PVC树脂热稳定性评价的检测分析
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关键词 PVC 树脂；热稳定性评价；刚果红法；老化白度法
中图分类号：TQ325.3 文献标识码：B 文章编号：1008-0899（2018）02-0042-03
聚氯乙烯具有优异的性能，有良好的难燃性、 耐磨性、抗化学腐蚀性、良好的耐候性、尺寸稳定性 以及绝缘性；其综合力学性能、透明性、隔热性、消 声和消震性也好，这些优良的性能使得 PVC 几乎可 以应用于任何领域。PVC 树脂在生产过程中,因聚 合工艺配方、原料杂质含量等影响,不可避免地在 PVC 分子链上形成不同程度的缺陷结构,而 PVC 树脂是在高温条件下进行加工制成塑料制品的,这 些缺陷结构使 PVC 树脂不够稳定,受热时容易分解 释放出氯化氢,氯化氢又能促进 PVC 大分子链脱氯 化氢反应,导致聚合物降解,引起产品变色,制品力学 性能下降,严重制约着 PVC 树脂的使用范围和制品 寿命。许多用户对 PVC 树脂的热稳定性提出了更 高要求。 1 静态稳定性刚果红法 1.1 测试原理
PVC 共混物或制品的试料在不通过空气并保 持一定温度至其上面的刚果红试纸颜色由红变蓝。 如果使用普通试纸，适宜的颜色变化对应 pH=3，颜 色变化所需时间为稳定时间。 1.2 测试仪器
试 管 ：外 径 约 17mm；壁 厚 约 0.4mm；长 度 ≥ 150mm。细玻璃管：内径（2～3）mm，长约 100mm。 塞子：中心钻一个能插入细玻璃管。油浴：容积不
当试管中的刚果红试纸出现明显的由红变蓝 标志时，停止计时。当使用普通试纸时，最后点对 应颜色指示为 pH=3，停止计时。 1.4 测试结果
表 1 不同样品在 180℃和 200℃刚果红试纸的变色时间
样品名称
180℃
200℃
样品 1 样品 2 样品 3
样品 4
样品 5 样品 6
4 ′ 43 ″ 05 5 ′ 01 ″ 01 5 ′ 01 ″ 07
石河子科技
SHIHEZI KEJI SHIHEZI SCIENCE AND TECHNOLOGY
总第 237 期
PVC 树脂热稳定性评价的检测分析
（新疆天业（集团）有限公司，石河子市，832000） 陈建敏
摘要 PVC 树脂在加工和使用过程中，产生热降解释放出氯化氢，并因为多烯双键的生存和增多而使 颜色加深。PVC 热稳定性测试方法均是基于此原理设定的,如何提高 PVC 树脂的热稳定性满足用户的需求 已成为众多聚氯乙烯生产企业竞相研究的课题和追求的目标,同时检测部门将此检测项目列为重点研究分 析,主要有变色法、刚果红法、白度法、pH 值法、电导法等，这里主要介绍静态稳定性刚果红法、老化白度法及 双辊炼塑动态热稳定性。三种 PVC 树脂热稳定性评价的检测方法，分析了在测试过程中的检测细节。
态稳定性越好。不同载体刚果红对照情况见表 2。 表 2 不同载体刚果红对照
批号 硅油（S） 三甘醇（S） 型号
样品 1 211
130
SG8
样品 2 272
187
SG5
样品 3 217
147
SG7
- 42 -
石河子科技
SHIHEZI KEJI SHIHEZI SCIENCE AND TECHNOLOGY
第 1 期 2018 年 2 月
备注 ：GB/T2917-1982 ，三甘醇可作为载体 ，也可选择满
足要求的其他热载体。
1.5 测试注意事项 定期对油浴锅温度进行校正。试管的外径、壁
厚、长度及细玻璃管的内径、长度必须符合规范。 刚果红试纸变色范围从微紫—微蓝—蓝色需做了 大量试验，同时用普通 pH 试纸进行比对。热载体 对结果有一定的影响。 2 白度法 2.1 测试原理
聚氯乙烯树脂在高温下发生分解反应的同时， 呈现出白度下降。而不同样品在相同受热条件下 得到的白度存在差别，从而体现出耐热性的不同。 本标准根据这一特性，采用热试验箱，将试样在规 定条件下受热后，测定白度。所测结果可作为样品 间在规定条件下耐热性的相对比较值。 2.2 测试仪器
白度仪，应符合下列条件：测量系统的照明与 探测条件为 d/0 或符合国际照明委员会（CIE）规定 的其他结构。所测白度为 R457 白度；测量系统的 光谱特性为主峰波长 457nm，半峰宽 44nm；仪器读 数最小值 0.1%，重复性≤0.5%。
小于 10L，控温精度 0.5℃，具有绝热盖板，板面钻有 能插入试管的孔。温度计：精度 0.1℃；秒表。 1.3 测试步骤
将制备好的试料放入试管中，高度约 50mm，轻 微振动，不应使试料装得过实或粘在试管壁上。
将试纸一端卷起插入玻璃管，将细玻璃管插入
塞子中，并调节试纸底部距试料表面高度。
将准备好的试管浸入已达测试温度的油浴中 至试样表面同一高度，开始计时。
4 ′ 27 ″ 17
5 ′ 03 ″ 02 4 ′ 35 ″ 00
3 ′ 29 ″ 08 3 ′ 30 ″ 08 3 ′ 11 ″ 07
3 ′ 10 ″ 04
3 ′ 21 ″ 32 3 ′ 31 ″ 00
由表 1 可知，不同样品在 180℃和 200℃刚果红
试纸的变色时间不同，变色时间越长表明该样品静
热实验箱，带转盘和鼓风，箱内温度均匀，可控 制 在（130～200）℃ ± 1℃ ；试 样 瓶（或 称 量 瓶），Ф 70mm×35mm,不具盖，壁厚均匀，质量为（45±5）g；天 平，准确至 0.1g；试验筛，筛孔尺寸为 0.250mm；样品 勺（或不锈钢汤勺）；秒表。 2.3 测试步骤
称取（9.5～10.5）g 试样，均匀平铺在试样瓶底 部。热试验箱升至规定温度后，打开箱门，迅速地 把该试样瓶放在箱内的转盘上，此时试样瓶的上平
面与温度计的垂直距离应为 1cm，并立即关门计时， 同时开动转盘。此时箱内温度与规定温度的差不 应大于 5℃，并应在 2min 内升至规定温度。距规定 的受热时间±5s 时，关停转盘，取出试样瓶。及时用 样品勺把试样瓶中结块的试样搅成粉末待测。将 待测试料置于样品池中，并超过池框表面。用玻璃 板压实，使表面平整无凸凹、斑痕等现象。将此样 品池放在仪器的样品座上测定白度，再将样品池在 座上水平旋转 90°测定白度，取其算术平均值为测 定值。 2.4 测试结果
中图分类号：TQ325.3 文献标识码：B 文章编号：1008-0899（2018）02-0042-03
聚氯乙烯具有优异的性能，有良好的难燃性、 耐磨性、抗化学腐蚀性、良好的耐候性、尺寸稳定性 以及绝缘性；其综合力学性能、透明性、隔热性、消 声和消震性也好，这些优良的性能使得 PVC 几乎可 以应用于任何领域。PVC 树脂在生产过程中,因聚 合工艺配方、原料杂质含量等影响,不可避免地在 PVC 分子链上形成不同程度的缺陷结构,而 PVC 树脂是在高温条件下进行加工制成塑料制品的,这 些缺陷结构使 PVC 树脂不够稳定,受热时容易分解 释放出氯化氢,氯化氢又能促进 PVC 大分子链脱氯 化氢反应,导致聚合物降解,引起产品变色,制品力学 性能下降,严重制约着 PVC 树脂的使用范围和制品 寿命。许多用户对 PVC 树脂的热稳定性提出了更 高要求。 1 静态稳定性刚果红法 1.1 测试原理
PVC 共混物或制品的试料在不通过空气并保 持一定温度至其上面的刚果红试纸颜色由红变蓝。 如果使用普通试纸，适宜的颜色变化对应 pH=3，颜 色变化所需时间为稳定时间。 1.2 测试仪器
试 管 ：外 径 约 17mm；壁 厚 约 0.4mm；长 度 ≥ 150mm。细玻璃管：内径（2～3）mm，长约 100mm。 塞子：中心钻一个能插入细玻璃管。油浴：容积不
当试管中的刚果红试纸出现明显的由红变蓝 标志时，停止计时。当使用普通试纸时，最后点对 应颜色指示为 pH=3，停止计时。 1.4 测试结果
表 1 不同样品在 180℃和 200℃刚果红试纸的变色时间
样品名称
180℃
200℃
样品 1 样品 2 样品 3
样品 4
样品 5 样品 6
4 ′ 43 ″ 05 5 ′ 01 ″ 01 5 ′ 01 ″ 07
石河子科技
SHIHEZI KEJI SHIHEZI SCIENCE AND TECHNOLOGY
总第 237 期
PVC 树脂热稳定性评价的检测分析
（新疆天业（集团）有限公司，石河子市，832000） 陈建敏
摘要 PVC 树脂在加工和使用过程中，产生热降解释放出氯化氢，并因为多烯双键的生存和增多而使 颜色加深。PVC 热稳定性测试方法均是基于此原理设定的,如何提高 PVC 树脂的热稳定性满足用户的需求 已成为众多聚氯乙烯生产企业竞相研究的课题和追求的目标,同时检测部门将此检测项目列为重点研究分 析,主要有变色法、刚果红法、白度法、pH 值法、电导法等，这里主要介绍静态稳定性刚果红法、老化白度法及 双辊炼塑动态热稳定性。三种 PVC 树脂热稳定性评价的检测方法，分析了在测试过程中的检测细节。
态稳定性越好。不同载体刚果红对照情况见表 2。 表 2 不同载体刚果红对照
批号 硅油（S） 三甘醇（S） 型号
样品 1 211
130
SG8
样品 2 272
187
SG5
样品 3 217
147
SG7
- 42 -
石河子科技
SHIHEZI KEJI SHIHEZI SCIENCE AND TECHNOLOGY
第 1 期 2018 年 2 月
备注 ：GB/T2917-1982 ，三甘醇可作为载体 ，也可选择满
足要求的其他热载体。
1.5 测试注意事项 定期对油浴锅温度进行校正。试管的外径、壁
厚、长度及细玻璃管的内径、长度必须符合规范。 刚果红试纸变色范围从微紫—微蓝—蓝色需做了 大量试验，同时用普通 pH 试纸进行比对。热载体 对结果有一定的影响。 2 白度法 2.1 测试原理
聚氯乙烯树脂在高温下发生分解反应的同时， 呈现出白度下降。而不同样品在相同受热条件下 得到的白度存在差别，从而体现出耐热性的不同。 本标准根据这一特性，采用热试验箱，将试样在规 定条件下受热后，测定白度。所测结果可作为样品 间在规定条件下耐热性的相对比较值。 2.2 测试仪器
白度仪，应符合下列条件：测量系统的照明与 探测条件为 d/0 或符合国际照明委员会（CIE）规定 的其他结构。所测白度为 R457 白度；测量系统的 光谱特性为主峰波长 457nm，半峰宽 44nm；仪器读 数最小值 0.1%，重复性≤0.5%。
小于 10L，控温精度 0.5℃，具有绝热盖板，板面钻有 能插入试管的孔。温度计：精度 0.1℃；秒表。 1.3 测试步骤
将制备好的试料放入试管中，高度约 50mm，轻 微振动，不应使试料装得过实或粘在试管壁上。
将试纸一端卷起插入玻璃管，将细玻璃管插入
塞子中，并调节试纸底部距试料表面高度。
将准备好的试管浸入已达测试温度的油浴中 至试样表面同一高度，开始计时。
4 ′ 27 ″ 17
5 ′ 03 ″ 02 4 ′ 35 ″ 00
3 ′ 29 ″ 08 3 ′ 30 ″ 08 3 ′ 11 ″ 07
3 ′ 10 ″ 04
3 ′ 21 ″ 32 3 ′ 31 ″ 00
由表 1 可知，不同样品在 180℃和 200℃刚果红
试纸的变色时间不同，变色时间越长表明该样品静
热实验箱，带转盘和鼓风，箱内温度均匀，可控 制 在（130～200）℃ ± 1℃ ；试 样 瓶（或 称 量 瓶），Ф 70mm×35mm,不具盖，壁厚均匀，质量为（45±5）g；天 平，准确至 0.1g；试验筛，筛孔尺寸为 0.250mm；样品 勺（或不锈钢汤勺）；秒表。 2.3 测试步骤
称取（9.5～10.5）g 试样，均匀平铺在试样瓶底 部。热试验箱升至规定温度后，打开箱门，迅速地 把该试样瓶放在箱内的转盘上，此时试样瓶的上平
面与温度计的垂直距离应为 1cm，并立即关门计时， 同时开动转盘。此时箱内温度与规定温度的差不 应大于 5℃，并应在 2min 内升至规定温度。距规定 的受热时间±5s 时，关停转盘，取出试样瓶。及时用 样品勺把试样瓶中结块的试样搅成粉末待测。将 待测试料置于样品池中，并超过池框表面。用玻璃 板压实，使表面平整无凸凹、斑痕等现象。将此样 品池放在仪器的样品座上测定白度，再将样品池在 座上水平旋转 90°测定白度，取其算术平均值为测 定值。 2.4 测试结果