双键,具有良好制品的耐候性,同时具有耐燃性且热稳定性优于PVC、成本低、性能优良、应用范围广等优点,因此,自50年代中期实现工业化生产以来,得到了许多国家的重视,美国、日本、德国等国家实现了大批量、多性能、多品种生产,至今CPE仍是发达国家抗冲改性剂的主要应用品种之一。
国内CPE的生产研究起步于水相悬浮法,我国已有50余家生产厂,生产技术较为成熟,目前年产能力约在6万吨以上。由于国产CPE的性能、用途上与进口CPE已无多大差别,加之价格上的优势,当前进口CPE量已很少。CPE占国内抗冲改性剂应用市场的90%以上,是目前UPVC塑料门窗异型材和管材生产中广泛应用的冲击性能改性剂。
按照Bucknall等人的观点,弹性体抗冲改性剂在塑料制品中起应力集中的作用:当材料受力时,围绕改性剂微粒赤道附近的区域应力被放大,随离开微粒距离的增加,被放大的应力迅速减小到原来的应力水平;另外,应力由改性剂微粒赤道向两极点移动,在极点附近达到最小。究其原因,应力集中现象是由于抗冲改性剂微粒的模量与树脂差别太大所导致的。除应力集中作用外,弹性体抗冲改性剂对提高塑料抗冲击性的另一个贡献是通过自身的变形和空穴作用阻止银纹的增长。
PVC抗冲改性剂的性能及应用王凯
摘要:对PVC抗冲改性剂的性能及其抗冲增韧机理进行了较全面的论述,并对CPE的生产技术及加工应用情况作了重点介绍。
关键词:抗冲改性剂抗冲增韧CPE生产技术加工应用
1、PVC抗冲改性剂的类型及应用概况
PVC树脂是一种硬脆性材料,抗冲击强度差,一般仅为3-5kJ/m。未增塑PVC需要改进抗冲击强度的主要原因是其对缺口的敏感性,同时也需改进低温抗冲击性能。目前,通过在PVC聚合物中共混抗冲改性剂的技术,可有效地增韧脆性硬质PVC,这类抗冲改性剂是与PVC具有一定相容性的高分子弹性体,它可使共混体系既能保持UPVC的高模量、高刚性,又可大大提高其缺口冲击强度,明显改善低温冲击强度。由于共混改性方法混料过程操作简单灵活,给予了生产人员更大的选择自由性,且更具经济性,因而得到了广泛的应用。
目前,常用的UPVC抗冲改性剂有氯化聚乙烯(CPE)、聚丙烯酸酯类(ACR)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),它们都属于橡胶弹性体类抗冲改性剂。
1.1氯化聚乙烯(CPE)
CPE是由高密度聚乙烯(HDPE)在适当条件下氯化而成,HDPE经氯化后,破坏了其结晶度,使它柔软而具有橡胶类弹性体的性质。CPE的含量对改性效果影响很大,Cl含量小于25%的CPE与PVC不相容,不能用于PVC的共混抗冲改性:Cl含量为25%-40%的CPE与PVC半相容,是较好的冲击性改性剂,其中含氯量为34%-37%的CPE具有较好的加工性、分散性、抗冲击性,是PVC良好的冲击性能改性剂:Cl含量为42%以上的CPE,与PVC相容性增加且由于分子链上氯化结构含量高而使链段变硬,玻璃化转变温度较高,本身弹性较差,而不能用于PVC共混抗冲改性。
非预定弹性体(NPDE)型抗冲改性剂又称为网络聚合物(NP),CPE和EVA是此类抗冲改性剂的典型代表,通过控制CPE中的Cl、EVA中的VAc含量保证改性剂粒子与基体树脂的相容性,在加工过程中通过控制一定的工艺条件使改性剂粒子形成一个包覆PVC初级粒子的网状结构从获得良好的抗冲增韧效果。通常,当共混物温度高于200℃时,PVC初级粒子即完全熔融,致使弹性体网络转变为球体分散于PVC树脂基体中,抗冲改性效果则大幅度下降。因此,该类型抗冲改性剂获得最佳抗冲性能的加工温度范围相对较窄,对加工条件较为敏感。
国外生产ACR类抗冲改性的厂家很多,主要有美国的Rohm and Hass(罗门哈斯)公司、ATOCHEM公司,日本的钟渊化学公司、吴羽公司、三菱人造丝公司,法国的阿托公司等,核一壳型ACR类抗冲改性剂使用广泛且具有多功能性,在国外的市场占有率增长较快,市场前景较为广阔;目前,我国使用的核-壳型ACR类抗冲改性剂多依赖进口,国内仅苏州安利化工厂等少数几个厂家能生产且品种单一,远远不能满足不同型号PVC树脂的加工需要。
在UPVC门窗异型材挤出加工中,CPE的用量在8-12份之间都显示出了较好的抗冲改性效果,与ACR类抗冲改性剂相比毫不逊色(详见表1、表2)。
表1白色UPVC门窗异型材典型配方
序号
原料代号
原料单价
CPE改性配方
ACR改性配方
1#
2#
3#
4#
5#
6#
1
PVC
8.00
100
100
100
100
100
100
3、CPE的生产技术及其在PVC门窗异型材中的应用
3.1 CPE的生产技术
CPE的生产工艺有溶液氯化法、悬浮氯化法和固相氯化法三种,由于悬浮法比较经济,所以大部分CPE都是用此法生产的。我国CPE的生产研究起步于水相悬浮法,目前此法技术已较为成熟,因此而被大多数厂家所采用,我公司CPE的生产亦采用该工艺,其生产工艺流程如下:
2
CPE
13.00
8
8
10