原料选择配方(原)

第2章原料选择与配方设计

2.1 配方设计

2.1.1 配方设计的重要性

为满足制品成型加工和使用性能的要求，合理选用树脂和助剂并科学确定其配比后所形成的复合体系，即合理配方不但能使制品原有性能得到某种程度的改善，而且功能性助剂还可赋予塑料材料制品崭新的性能。由此可见，在塑料成型加工中塑料配方是十分重要的。

2.1.2 配方设计的原则

要掌握好的塑料配方首先要了解和掌握塑料材料的性能，了解每种树脂和助剂的长处和短处，发挥各种助剂的最大功效，树脂与助剂之间，助剂与助剂之间产生协同效应。也就是优选树脂，优选助剂，优化其用量和配比。这是塑料配方的核心问题，只有这样才能满足制品成型加工和使用性能的要求，生产出高质量的塑料制品。

2.1.3 配方设计的依据

（1）制品性能的要求

①充分了解制品规定的各项性能指标，有标准的应以较高一级的标准为依

据。

②了解制品使用环境，使用方法以及使用中可能出现的问题。

③了解市场信息，消费者的兴趣、爱好和销售趋势。

（2）原材料的选择

①原材料的作用和性质。

②原材料相互影响，发挥原材料间的协同作用，获得最佳效果。

③原材料的质量及其检验。

④原材料的用量与制品性能、成型工艺的联系。

⑤原材料的价格。在不影响产品质量的前提下，降低成本。

（3）对成型设备和生产条件的了解

①物料在成型设备中的受热过程和受热行为。

②物料在成型设备中的受力方式、受力过程和受力行为。

③物料在成型设备中的停滞时间。

④机头、模具的结构特点与物料流变行为的关系[3]。

2.2 原料的选择

2.2.1 PVC树脂的选择

目前的合成工艺方法分为：悬浮法、乳液法、本体法和溶液法。而工业化生产的PVC树脂主要以悬浮法和乳液法为主，而悬浮法生产树脂的应用更为普遍[4]。

PVC为悬浮法通用树脂，根据技术要求和用途不同，分为SG-1～SG-8八种型号，不同型号悬浮法PVC树脂的性能指标列表如下

PVC组分与型号的区别见表2-1

表2-1 PVC组分与型号的区别

型号PVC-

SG1

PVC-S

G2

PVC-S

G3

PVC-S

G4

PVC-S

G5

PVC-S

G6

PVC-

SG7

粒数

VN （ml/ g）145以

上

135～14 125～35

120～

125

110～20 95 ～10 85～95

绝对

粘度/Mpa. s 2.1以

上

2.0～2.1 1.9～2.0 1.8～1.9 1.7～1.8 1.6～1.7

1.5～

1.6

平均聚合度p 1360

以上

1240～

1360

1100～

1240

1000～

1100

870～

1000

730～

870

620～

730

K值74.6

以上

72～74 70～72 68～70 65～70 62～68 60～62

对PVC树脂而言，型号不同，直接影响到最终产品的生产工艺和产品质量。一般来讲，聚合度越高，则熔体粘数越大，流动性越差，给加工带来的困难也愈大，但树脂的物理机械性能、耐热性愈好。从SG-1型、SG-2型、SG-3型主要用于电绝缘材料及膜的生产，SG-4型用于制造工业和民用薄膜及管材的生产；SG-7、SG-8型用于硬质注塑管件的生产。型材生产多选择SG-5、SG-6型PVC树脂。对于壁薄、模具结构复杂或断面较大的型材产品，往往选择SG-6型树脂或粘数（η值）较小的SG-5型树脂；而对于常用结构则以SG-5型树脂为主。

制造PVC异型材时，通常选用K值为65～68。聚合度为870～1000的PVC-SG5

型树脂较为适宜[5]。

在国内众多厂家中我选择天津石化厂生产的PVC-SG5树脂，它不仅质量好，价格便宜，而且运输方便。

2.2.2 增塑剂的选择及用量

增塑剂的作用是削弱PVC分子间的作用力，从而降低软化温度，减小熔体的粘度，增加流动性，改善PVC的加工性能和制品的柔韧性。但我需要的是硬质PVC树脂异型材，所以我不加增塑剂。

2.2.3 热稳定剂的选择和用量

塑料在成型加工中因热、摩擦、剪切等物理作用和使用过程中因热、光、氧等外界条件作用而发生降解，从而使制品性能变坏，甚至失去使用价值。PVC树脂的分子结构具有活性基团，在受热100℃左右或强剪切作用下就会降解释放出HCL气体，使PVC渐渐由白色变棕色至黑色，同时，HCL气体还具有自动催化作用，促使PVC树脂进一步降解。在160℃左右的成型加工温度下，降解反应加速，脱HCL的同时还发生变色、交联，从而使性能变坏。为抑制这种现象发生，需添加热稳定剂。优良的热稳定剂具有以下功能：①吸收或中和加工和使用过程中脱出的HCL，终止其自动催化作用；②置换PVC分子链中不稳定的氯原子，抑制脱HCL反应；③与聚合分子中的双键发生加成反应，消除或减缓制品变色；④防止分子结构氧化；⑤中和PVC树脂中杂质，如催化剂残基、端基等。

热稳定剂主要分以下几类：铅盐类、金属皂类、有机锡类及复合稳定剂类。

（1）铅盐类热稳定剂主要靠吸收PVC分解产生的HCL，阻止HCL对PVC的催化降解作用。这类稳定剂的特点是稳定作用强，价格低廉，但铅盐有毒，也在一定范围内限制了它的应用。常用的有三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅等。

（2）金属皂类热稳定剂是铅、钙、钡等金属与硬脂酸、月桂酸等生成的皂类。主要有硬脂酸盐、月桂酸盐、蓖麻油酸盐等。

（3）有机锡类热稳定剂具有良好的耐热性和透明性，可单独使用，也可与金属皂类稳定剂并用。用量少（一般0.9～1.5份），但稳定功效优异。

（4）复合稳定剂包括三种：①以金属皂类或盐类为基础的液体复合物；②上述基础的固体复合物；③以有机锡稳定剂为基础的复合物；④单体铅盐的复配体系；⑤铅盐/稀土的复合体系。

我选择主热稳定剂为复合稀土稳定剂，用量为3.5份。因为无毒、效率高、高透明、耐侯性好。而且我国是稀土的资源大国（占世界总储量的80%）亦第一大国。

同时，我又选择辅热稳定剂为环氧大豆油，用量为1份。这样主热稳定剂和