FM-50抗冲击改性剂简介

约１７０μm
约０．１７μm

Kane Ace FM50 的 特 征
・ 冲击强度高 • 耐候性好 • 光泽度高
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1-1(3). FM-50与PVC在加工时形态
粉体 粉体
热、剪切
塑化
FM-50 PVC
塑化进行
熔融体
熔融体
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1-2. Observation & analysis method for morphology
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H O ‫װ‬ C
R4 ’
OH
R3 R5 R4
O
UV
R4 ’
C
O ‫װ‬
R3 R4
-heat
R5
– Modifier
• Non-double bond & chloride – Acrylic modifier (not MBS, CPE)
– Stabilizer
• stable structure – Tin stabilizer : maleate, laureate >> mercaptide
配方 PVC（Kv＝６８） 复合稳定剂（铅） 抗冲击改性剂 加工助剂（Kane Ace PA-21） CaCO3 TiO2 １００ｐｈｒ ４．５ｐｈｒ 变量 ０．５ｐｈｒ ８．０ｐｈｒ ４．５ｐｈｒ
加工条件
挤出机:BEX-2-65（平行双螺杆）螺杆转速：２２rpm
机筒
条件 低温条件 标准条件 高温条件 185/185/180/175 195/195/190/185 205/205/200/195 170/202/202/202/202/206/202 176/202/202/202/202/206/202 同上 8
Topics
• 1. The relation between PVC morphology and physical properties
– PVC & modifier morphology – Observation & analysis method for morphology
• TEM • DSC
H(A) ② Gelation Lebel( ％ ) ＝ H(A) ＋ H(B) Crystal Melting Peak ＤＳＣ Re-Crystal Melting Peak
Ｂ Ａ
× 100
① Thermal History Temp.
Ｔ emp
Primary Particle （ 0.5 ～ 2.0 μ m ） Crystal Ｂ Re － Crystal Ａ
• PVC polyene structure, carbonyl group discoloration
UV effect
-(CH2-CHCL)n+1-
UV(290400nm)
-CH2-CH-(CH2-CHCL)n- + • CL -CH2-CH-(CH2-CHCL)n‫װ‬ O
•
O2
-HCL
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树脂温度(抗冲改性剂分散)和各物性的关系 FM vs CPE
树脂温度 vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强 度CWS和Charpy
FM系配方 Falling weight CWS Charpy
170
180 190 200 DSC树脂温度 (℃)
210
FM50 190℃条件
FM50 200℃条件
灰色：PVC
灰色領域： 処理剤
6
DSC による PVC の熱履歴温度の推定 DSC(Differential 1-2(2). DSC※ method Scanning Calorimetry)
① 加工時の熱履歴温度の推定 ② ②ＰＶＣの混練度の指標
measure melt temperature PVC gelation degree
Before Processing Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Melt Ｃｏｏｌｉｎｇ
Cooling
7
1-3. Example of the relation between morphology and physical properties in PVC/impact modifier blend system
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耐候性试验(氙灯老化)
CPE/8.5
FM-50/CPE =3/4
FM-50 /6.5
8
FM/6.5
6
FM/CPE=3/4 CPE/8.5
Delta E
4 2 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 暴晒时间（ hr)
－FM-50配方的耐候性和抗粉化性优于CPE配方。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. Summary
•
Weathering
– PVC is decomposed by UV and makes discoloration. – To protect decomposition, pigment, UV absorber and suitable additives should be selected.
– Example of the relation between morphology and physical properties in PVC/impact modifier blend system
•
2. Discoloration of PVC
– Mechanism of discoloration – countermeasure
改性剂粒子即使在200℃条件下也没有大的变化，所以FM-50配方可以保持优良的冲击强度。
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2. Discoloration 2-1. Mechanism of discoloration
• Weathering, chemical reaction (acid, alkali, oxidation), thermal reaction
透過型電子顕微鏡(TEM) 電子源 走査型電子顕微鏡(SEM)
lens
試料
偏光coil
２次電子 検出器 CRT 像
分解能 0.5-0.1nm
分解能 2-7nm
5
1-2(1). 透過型電子顕微鏡 (TEM)
濃黒色塊： CaCO3 RuO2染色 Acryl 処理 OsO4染色
窓枠
黒色領域： PVC
薄黒色円状物： FM
树脂温度vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强度 CWS和Charpy
CPE配合 Falling weight CWS Charpy
170
180
190
200
210
树脂温度 (℃)
CPE 190℃条件
CPE 200℃条件
－在200℃温度下，CPE的网状结构被破坏，因此CPE配方不能表现最佳的冲击强度。FM-50
•
Morphology and physical properties
– Physical properties of PVC product are effected by PVC morphology. – Adjusting the process condition can enhance physical properties. – The morphology of PVC&modifier can be observed by TEM and DSC.
焊接条件：
FM50/5 FM50/CPE=4/3 CPE/8.5
2 1.8
焊角强度 (KN)
焊接温度 / 243℃ 预热时间 / 25秒 预热压力 / 3bar 焊接时间 / 30秒 焊接压力 / 6bar
1.6 1.4 1.2 1 175
180
185
190
195
200
205
DSC 树 脂温度（℃）
连接段 ・模具
a. 落锤强度 (-30℃,1.65m,1kg)
FM50/5
FM50/CPE=4/3
CPE/8.5
100
落锤强度未破坏率 (%)
80 60 40 20 0 175 180 185 190 195 200 205
DSC 树脂温度（℃）
型材
Battenfeld（BEX-2-65）挤出条件：低温条件/标准条件/高温条件 9
Kaneka Technical Service Co.Ltd (Shanghai) 1
1. The relation between PVC morphology and physical properties 1-1(1). PVC morphology
primary particle (1μm） Agglomerate（10μm）
1μm
170
DSC 树脂温度(℃)
FM 190℃条件
FM 200℃条件
树脂温度 vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强度 CWS和Charpy
CPE配方 Falling weight CWS Charpy
1μm
180 190 200 210
1μm
170
DSC树脂温度 (℃)
CPE 190℃条件
CPE 200℃条件
-(CH=CH)n- + nHCL
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2-2. Countermeasure
– Pigment
• shielding UV – TiO2(rutile type), carbon black
– UV absorber
• Absorb UV and release as heat – 2-Hydroxybenzophenones, Tinuvin P etc
Domain（1000Å) Droplet（30-50μm）
PVC particle（150μm）
Micro domain（100Å)
molecule
10μm
10μm
2
1-1(2). modifier morphology
Kane Ace FM50（丙烯酸类树脂）的构造
核壳结构
甲基丙烯酸 甲酯
丙烯酸类 橡胶
b. 单缺口简支梁冲击强度(23℃)
FM50/5
单缺口简支梁冲击强度(KJ/m )
2
FM50/CPE=4/3
CPE/8.5
25 20 15 10 5 175
180
185
190
195
200
205
DSC树脂温度（℃）
Battenfeld（BEX-2-65）挤出条件：低温条件/标准条件/高温条件 10
c. 焊角强度
Battenfeld（BEX-2-65）挤出条件：低温条件/标准条件/高温条件 11
树脂温度(PVC分散)和各种物性的关系 FM vs CPE
树脂温度 vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强度 CWS和Charpy
FM系配方 Falling weight CWS Charpy
1μm
180 190 200 210