聚氯乙稀共混改性综述

聚氯乙稀共混改性综述

2008-11-30 01:22:41| 分类：高分子化学| 标签：聚氯乙烯共混改性丁腈橡胶|字号大中小订阅

衡阳师范学院湖南衡阳（421008）

摘要：本文就近年来国内外聚氯乙烯（PVC）共混改性的研究状况进行综述和总结，并简要阐述了高聚物共混改性的原理，并且介绍了PVC的一些共混高聚物以及其性能特点。

关键词: 聚氯乙烯共混改性丁腈橡胶

前言

聚氯乙烯(PVC) 树脂是一种常用的高分子合成材料。自1936 年工业化以后,其年产量日益增加, 目前，全世界PVC产量仅次于聚乙烯(PE)，位居世界第二。据预测，其需求量以及生产规模还将继续扩大[1，2]。聚氯乙烯(PVC)是一种性能优良、用途广泛而价格又较为低廉的通用塑料，有良好的耐化学性、绝缘性、透光性、耐腐蚀、耐磨损、价格低廉、材料来源广泛等优点而得以广泛应用[3]。加入增塑剂可制得柔软耐曲折聚氯乙烯制品。广泛用于制作各种管材、异型材、板材和薄膜。PVC的最大缺陷是热稳定性差，在100℃即开始分解并放出氯化氢，当温度超过150℃后分解更加迅速。PVC的Ｔg为87℃左右，熔融温度约为210℃，加工成型一般要求在熔融状态下进行，聚氯乙烯因受热分解，给加工造成困难。聚氯乙烯分解后放出氯化氢，使主链产生双键。双键属于不稳定结构，可进一步分解或交联，使聚氯乙烯力学性

能下降。同时还伴有颜色变化，严重影响产品质量。聚氯乙烯韧性差，受冲击后脆裂，缺口冲击强度只有2.2kJ/m2，影响使用性能。聚氯乙烯耐低温性差，硬质聚氯乙烯使用温度一般不得低于-15℃，软质聚氯乙烯也只有-30℃。超过使用极限温度，聚氯乙烯制品迅速变硬变脆，以致无法使用。因其耐热性、热稳定性、缺口冲击性、加工性较差且易断裂，[4，5]因此，近年来．有关学者开展了大量的改性方面的研究工作，PVC的改性方法主要有化学接枝、共聚法和物理共混法等。物理改性法即通过机械方法将溶液或乳液等进行混合改性。由于其方法简单，且效果较好的优点，因此人们对其进行了大量的研究。本文对目前

PVC共混改性的研究进展作综述。

1、PVC／NBR共混体系

NBR是丙烯腈(AN)与丁二烯的无规共聚物，通常作为耐油橡胶使用。NBR是一种极性聚合物，与PVC极性相似，其极性随NBR中AN 的增多而加强，与PVC的相容性也相应提高。采用动态硫化技术制备的NBR／PVC热塑性弹性体(TPE)具有硬度低、弹性高、永久变形小、高温下耐油、耐老化、耐臭氧、耐化学药品等优点。彭建岗[6]等采用动态硫化法制备了具有阻燃、抗静电性能的TPE，发现橡塑共混比、导电炭黑、阻燃剂、硫化剂用量都对弹性体的性能有较大影响，返炼对弹性体性能影响不大。他们发现最佳配方组成为：NBR60份，PVC40份，炭黑30份，氢氧化铝40份，硫磺1.3份。王炼石等[7]用交联包覆法制备出粉末NBR(PNBR)，并研究了其性质及用量对PVC／PNBR体系

冲击强度的影响，发现当PNBR用量小于7.5份(质量)时，体系冲击强度随PNBR用量的增加缓慢上升；PNBR用量在7.5～10份之间时，体系冲击强度跃升，发生“脆一韧”转变；在10份时达最大(71kJ／m2)；PNBR用量大于10份时，体系的冲击强度又呈现缓慢下降的趋势。

NBR与PVC的共混材料被广泛用于制造耐油、耐臭氧老化产品，国外已有多种工业商品牌号，但是由于其在长期热老化条件下易产生硬脆化现象，使其在同时要求耐热制品中的应用受到一定限制，为此郑精益等[8]用部分老化软化型氯醇橡胶改善其老化后硬度增加的现象。他们发现NBR／PVC(70／30)共混胶内加入20份氯醇胶便可明显改善胶料老化硬化现象，同时具有良好的加工工艺性能，并保持NBR的耐油性。

为了改善NBR与PVC的相容性，往往加入CPE(C1含量85%)或乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)作增容剂。NBR中丙烯腈(AN)含量不同可导致NBR与PVC相容性发生变化，当AN含量在8%以下时，NBR在PVC中以孤立状态存在；15%～30%时以网状形式分散，40%时则呈完全相容状态。当AN含量在10%～26%之间时，PVC／NBR体系冲

击强度最大。[9]

PVC人造革有很广泛的应用，但其手感、弹性和天然皮革相差甚远，尤其在冬季，PVC硬度对温度较敏感，冬天硬度较大，手感、弹性较差，并且由于人造革中低分子增塑剂用量较多，使得其易于迁移至表面，影响使用效果。采用PVC与NBR并用，可以大大改善PVC制品的弹性、耐低温性能、增塑剂耐迁移性等。陈学武等[10]选择液体丁

腈橡胶(LNBR)同PVC糊树脂共混，制备LNBR改性的PVC泡沫塑料。研究发现在PVC泡沫塑料中加入4～6份LNBR就可以明显改善PVC 泡沫塑料低温手感和弹性，并使材料的拉伸强度和伸长率增加，但是随LNBR用量增大，发泡倍率减小，当LNBR用量超过4份时，减小幅度

较大。

2、PVC／ABS体系

ABS中含有与PVC相容性好的聚丁二烯，因而与PVC相容性好，是很好的PVC改性剂。适宜的ABS用量可以有效地提高PVC的韧性。周丽玲[11]等人研究发现：PVC／ABS共混物属半相容体系，其冲击强度随ABS用量的增加呈“S”曲线变化。根据断面形态分析，可将“S”形曲线分为I区“脆性断裂区”、II区“脆一韧转变区”和III区“超高韧性区”，其中ABS以“颗粒”状分散在PVC连续相中，引发银纹，因而对增韧有重要作用。周丽玲等人还研究了ABS类弹性体的结构以及其对PVC的改性机理，认为是ABS粒子在拉伸过程中产生的松弛变形引发了大量银纹，这些银纹对增韧起了很重要的作用，同时银纹在发展过程中可能会因共混材料的不均一性而发生动力学支化，或因遇到分散相粒子而终

止，使之无法发展成破坏性裂缝。

ABS中各组份含量对PVC／ABS体系力学性能也有影响。在一定范围内，PVC／ABS体系的冲击强度随ABS中丙烯腈含量及丁二烯含量的增加而提高，当丁二烯含量达50%时，取得的增韧效果较优。苯乙烯含量的增加有利于体系热稳定性的提高。