PVC加工助剂-ACR的应用和有效的把产品卖给客户
PVC用ACR加工助剂的作用
and Technology , Qingdao 266042 ,China)
关键词 PVC 加工助剂 ACR
加工助剂对 PVC 熔融加工有很大影响 , 而对 其物理性能几乎没有影响 。PVC 的加工需要控制 PVC 的熔融状态和最终熔融流变性 。PVC 的加工 也包括与不同助剂的混合 , 如填料 、抗冲击改性剂 和颜料 。加工助剂能促进树脂融化 、改进树脂熔体 流变性和润滑性能 。
6 对表面质量的影响
36
塑料助剂
2004 年第 5 期 (总第 47 期)
在板材压延时产生表面缺陷是熔体断裂的结 果 。这个情况在门窗注射成型时有时出现 。熔体断 裂与共混料配方 、剪切力 、剪切速率和加工温度 有关 。当熔体的剪切应力超过材料的临界应力值 时 , 稳定的熔体流动被破坏 , 熔体发生断裂 。临 界剪切应力可以用毛细管流变仪来测定 。加工生 产速度受到这个临界剪切应力的限制 。通过改进 加工条件和重新设计离模条件 , 就可以获得更高 的剪切应力 。另一种方法就是用适合的加工助剂 来改变熔体熔融流变性 。通过改变加工条件和添 加加工助剂 , 可以在很宽的生产条件下生产 , 从 而增加产量 。
图 1 PVC 颗粒形成过程
加工助剂对 PVC 融化的影响 (见图 2) 可以采 用不同方式检测 , 最常用的测定仪器是哈克流变 仪和 Brabender 塑度仪 。
较低温度的第一个扭矩峰是粉料粉碎成次级 颗粒所需的扭矩 。第二个扭矩峰是树脂颗粒和次
ACR研究——精选推荐
ACR研究关于ACR加⼯助剂的介绍⼀、PVC加⼯助剂简介加⼯助剂在国外最早由美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司于1958年⾸先开发成功，同年推出第⼀个牌号K-120。
此后，国外许多公司开始纷纷涉⾜这⼀领域，开发出相类似的产品。
70年代之后，随着PVC制品的迅速增长，加⼯助剂得到了⼴泛应⽤。
⽬前，国外主要⽣产⼚家及相关产品有⽇本三菱（MITSUBSHI ROYAL）公司P系列、钟渊化学（KANEKA）PA系列、美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司K系列、德国熊牌（BEAR）F系列，阿托菲娜（ATOFINA） P系列，还有韩国LG化学的PA系列等。
国内较早从事PVC加⼯助剂研究的是北京化⼯研究院、⼭西化⼯研究所等。
上海珊瑚化⼯⼚于80年代初最早实现⼯业化⽣产，推出的牌号国内统称为ACR201、ACR401。
进⼊90年代后期，随着我国聚氯⼄烯⾏业的发展，特别是塑料异型材和塑料管道⾏业的迅猛发展，对加⼯助剂的需求量也迅速增长,⽬前⼭东产量第⼀，江苏、浙江紧随其后。
据不完全统计，2005年全国共⽣产各类PVC 加⼯助剂5万吨左右，其中⼭东省占全国助剂⽣产总量的70%以上。
国内主要⽣产ACR的⼚家如下：国外对抗冲改性剂ACR的研究始于20世纪70年代，并于1972年由罗姆哈斯公司推出了第⼀个丙烯酸酯类抗冲改性剂KM-323B。
随后⽇本钟渊推出了FM 系列，阿托菲娜推出了D系列，LG化学推出了IM系列。
抗冲改性剂ACR与加⼯助剂ACR都是丙烯酸酯聚合物，但因其配⽅⽐例和结构不同⽽性能⼤不相同，抗冲ACR中甲基丙烯酸甲酯约占10-20%，⽽丙烯酸酯约占80-90%。
ACR属于核壳结构的冲击改性剂，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸⼄酯⾼聚物组成的外壳，以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。
抗冲改性剂ACR象MBS⼀样同为核壳结构。
与MBS、CPE等抗冲改性剂相⽐，其加⼯性能和耐候性能好，表⾯光洁度⾼，尤其适⽤于户外制品，在国外，丙烯酸酯类抗冲改性剂因其环保，性能优良，耐候性能⾼已经取代CPE抗冲改性剂。
ACR简介
一、ACR简介ACR树脂是由甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸酯类单体经乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物，兼具有抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂。
主要用于硬、半硬聚氯乙烯（PVC）制品中特别是化学建材，如异型材、管材管件、板材、发泡材料（管材、板材）、木塑等。
它不仅能提高制品的抗冲击性能而且可以明显地改善树脂的熔体流动性、热变形性、耐候性及制品表的光泽等显示出优异的综合性能。
可分为加工改性剂和抗冲改性剂两大类：以改善塑料冲击性能为目的而使用的助剂称为抗冲改性剂，具有核-壳结构；加工型ACR以改善PVC的加工性能为主要目的。
二、ACR在PVC加工中的应用⑴促进PVC的熔融。
一般用于由悬浮聚合和本体聚合生产的PVC，颗粒状直径为100微米左右，颗粒中的初级粒子大小约为1微米。
为了使加工成有用的熔融状态需要加热和增加剪切力以使PVC 颗粒分散为初级粒子，并通过初级粒子界于分子间的相互扩散形成熔体，但是粒状PVC对热量和剪切力的传递不佳，使得形成的熔融体不均匀，有的部分已经全部熔化，而另一部分还可能保持颗粒状态。
ACR加工助剂通过增加热量和剪切力的传递促进PVC熔融，因加工助剂与PVC具有混熔性和较高的分子量，其颗粒在PVC体系中增加摩擦力，使熔融过程加速，并使熔融体更加均一，使模制品等缺陷减少，表面状态和外观得以改善，PVC制品的物理机械性能得到提高。
⑵改进熔融流变性PVC熔融体系为粘弹性流体既有粘性，阻滞熔融体流动；又有弹性，变形后倾向回复初始状态。
这两种性能皆在很大程度上依赖于PVC体系聚合物分子的缠结状态ACR加工助剂分子插入分子链之间，起着缠结和交联作用。
因此可以明显增加PVC熔融体的粘性和弹性。
⑶改进润滑性能许多聚合物因其本身化学性质决定在加工过程中易于粘结到热的金属表面，添加润滑剂可以减少或避免此类问题。
目前已经有很多常规润滑剂可以使用。
但ACR不仅能促进PVC 加工改性，而且有促进外部润滑的作用，使用有润滑作用的ACR对PVC的透明性并无影响，也不会产生加工后的迁移。
PVC型材常用助剂及配方设计
PVC型材常用助剂及配方设计常用的PVC型材助剂有稳定剂、增塑剂、润滑剂、填充剂、着色剂等。
下面将分别介绍这些助剂的作用和配方设计。
1.稳定剂：稳定剂是防止PVC型材在加工和使用过程中分解和颜色变化的重要助剂。
常用的稳定剂有铅盐类、锰盐类、有机锡类等。
通常稳定剂的含量为2-4%，具体配方设计根据不同的工艺要求和使用环境来确定。
2.增塑剂：增塑剂是为了改善PVC型材的柔韧性和延展性而添加的。
常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯、绿原酸酯等。
增塑剂的含量一般在20-40%，具体配方设计根据所需的柔韧性和加工方式来确定。
3.润滑剂：润滑剂是为了提高PVC型材的流动性和降低摩擦系数而添加的。
常用的润滑剂有聚乙烯蜡、硬脂酸酯等。
润滑剂的含量一般在0.5-2%，具体配方设计根据所需的加工性能和表面光滑度来确定。
4.填充剂：填充剂是为了提高PVC型材的强度、硬度和降低成本而添加的。
常用的填充剂有碳酸钙、滑石粉等。
填充剂的含量一般在10-30%，具体配方设计根据所需的强度和硬度来确定。
5.着色剂：着色剂是为了给PVC型材增加颜色和美观性而添加的。
常用的着色剂有有机颜料和无机颜料等。
着色剂的含量一般在1-5%，具体配方设计根据所需的颜色和色泽来确定。
此外，还可以添加其他的助剂，如泡沫剂用于生产泡沫PVC型材、阻燃剂用于提高PVC型材的阻燃性能等。
配方设计需要考虑到助剂之间的相容性、加工工艺和最终产品的使用要求。
通过调整不同助剂的含量和比例，可以得到满足不同需求的PVC型材。
同时，还需要进行实验验证和不断改进，以提高PVC型材的性能和加工效果。
PVC加工助剂系列产品简介
PVC加工助剂系列产品简介PVC加工助剂是丙烯酸酯类共聚物（ACR）。
PVC加工助剂的基本功能就是改进PVC 的加工性能，促进PVC混合料的塑化，以便在尽可能低的温度下获得塑化良好的物料，提高制品的质量。
我们针对不同产品的需要，开发了以下五种类型的加工助剂。
1、通用型：促进物料的塑化。
2、润滑型：除促进物料塑化外，兼有金属剥离的作用，防止熔体与金属表面的粘连，延长开车周期。
3、光亮型：除促进物料塑化外，能显著增进制品的表面光亮度，适宜于对表面光洁度需要较高的制品。
4、超强塑化型：促进物料塑化的能力高于其它类型，适宜于难以塑化的物料配方，例如碳酸钙组份高、润滑剂用量大或添加碳黑、纤维等改性剂的配方。
5、超强熔体强度型：除促进物料塑化外，还能大幅度地增加物料的熔体强度，提高生产的稳定性，延长生产周期，提高制品的力学性能，尤其是适宜于碳酸钙含量高（大于wt30%）的制品。
一、促进塑化机理无论哪一种PVC的加工形式，均需使PVC混合料均匀地得到塑化，只有塑化均匀良好的物料，其制品才具有良好的外观和机械性能。
但与其它通用塑料相比，无增塑PVC只有在较高的温度和剪切条件下才能塑化，但高温下PVC很容易分解，为保证均匀塑化，提高硬PVC制品的质量，应在尽可能低的加工温度和尽可能大的剪切力下，使物料塑化。
一般来说PVC加工助剂必须具有下列特性，才具有促进塑化的功能。
1、熔融温度低于PVC，在加工过程中先于PVC熔化。
2、因其与PVC具有良好的相容性，在加工过程中熔化后可以粘连PVC粒子，增加内摩擦，提高剪切扭矩，产生内热，使物料中的温度分布均匀，塑化程度均一，从而促进了PVC物料的均匀塑化。
3、加工助剂具有足够大的分子量，在加工过程中增大了熔体粘度（或强度），提高了熔体压力，防止物料的打滑现象从而提高了剪切扭矩，使熔体和金属表面的摩擦热大幅度上升，促进了PVC混合料的混合均匀程度和塑化程度。
二、使用方法加工助剂ACR的本质为固体增塑剂。
ACR改性剂在PVC化学建材中应用技术
表 3 三菱丽阳株式会社 ACR 加工助剂
商品牌号 METABL EN
P - 570A P - 501A P - 550A P - 551A P - 530A
P - 531
P - 700 P - 710
性能及用途
低分子加工助剂
标准型 ,各种配料中均能使用 ,改进外观 和成型性 ,适于压延加工、挤出成型、吹 塑成型等
≤1. 0 美 K- 175
ACR - 401
白色易 流动粉末 3. 0～4. 0 1. 05～1. 25
98 % 通过 60 目
≤1. 0 美 K- 125
3 国产 ACR 主要品种及其性能[6]
311 ACR - 201 ACR - 201 是一种全丙烯酸酯共聚物 ,是
一种性能优良的 PVC 加工助剂 。 31111 流变性能
(5) 耐候性良好 ,离模膨胀性好 ; (6) 与树脂容易共混 。 聚丙烯酸酯类 ACR 冲击改性剂赋予制 品优良的抗冲击性和耐候性 ,并兼具加工助 剂的特点 。它和 CPE 相比 ,有较好的成型加 工性能 ,制品表面光洁 ;和 EVA 相比 ,能在很 宽的加 工 温 度 范 围 内 保 持 其 最 佳 的 冲 击 强 度 。此外 ACR 还有良好的热稳定性 ,十分优 异的耐老化性 。因此在国内外被广泛用于 PVC 塑料制品中 ,例如塑料窗 、披叠板 、管材 、 雨水槽和各种异型材 。
以改善塑料冲击性能为目的而使用的助 剂称为抗冲改性剂 。PVC 塑料用抗冲改性剂 主要是一些共聚树脂 ,如 ABS 树脂 、MBS 树 脂 、EVA 树脂 、CPE、ACR 等 。
PVC 抗冲改性剂应满足如下要求 : (1) 与 PVC 的相容性适中 ; (2) 玻璃化温度低 ; (3) 分子量高 ; (4) 对 PVC 的表观性能及物理力学性能 无明显影响 ;
ACR抗冲改性剂对PVC的增韧机理和性能的影响
室温下硬质PVC的缺口冲击强度为2～3LJ／m2，属于半脆性聚合物。
采用ACR抗冲改性剂增韧PVC，壳层PMMA聚合物主要起保护橡胶相内核和提高ACR与PVC 相容性的作用，真正起增韧作用的是交联PBA橡胶相。
典型的ACR增韧PVC的相态结构如图1所示。
图中白色的是橡胶粒子，分散在PVC连续相中，呈现典型的橡胶增韧塑料体系的“海—岛”型相态结构。
图1 ACR增韧PVC的相态结构2、增韧机理有关橡胶对塑料的增韧机理主要有银纹、银纹—剪切带、空化理论等。
脆性塑料如PS、PMMA等用ACR增韧时，增韧作用主要来自海岛型弹性体微粒作为应力集中物与基体间引发大量银纹，从而吸收大量冲击能，同时，大量银纹间应力场相互干扰，降低了银纹端应力，阻碍了银纹的进一步发展。
对于ACR增韧的半脆性(脆—韧过渡态)的PVC塑料，大量力学性能的研究表明了橡胶粒子空穴的产生，并认为是主要的增韧机理。
WU等，11提出了“渗滤概念” ，并逐步完善了“橡胶穴化”增韧理论，该理论认为基体中相邻橡胶粒间距(1PD)是影响材料韧性的·重要因素，它与橡胶粒子粒径(d。
)和橡胶相体积分数(φf)的关系是：如果橡胶粒子能在基体内部穴化，形成的空穴又足够近，则橡胶粒子之间的基体层能够屈服，起到增韧效果。
Dompas等[2，3]，提出了橡胶内部穴化准则，认为橡胶内部穴化可以看作穴化产生的应力能与穴化产生新表面能的平衡，由此得到的模型表明存在能够穴化的最小橡胶粒子粒径，通过拉伸试验发现橡胶内部穴化的开始仅决定于橡胶粒子的大小，穴化配方：TK-100 100，PA-30 5，FM-21 变量，CaCO38，XP-R301 6，TiO20.6；测试条件：恒温法170℃×30rpm；升温法80℃→10℃/min×10min(180℃)→8min 由表可见，在PVC混合料中加人FM-21型ACR抗冲改性剂后，塑化时间缩短、塑化温度下降、转矩增加、功耗下降、塑化因子值增大，表现出类似ACR加工助剂的作用。
ACR CPE
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。
促进塑化增加熔体强度改善冲击性能及提高伸长率。
CPE 氯化聚乙烯材料Chlorinated Polyethylene结构式：[ CH2-CHCl-CH2-CH2 ]n英文简称：CPE 或CM氯化聚乙烯（CPE）为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。
氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯（HDPE）经氯化取代反应制得的高分子材料。
根据结构和用途不同,氯化聚乙烯可分为树脂型氯化聚乙烯(CPE)和弹性体型氯化聚乙烯(CM)两大类。
增加制品的韧性，提高抗冲击性能，以及穿线管的弯曲强度起增加韧性的作用啊CPE是抗冲改性剂，增加产品抗冲击能力，不容易摔破，另外还有一点润滑效果，可增加塑化。
丙烯酸酯类改性剂在聚氯乙烯加工中的应用
朱赪·丙烯酸酯类改性剂在聚氯乙烯加工中的应用2019年 第45卷·47·材料与应用作者简介：朱赪（1971-），男，本科，高级工程师，主要从事塑料加工方面研究工。
收稿日期：2019-10-12PVC 在全球的总产量仅次于聚乙烯，位居大品种通用塑料第二位。
PVC 塑料具有耐腐蚀、阻燃、强度好、透明度好、价廉等优点，得到了广泛的应用[1]。
但PVC 塑料的生产加工难度相对较大，尤其是硬质PVC ，为了改善其性能在加工生产中需要加入相关加工助剂，以优化塑料质量。
其中，ACR 树酯是PVC 塑料加工中最常用的一种加工助剂，是由甲基丙烯酸甲酯（MMA ）与丙烯酸丁酯通过聚合反应形成的一种热塑型接枝聚合物，能增强PVC 塑料的抗冲击性能，也能改善树酯的耐候性、热变形性、熔体流动性等。
中国作为PVC 的生产与消费大国，伴随着社会的快速发展，PVC 产品的需求量也随之增加，带动了ACR 等加工助剂需求的增长。
本文就ACR 在PVC 塑料加工的作用与应用进行介绍。
1 ACR 在我国的发展概况早在20世纪50年代末，我国就已经开始了将ACR 应用到聚氯乙烯中，其在其中发挥着提高搞冲强度、改善熔融流变性能以及促进树酯熔融等功能。
近年来我国也加大了对ACR 改进剂的研究与改良，并由此形成了一系列产品。
比如，ACR -301作为润滑型加工改性剂中的一列，除了有润滑作用外，也具备改性功能。
在增强PVC 压延，成型挤出的过程中能使树酯熔体不附着在金属表面，从而减少外润滑剂的用量。
这样能避免过去外润滑剂大量使用导致的喷霜问题。
就ACR -401来说，主要具有促进熔性的特点。
就ACR -414来说，是一种便宜的熔融促进加工改性剂，它具备ACR -401的所有改性效果，并且还能压缩2成左右的生产成本。
就ACR -501来说，它属于抗冲改性剂，具有加工改性作用，也具有抗冲改性作用[2]。
2 ACR 在PVC 塑料加工生产中的应用2.1 促进聚氯乙烯熔融聚氯乙烯聚合物不溶于其单体中，等聚合物链达到一定长度后，聚合物链便会从单体溶液中沉淀下来，形成纳米级的沉淀粒子，这些粒子继续凝聚构成初级粒子，再构成最终粒子（树酯颗粒）。
PVC稳定剂的作用机理及用途
PVC稳定剂的作用机理及用途热稳定剂是PVC加工不可缺少的主要助剂之一，PVC热稳定剂使用的份数不多,但其作用是巨大的.在PVC加工中使用热稳定剂可以保证PVC不容易降解，比较稳定。
PVC加工中常用的热稳定剂有碱式铅盐类稳定剂、金属皂类稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂、环氧化合物等。
PVC降解机制复杂, 不同稳定剂的作用机制也不相同,所达到的稳定效果也有所区别。
1. PVC的热降解机理PVC在100~150℃明显分解，紫外光、机械力、氧、臭氧、氯化氢以及一些活性金属盐和金属氧化物等都会大大加速PVC的分解。
PVC的热氧老化较复杂,一些文献报道将PVC的热降解过程分为两步。
（一）脱氯化氢：PVC聚合物分子链上脱去活泼的氯原子产生氯化氢，同时生成共轭多烯烃；（二）更长链的多烯烃和芳环的形成：随着降解的进一步进行，烯丙基上的氯原子极不稳定易脱去,生成更长链的共轭多烯烃,即所谓的“拉链式”脱氢，同时有少量的C-C键的断裂、环化，产生少量的芳香类化合物。
其中分解脱氯化氢是导致PVC老化的主要原因。
关于PVC的降解机理比较复杂,没有统一的定论，研究者提出的主要有［4］自由基机理、离子机理和单分子机理。
2. PVC的热稳定机理在加工过程中，PVC的热分解对于其他的性质改变不大，主要是影响了成品的颜色，加入热稳定剂可以抑制产品的初期着色性。
当脱去的HCl质量分数达到0。
1％,PVC的颜色就开始改变。
根据形成的共轭双键数目的不同，PVC会呈现不同种颜色（黄、橙、红、棕、黑）。
如果PVC热分解过程中有氧气存在的话，则将会有胶态炭、过氧化物、羰基和酯基化合物的生成。
但是在产品使用的长时间内,PVC的热降解对材料的性能影响很大，加入热稳定剂可以延迟PVC降解的时间或者降低PVC降解的程度.在PVC加工的过程中加入热稳定剂可以抑制PVC的降解，那么热稳定剂的起到的主要作用有：通过取代不稳定的氯原子、吸收氯化氢、与不饱和部位发生加成反应等方式抑制PVC 分子的降解。
ACR在PVC的作用
ACR在PVC的作用ACR在PVC的作用ACR在PVC制品的加工中是最常用的促进塑化类的加工助剂。
它能有效地控制熔体破裂现象,促进PVC的凝胶塑化,提高塑化质量。
ACR 在PVC的加工过程中能合理地提高物料的熔融转矩和平衡转矩,缩短物料的凝胶塑化时间,降低加工温度。
关键字:ACR;聚氯乙烯;加工助剂随着人民生活水平的不断提高和塑料工业的日益发展,人们对塑料制品的依赖程度和性能要求也越来越高。
PVC是应用范围广、产量大的通用塑料之一。
日益增长的市场需求,导致塑料加工行业更加积极地去寻找和使用各种有效方法和填充材料,以达到降低生产成本、提升产品工艺及提高生产效率等目的。
目前,常用的聚氯乙烯树脂抗冲改性剂有丙烯酸酯类(ACR)、氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)等,其中,ACR抗冲击改性剂的综合性能最好。
它能有效地控制熔体破裂现象,促进PVC的凝胶塑化,提高塑化质量。
虽然ACR 在配方中的加入量较少,但对PVC的加工性能影响是比较大的。
1认识ACRACR是丙烯酸脂(acrylicester)共聚物,属于“核-壳”结构共聚物。
与PVC分子相比,其分子量较高,一般在100万～800万左右(重均分子量),真密度为1.05 g/cm3～1.20 g/cm3。
它的制备是以各类丙烯酸脂以及交联剂、乳化剂、引发剂、分子量调节剂等原料,经多次乳液聚合而制得白色微细无毒、无腐蚀性粉末。
例如,ACR-201是由MMA与丙烯酸酯的接枝共聚物;ACR-301是由MMA与EA和BA(丙烯酸丁脂)组成;ACR-401是由MMA 与BA、BMA(甲基丙烯酸丁脂)和EMA(甲基丙烯酸乙脂)组成。
2ACR的特点(1)抗冲击改性效果显著:添加较少份数即可得到较高的常温和低温抗冲击强度。
(2)有较宽的加工温度范围。
(3)低膜胀性:ACR/PVC共混体系出口胀大较小,制品热收缩率低,尺寸稳定,适合于异型材高速挤出。
PVC抗冲改性剂ACR的制备及性能
实验报告课程名称：化工专业实验指导老师：成绩：实验名称：PVC抗冲改性剂ACR的制备及性能同组学生姓名：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.掌握丙烯酯类单体精制的基本方法。
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。
3.掌握ACR改性PVC的原理和方法。
二、实验内容和原理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聚合结束。
常规乳液聚合体系主要是由微溶于水或不溶于水的单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂四部分组成。
乳化剂是乳液聚合的重要组成部分，常用乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂，其作用之一是使单体乳化程=成微小液滴，成为稳定的乳液。
ACR加工助剂的加工性能研究
ACR加工助剂的加工性能研究李东旭【摘要】ACR是重要的加工助剂,它的性能对于PVC的产品性能会有重要作用.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2011(037)003【总页数】2页(P11-12)【关键词】ACR；PVC；加工助剂【作者】李东旭【作者单位】黑龙江中盟化工有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ314.24聚丙烯酸醋类(ACR)加工助剂,由于能够加速PVC熔融,提高熔体强度及均匀性,减缓熔体破裂和渗出,且对PVC的机械性能无明显的不良影响,因而在国内外被广泛应用于PVC的生产中。
本文对国内某公司生产的四种不同牌号的加工助剂I、II˚、III、IV进行多方面的测试、表征工作,希望通过这些研究掌握其特点,为调整产品提供理论依据,并且提出一套评价PVC加工助剂性能的方法。
PVCS1000型,齐鲁石化;加工助剂I、II˚、III、IV:国内某公司;所用三盐基性硫酸铅,PbSt、CaSt、HSt、石蜡、硫醇辛基锡:工业品。
基础配方1:PVC100份,硫醇辛基锡2份,硬脂酸单甘油醋0.8份,石蜡0.3份;基础配方2:PVC100份,三盐3份,CaSt0.5份,PbSt0.5份,硬脂酸单;甘油醋0.7份,HSt0.3份,PE蜡0.2份。
摩尔质量的测定:以四氢吠喃为溶剂,采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定;分解温度的测定:采用热失重法进行测定。
加工助剂在PVC基体中形态的观察:在基础配方l中,分别加入10份III和IV,在辊温180～185℃的双辊机上辊压7m in拉片,然后将辊压的片材取一小片,于-5℃下用氯磺酸浸泡48h,再用自来水冲洗24h,干燥后超薄切片,用饿酸熏染72h后,在JEM-100CX透射电镜上观察形态。
力学、耐热性能的测试:缺口冲击强度的测试按GB/T1843一1996进行。
拉伸性能测试按GB/T1040一1992进行。
维卡软化点的测试按GB/T1633一1979(制定新标准:GB/T1633一2000)进行。
PVC加工助剂ACR
产品性能
PVC加工助剂ACR系列产品是具有特殊结构的高分子量聚合物。PVC制品在加工时由于热强度差，粘结力弱，容易结焦，分解，难以制得高质量的产品，加入我公司生产的加工助剂ACR能促进PVC凝胶化，便熔体的流动，润滑性得到改善，从而提高熔体的热强度及延伸性，改善制品的内部和表面质量。从而明显缩短塑化时间，改善加工性能，制得理想的PVC制品。
用我司生产的加工助剂ACR可在传统加工助剂的基础上降20%~40%的流动量，同时具有更加卓越的加工性能。
技术指标
序号
项目
单位
指标
1
外观
白色易流动粉未
2
粘度
DCP-201
η
2±0.5
DCP-401
3±0.5
DCP-200
3.5±0.5
3
粒度（40目通过）
%
≥98
4
挥发份
%
≤1.5
用途
适用于硬质PVC制品: PVC片材、异型材、薄膜、粒料、管材、管件、低发泡制品、扣板等，适用于多种PVC加工工艺，如挤出压延等。
包装
25公斤塑料编制袋内衬塑料袋或根据客户要求。
用我司生产的加工助剂ACR可在传统加工助剂的基础上降20%~40%的流动量，同时具有更加卓越的加工性能。
技术指标
序号
项目
单位
指标
1
外观
白色易流动粉未
2
粘度
DCP-201
η
2±0.5
DCP-401
3±0.5
DCP-200
3.5±0Leabharlann 53粒度（40目通过）
%
≥98
4
挥发份
%
≤1.5
ACR研究
关于ACR加工助剂的介绍一、PVC加工助剂简介加工助剂在国外最早由美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司于1958年首先开发成功，同年推出第一个牌号K-120。
此后，国外许多公司开始纷纷涉足这一领域，开发出相类似的产品。
70年代之后，随着PVC制品的迅速增长，加工助剂得到了广泛应用。
目前，国外主要生产厂家及相关产品有日本三菱（MITSUBSHI ROYAL）公司P系列、钟渊化学（KANEKA）PA系列、美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司K系列、德国熊牌（BEAR）F系列，阿托菲娜（ATOFINA） P系列，还有韩国LG化学的PA系列等。
国内较早从事PVC加工助剂研究的是北京化工研究院、山西化工研究所等。
上海珊瑚化工厂于80年代初最早实现工业化生产，推出的牌号国内统称为ACR201、ACR401。
进入90年代后期，随着我国聚氯乙烯行业的发展，特别是塑料异型材和塑料管道行业的迅猛发展，对加工助剂的需求量也迅速增长,目前山东产量第一，江苏、浙江紧随其后。
据不完全统计，2005年全国共生产各类PVC 加工助剂5万吨左右，其中山东省占全国助剂生产总量的70%以上。
国内主要生产ACR的厂家如下：国外对抗冲改性剂ACR的研究始于20世纪70年代，并于1972年由罗姆哈斯公司推出了第一个丙烯酸酯类抗冲改性剂KM-323B。
随后日本钟渊推出了FM 系列，阿托菲娜推出了D系列，LG化学推出了IM系列。
抗冲改性剂ACR与加工助剂ACR都是丙烯酸酯聚合物，但因其配方比例和结构不同而性能大不相同，抗冲ACR中甲基丙烯酸甲酯约占10-20%，而丙烯酸酯约占80-90%。
ACR属于核壳结构的冲击改性剂，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳，以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。
抗冲改性剂ACR象MBS一样同为核壳结构。
与MBS、CPE等抗冲改性剂相比，其加工性能和耐候性能好，表面光洁度高，尤其适用于户外制品，在国外，丙烯酸酯类抗冲改性剂因其环保，性能优良，耐候性能高已经取代CPE抗冲改性剂。
PVC配方中加工助剂的选择要点
PVC配方中加工助剂的选择要点
加工助剂主要是一类可以改善树脂加工性能的助剂，其主要作用方式由三种：促进树脂熔融、熔体流变改性及赋予润滑功能。
常用加工助剂品种是ACR类，ACR为甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
另外还有α-甲基苯乙烯的低聚物、丁二烯和丙烯腈共聚物等。
PVC硬制品中必须要加入加工助剂，以改善物料的加工性能，而PVC软制品中可以不加或少加，透明制品和无毒制品可以根据制品的软硬程度，确定加工助剂的添加量。
下面以ACR为例加以说明：
只用于改善树脂加工性能时，添加量一般不高，在1~3份左右，如果同时需要改善抗冲击性能，添加量就比较多了。
但要注意所选择的加工助剂是否有较好的改性作用。
国内ACR产品有ACR-201、ACR-401等品种。
ACR-201为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的接枝共聚物，外观为白色粉末，加入PVC中可改善其熔体强度和熔体延展性。
ACR-201主要用于硬质PVC异型材、管材、瓶类及片材，用量为0.5~2份。
ACR-401,由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯四种单体共聚而成，属于核-壳共聚物，在PVC中的加入量如下：
其它类加工助剂应用情况如下：
AMS类，ANS系α-甲基苯乙烯的低聚物，其六聚体又称为M-80，它无毒且透明性好，可改善PVC的加工流动性及制品光泽。
AMS可用于PVC硬制品，在硬管中加入2~5份，透明片中加入3份，地板中加入10份。
P83为丁二烯和丙烯腈共聚物，其表面经PVC乳液处理后，可用作加工助剂，加入量可达20份左右。
820-G是由氯化石蜡与氧化聚丙烯—乙烯通过自由基接枝而成的，它可改善PVC的加工流动性，光泽及手感，加入量可达5~10份。
PVC ACR+CPE护冲改性剂性能应用情况析
4980
3848
6411
7296
4574
加热尺寸变化
-1.18
-1.23
-1.99
-1.20
-1.22
-2.03
-1.12
-1.41
-2.39
拉伸
39.76
39.90
40.464
39.01
38.16
37.658
40.02
39.84
37.741
伸长率
171.38
190.22
163.76
175.34
17.2
17.2
18.2
18.2
18.2
转拒
81
84
68
87
86
75
68
70
61
背压
271
273
251
289
280
263
156
154
149
熔压
301
301
278
330
328
311
263
264
238
熔温
198
198
196
198
199
195
198
199
195
料速
60.8
60.8
60.3
62.5
62.5
62.3
冲击改性剂是一种高分子弹性体，它与被改性的树脂经混炼后，以网状或颗粒状均匀分布在被改性的树脂基材(matrix)中，与其组成了多相体系。当受到外力(如冲击、震动)作用时，可以通过这些弹性体的颗粒或网状物的阻尼作用，使之减弱，从而提高了制品的冲击强度，也就是增加了塑料的韧性。此外，它还能促进树脂的熔化过程，改变熔体的流变性能，使其容易加工。通常，作为冲击改性剂的高分子弹性体应具备以下条件：
pvc加工改性剂ACR知识
pvc加工改性剂ACR属于核-壳共聚物pvc加工改性剂ACR属于核-壳共聚物，其壳为甲基丙烯酸酯类共聚物，其核为丙烯酸酯类共聚物。
抗冲丙烯酸的基本功能就是改善PVC制品的抗冲性能，满足工程塑料对冲击强度的要求，同时还可提高PVC制品的热稳定性和光稳定性。
pvc加工改性剂ACR的分子属于极性分子，较强的分子间力，使其玻璃化温度比较高，pvc抗冲性改性剂的抗拉强度较其他通用塑料要高出很多，但较强的分子间力，使PVC分子之间难以产生相对位移，在制品受到外界冲击时，冲击能就不能有效的转化为内摩擦热，从而造成基体材料的破裂。
pvc加工改性剂ACR有优越的热老化和光老化稳定性。
当加入到PVC中后，PVC产品就会得到良好的耐候性改善。
pvc加工改性剂应用范围非常广泛pvc加工改性剂应用范围非常广泛，除硬质PVC制品外，对半硬质PVC制品和软质PVC制品均具有改进加工性能的功效，适用于需要良好耐候性的不透明PVC制品，如管道、建筑材料（壁板、门窗异型材、管件、百叶窗、雨水槽等）以及注塑、吹塑制品等。
pvc加工改性剂ACR作为加工助剂，可明显缩短塑化时间，加快熔融，促进塑化，对挤出制品可使其平衡扭矩提高，使其塑化均匀；对压延制品，加入ACR能克服表面皱纹，有利于物料包辊，减少气泡；对于真空成型制品，加入pvc加工改性剂ACR可提高熔体延伸性，克服熔体破裂现象，容易深拉成型，并使制品厚薄均匀。
从制品的外观来看，pvc加工改性剂ACR可明显提高制品的表面光泽度，使制品看起来光滑细腻。
pvc抗冲性改性剂特征pvc抗冲性改性剂有哪些优异特征呢？下面我们介绍一下：1、优异的耐老化性，可在恶劣气候和苛刻环境下使用，对臭氧有充分的抵抗性。
2、优异的难燃性，无自燃性。
3、优异的低温韧性，能在-20℃中保持柔韧性，适宜做UPVC制品的抗冲击改性剂。
4、优异的耐化学药品性，对多数化学药品表现惰性，抗各种酸碱的腐蚀。
5、良好的加工性能，易于加工成型。
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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/M3
Particle 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。
目为振动筛的孔数，如果数值越大表示，越细，产品的粒径越小。
Volatiles content：挥发份，不等同于水分，挥发份含量应该大于水分。
Viscosity :粘度，粘度和分子量没有线性关系。
粘度高，分子链长，融体强度大。
三、开发客户过程中常见的问题
板材的客户
需要跟客户确认的问题如下：
1.板材是否为发泡产品？是否为透明制品？若为发泡制品则需要问客户发泡板的厚度等！
2.目前所用产品的添加量、牌号（主要是稳定剂，润滑剂，发泡530的含量来推断，客户产品的档次）
3.目前生产过程中出现的问题（比如：发泡板的比重，板子是否出现变形上翘，蝴蝶斑等问题）这样可以在技术方面取得客户的好感。
因此平时需要学习一下产成品的知识。
发泡产品的相关问题：
（1）过度塑化：软单体的含量高（玻璃话温度低）融体强度低，发生气泡，窜泡等现象。
（2）塑化不充分：润滑体系太多
其中外润滑起到脱模的作用，内润滑摩擦热没有起作用，AC发泡剂却在二区提前分解，则会导致出现实壁产品。
（3）蝴蝶斑问题：原料方面：润滑体系问题，小分子量产品残留引起
硬件方面：小分子量产品积聚在模具上。
（4）破洞：钙粉问题，钛白粉或者CPE中添加的钙粉质量不好（重钙）。
不发泡产品的相关问题
润滑体系问题：稀出
留痕
型材的客户
需要跟客户确认的问题：
（1）产品的用途
（2）ACR 的添加量（推测需要产品为纯料还是纯料添加其他填料）来推测报价一般来说：纯料的添加量为0.8-0.9
苯乙烯的：1.2-1.3
纯料比苯乙烯的优点：分子量高，融体流动性好，分散好，添加量少
透明制品
主要可以推荐的原材料：润滑剂60.74，MBS 以及Tin STABILIZER
ACR Processing aids PA-20
透明产品控制不好会出现：喷霜，稀出问题。