PVC增韧改性新进展

２．３ Ｎ Ｂ Ｒ 增韧 Ｐ Ｖ Ｃ ［１１］ ＮＢＲ 增 韧 改 性 ＰＶＣ 就 是 通 过 加
态结构， 各组分的分子量， 共混物中 ＥＶＡ 的 含 量 ， ＥＶＡ 中 的 ＶＡｃ 含 量 ， ＥＶＡ－ ＰＶＣ 接枝共聚物中 ＰＶＣ 支链的 长 度 ， 游 离 ＥＶＡ 及 游 离 ＰＶＣ 数 量 等 因素而变化。控制这些影响因素就可 制 取 不 同 性 能 的 ＰＶＣ／ＥＶＡ 共 混 物 以 适用于不同的场合。
的 第 二 位 。 但 根 据 Ｖｉｎｃｅｎｔ ［１］ 关 于 聚 聚 ， 如 氯 乙 烯 与 丙 烯 酸 辛 酯 的 共 聚 ；
合 物 脆 性 － 韧 性 断 裂 行 为 的 表 征 ， （ ２） 弹性体与氯乙烯的接枝共聚， 如乙
ＰＶＣ 属 于 一 种 脆 性 材 料 ， 这 种 韧 性 丙 橡 胶 与氯 乙 烯的 接 枝 共 聚；乙 烯－ 醋
日本钟渊化学工业株式会社生产 的 ＫＡＮＥ ＡＣＥ Ｂ 系 列 产 品 就 是 ＰＶＣ 耐 冲 击 强 度 改 性 剂 ＭＢＳ 产 品 ， 可 以 很好地改善聚氯乙烯耐冲击强度和加 工性能。在聚氯乙烯配方中添加 ＫＡＮＥ ＡＣＥ Ｂ， 制 品 的 冲 击 强 度 就 得 到明显的改善， 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。 ＫＡＮＥ ＡＣＥ Ｂ 呈粉末状， 适合与聚氯乙烯干混 合。其混合物通过吹塑、压延、挤出 和注塑成型可制成瓶子、膜、薄片、 管材、型材和管件等各种硬质、半硬 质制品。目前， 其市场占有量约为世 界 ＭＢＳ 树 脂 市 场 的 二 分 之 一 。 典 型 型 号 Ｂ－ ５２１， 适 合 于 片 材 、 薄 膜 、 板 材， 低温强度优良。
料， 一直是众多 一般在树脂合成厂中方可实现， 因此
研究者和商家追 对大多数 ＰＶＣ 加工用户而言是不切实
求的目标。
际的； 而物理改性是将改性剂与 ＰＶＣ
ＰＶＣ 的增韧 共混， 使其均匀地分散到 ＰＶＣ 中， 从
改性可分为化学 而起到增韧改性的作用， 该方法简单
改 性 和 物 理 改 易行， 是被广泛采用且最有发展前途
性。化学改性就 的增韧方法。硬 ＰＶＣ 的增韧改性剂很
是通过接枝、共 多， 大体可分为弹性体增韧改性剂和
交联等反应方法 非弹性体增韧改性剂， 效果较好的有
对 ＰＶＣ 进 行 改 ＥＶＡ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＡＢＳ、ＭＢＳ、ＡＣＲ、ＣＰＥ、
ＰＶＣ 双壁波纹管
性， 常用的 ＰＶＣ 化学增韧改性方
ＡＳ、ＰＳ、超细 ＣａＣＯ３、纳米粒子等。
２ 弹性体增韧 Ｐ Ｖ Ｃ
世 界 许 多 国 家 竞 相 展 开 对 ＭＢＳ 的 开 发研究。
弹 性 体 增 韧 ＰＶＣ 是 一 种 传 统 的
ＭＢＳ 与 其 他 类 型 的 改 性 剂 一 样 ，
方法， 其发展已较为 成 熟 。用于 增 韧 是 通 过 与 ＰＶＣ 共 混 组 成 ＰＶＣ／ＭＢＳ 共
ＰＶＣ 增韧改性新进展
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｒｅｃｅｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ ＰＶＣ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ
摘要：本文对目前 Ｐ Ｖ Ｃ 的增韧改性机理以及主要增韧剂种类进行了介绍，同 时对目前市场上主要应用的增韧助剂 Ｃ ＰＥ、Ｍ Ｂ Ｓ、Ａ Ｃ Ｒ 的情况进行了介绍。 从增韧效果来看，弹性体增韧可以取得良好的增韧效果，但却会使体系的其它 力学性能降低，例如冲击强度；因此又出现了非弹性体增韧方法，这种方法不 仅可以增韧 Ｐ Ｖ Ｃ ，并且可以使体系其它力学性能保持不变或是提高。 关键词：Ｐ Ｖ Ｃ 增韧；弹性体；非弹性体；增韧机理
连续相中， 由于
ＰＶＣ 与 ＣＰＥ 相 容 性 较 好 ， 共 混
连 续 相 与 分 散 相 体系在断裂过程中产生网丝结构， 网
之 间 的 杨 氏 模 量 丝 结 构 与 ＣＰＥ 用 量 密 切 相 关 ， 是 脆－
和 泊 松 比 不 同 ， 韧转变后体系发生塑性变形的结果，
在 两 相 界 面 产 生 是 ＰＶＣ 基 体 韧 性 突 增 的 主 要 原 因 。
前言
聚 氯 乙 烯（ ＰＶＣ） 具 有 不 易 燃 、 耐 腐蚀、绝缘、耐磨损、价格低廉、原 材料来源广泛等优点， 广泛地应用于 管材、棒材、薄膜、绝缘材料、防腐 材料、建筑材料等方面， 其产量仅次
于 聚 乙 烯（ ＰＥ） 而 居 于 世 界 树 脂 产 量 法有 ［２］：（ １） 乙烯基单体与氯乙烯的共
界面， 甚至在粒子周围存在着空穴。 受冲击时， 界面易脱粒而形成微小的 空穴， 空穴的产生可吸收部分能量， 也可引发银纹吸收能量， 从而提高材 料的冲击强度。
１．３ 无机刚性粒子增韧机理 当 ＲＩＦ 与 ＰＶＣ 基 体 粘 合 较 好 时 ，
ＲＩＦ 的 存 在 可 产 生 应 力 集 中 效 应 ， 引 发大量的银纹， 并阻止银纹的发展， 促使基体发生剪切屈服， 吸收大量的 冲击能， 从而达到增韧的目的。 １．４ 纤维状填料增韧机理
一 种 较 高 的 静 压 通过研究发现：
力， 在基体与分
（ １） 随 ＣＰＥ 用 量 增 加 ， ＰＶＣ／ＣＰＥ
散 相 界 面 粘 合 良 共混体系的冲击强度逐渐增加， 冲击
好 的 前 提 下 ， 这 性能曲线呈“Ｓ”型。
种高的静压力使
（ ２） ＰＶＣ／ＣＰＥ 共 混 体 系 随 ＣＰＥ 用
分散相粒子易于 量增加， 冲击断面出现“网丝”或
■ 景晨丽
陈立新
宋家乐
ＡＢＳＴＲＡＣＴ： Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｘｐｌａｉｎｓ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｏｆ ＰＶＣ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ， ＣＰＥ、 ＭＢＳ ａｎｄ ＡＣＲ。 Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｓｐｅａｋｉｎｇ， ｅｌａｓｔｏｍｅｒ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ａ ｇｏｏｄ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ， ｂｕｔ ｗｈｉｃｈ ａｌｓｏ ｄｅｓｔｒｏｉｅｓ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．ｙｅｔ， ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｎｏｎ－ ｅ－ ｌａｓｔｏｍｅｒ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ＰＶＣ ｓｙｓｔｅｍ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｒｅ－ ｍａｉｎ ｏｒ ｐｒｏｍｏｔｅ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＰＶＣ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ； ｅｌａｓｔｏｍｅｒ； ｎｏｎ－ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ； ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｏｕｇｈ－ 陈伟伟 ｅｎｉｎｇ
态 ， ＣＰＥ 增 韧 ＰＶＣ 时 多 发 生 剪 切 应 力屈服， 引发大量剪切带。
但 是 ＣＰＥ 改 性 ＰＶＣ 的 缺 点 是 材 料透明性差， 拉伸强度低， 且只有在 相对窄的加工范围内才能获得最佳的 冲击改性效果， 近年 来 ， ＣＰＥ 系列 的 新 产 品 较 少 ， 主 要 是 由 于 ＣＰＥ 作 抗 冲改性剂已应用很长时间。据报道， 匈牙利 Ｏｎｇｒｏｔｒａｄｅ 公司开发了 ＣＰＥ 冲 击 改 性 剂 ＯｎｇｒｏＣＰＥＨ１３６２０， 用 于 ＰＶＣ 配 合 料 制 作 门 窗 异 型 材 、 煤 气 管 材 等 ［８－ ９］。
差 的 缺 陷 大 大 地 限 制 了 ＰＶＣ 的 进 一 酸乙烯共聚物 （ＥＶＡ） 与氯乙烯的接枝
步 发 展 及 广 泛 应 用 。 因 此 ， 对 ＰＶＣ 共聚。化学改性的优点是增 韧 改 性效
进行增韧改性研究， 从而得到高强、 果显著， 不足之处是要经过复杂的化
高 韧 的 ＰＶＣ 材 学 反 应 ， 对 工 艺 、 设 备 有 更 多 要 求 ，
ＰＶＣ 草坪
（ １） 冷 拉 机 理： 刚性粒子圆
ＰＶＣ 的 弹 性 体 除 橡 胶 （ 如 丁 腈 橡 胶 、 天 然 橡 胶 、 丁 苯 橡 胶 等） 外 ， 还 有
形 或 椭 圆 形 粒 子 ＭＢＳ、ＣＰＥ、ＳＢＳ、ＡＢＳ 等弹性体。
均 匀 分 散 于 ＰＶＣ ２．１ Ｃ Ｐ Ｅ 增韧 Ｐ Ｖ Ｃ ［７］
屈 服 而 产 生 冷 拉 “须根”现象， 韧性断裂特征非常明
伸分散相粒子被拉长， 产 生大 的 塑性 显 ；ＣＰＥ 是 线 形 分 子 以 网 络 分 散 在
形变， 刚性粒子发生脆 韧转 变 ， 从而 ＰＶＣ 基 体 中 ， 两 相 相 容 性 较 好 ， 相
吸收大量的冲击能量， 提 高 材 料的 韧 容 性 好 是 ＣＰＥ 增 韧 效 果 较 高 的 原 因
性。刚性粒子拉伸时促使其周围的基 之一。
体发生屈服， 同时吸收一定的能量， 使 ＰＶＣ 的冲击强度得以提高。
（ ３） 改 性 ＰＶＣ 的 二 元 共 混 体 系 ， 在变形过程中存在不同能量耗散机制
（ ２） 空 穴 增 韧 机 理：相 容 性 较 差 的 间的竞争。这种竞争取决于 各 组分 的
体系， 刚性粒子与基体之间有明显的 结构、特性以及各组分所处的应力状
①低 温 特 性 好 。 加 入 ６０ 份 ＤＯＰ （ 邻 苯 二 甲 酸 二 辛 酯） 的 软 ＰＶＣ， 脆 化 温 度 为 － ４０℃， 而 相 应 软 化 度 的 ＰＶＣ／ＥＶＡ 共 混 物 ， 脆 化 温 度 降 为 － ７０℃。
② 增 塑 效 果 稳 定 。 因 为 ＥＶＡ 不 会象低分子增塑剂那样因挥发、抽出
１ 增韧机理的研究
目前， 关于 ＰＶＣ 增韧改性的机理 有很多， 具有代表性的主要有 ４ 种。 １．１ 弹性体增韧机理［３－６］
（ １） 剪切屈服－ 银纹化理 论 ： 弹 性 体粒子以颗粒状均匀地分散于基体连 续 相 中 ， 形 成 宏 观 均 相 、微 观 分 相（ 海 岛 相 结 构） 。 弹 性 体 粒 子 充 当 应 力 集 中体， 诱发基体产生大量的剪切带和 银纹； 大量剪切带和银纹的产生和发 展要消耗大量的能量， 从而使材料的 冲击强度大幅度提高。粒子又可终止 银纹和剪切带的发展， 使其不致发展 成为破坏性的裂纹； 此外， 剪切带也 可阻滞、转向并终止银纹或已存在的 小裂纹的发展， 促使基体发生脆－ 韧 转变， 同样提高材料的韧性。