PVC_PA共混改性研究进展
ASA_PVC共混改性技术在PVC彩色共挤型材加工中应用研究.
ASA/PVC 共混改性技术在PVC 彩色共挤型材加工中应用研究吴郁宁波浙东塑料建筑材料有限公司宁波 315101摘要:本文概述了ASA/PVC 共混改性彩色共挤型材的制备工艺,分析讨论了不同配比共混体系对共挤加工性能、材料力学性能以及材料耐候性能的影响。
关键词:ASA/PVC 共混改性耐候性1 概述PVC塑料门窗具有优异的节能隔声效果,目前在国内已普及应用。
由于PVC分子结构中存在较不稳定的α-Cl,因此纯PVC加工的材料耐候性差,在户外容易受太阳光中紫外光线破坏而引起发黄发红等变色现象;金红石型TiO 2具有优异的光折射效果,通过添加一定比例的金红石型TiO 2,可以起到折射屏蔽紫外线效果,从而确保材料不变色,因此市场上所见的PVC门窗型材通常以白色为主。
近年来随着社会发展,人们对门窗材料表面彩色化需求越来越大。
目前彩色PVC型材一般是通过在干混料中直接添加颜料进行着色,但因配色原因,材料配比中不能添加足量的TiO 2(一种白色颜料,以致产品在户外耐候性较差、型材色彩选择性非常小。
一种采用具有优异耐候性能的高分子材料作为共挤层材料,将其与PVC主体材料共挤形成复合材料的共挤加工技术,可使型材表面色彩丰富多样,颜色牢固不易褪色。
ASA聚合物是丙烯氰(A-苯乙烯(S-丙烯酸酯(A无定型三元共聚物,其分子结构如下,其分子结构中无双键等不稳定基团,分子结构稳定,具有优异的耐候性能,同时该材料具有很好的力学性能,国外已广泛应用于汽车配件领域。
ASA其溶解度参数δ为9.6-9.8,与PVC的溶解度参数9.5-9.7非常接近,理论分析二者相容性很好,可以混合形成塑料合金,以改善PVC材料力学性能。
试验通过ASA与PVC根据不同比例进行共混造粒,主机采用锥形双螺杆挤出机,辅机采用专用单螺杆挤出机,通过共挤形成彩色共挤复合型材;分析讨论了不同共混配比对共挤加工性能、制品表面硬度、力学性能以及耐候性能的影响。
2 试验部分2.1试验主要原料SG-5型 PVC 树脂上海氯碱化工有限公司 Larans ASA 树脂德国BASF 化学公司 T-109 稳定剂阿托菲纳化学公司 D320抗冲改性剂阿托菲纳化学公司颜料德国BASF 化学公司2.2试验仪器及设备FM-500/1750进口混料机组德国THYSSEN设备制造公司 SJZ55/100锥形双螺杆造粒机组上海经纬挤出机械制造有限公司 CON63锥形双螺杆挤出生产线奥地利THEYSHON设备制造公司 CO-32 THEYSHON共挤机奥地利THEYSHON设备制造公司 LUXOR 80自动上料干燥机德国摩丹干燥设备公司HS80NP共挤型材模具奥地利TOPF模具制造公司WSD-Ⅲ型色度仪北京康光仪器有限公司低温落锤试验机河北承德金键检测仪器公司XJJ-5简支梁冲击试验机河北承德金键检测仪器公司 XHRD-150塑料洛氏硬度计山东莱州市试验机总厂QUV紫外线加速耐候试验机江苏中铭仪器有限公司2.3 试样制备1试验以浅灰色(RAL 7035为参照颜色,按照配方比例(见表1,使用FM-500/1750 德国THYSSEN进口混料机组进行混料,形成适合挤出加工的四种干混料。
共混改性提高PVC耐热性的研究进展
共混改性提高PVC耐热性的研究进展发布时间：2022-03-31T08:22:16.213Z 来源：《科学与技术》2021年25期作者：杨小川[导读] 聚氯乙烯简称PVC，没有固定熔点，在85℃以下呈现玻璃态，在80℃~85℃之间进入软化状态，受温度影响使用范围缩小，为提高PVC使用温度，技术人员开始致力于耐热性改良工作，开发耐热性好的PVC树脂。
杨小川广东达华生态科技有限公司广东揭阳522000摘要：聚氯乙烯简称PVC，没有固定熔点，在85℃以下呈现玻璃态，在80℃~85℃之间进入软化状态，受温度影响使用范围缩小，为提高PVC使用温度，技术人员开始致力于耐热性改良工作，开发耐热性好的PVC树脂。
提升聚氯乙烯耐热性能共混改性组分有很多，其中包括以N-取代马来酰亚胺类为代表的高分耐热改性剂，以氯化PVC为主的具备高耐热性的改良PVC，除此之外，还包括无机填料。
由于PVC 复合材料中混入不同类型耐热改性剂所呈现效果存在较大差异，本文将结合相关研究文献对共混改性提高PVC耐热性复合材料研究进行相关文献综述，为材料开发工作提供信息参考。
关键词：共混改性；PVC耐热性；复合材料为顺应社会市场需求，我国不断加大科学技术投资力度，各科研领域均取得了优异成绩。
我国现阶段塑料改良行业发展重心依旧以塑料工程化为主，研究高性能工程塑料，典型热塑性材料为聚氯乙烯，具有开发成本低、经济丰富等特性，在化工和建筑领域应用广泛。
从使用性角度看，PVC存在热稳定性差的缺陷，连续使用温度仅在65℃左右，这就导致产品需要着重关注使用温度和受力情况。
为解决此问题，常使用共混改性方式提升耐热温度。
所谓共混改性是指将玻璃化转变温度较高的树脂与PVC粉料充分结合，这种制作工艺简单、具有较高可操作性。
一、利用共混高分子耐热改性剂改善PVC耐热性利用该方法改变PVC树脂耐热性，需要保证高分子耐热改性剂与PVC之间具有较好的相容性，改性剂需要具备较高的玻璃化转变温度和较低的熔融温度以及熔体粘度，增强材料可塑性。
聚烯烃的改性技术进展
聚烯烃的改性技术进展【摘要】聚烯烃材料具有原料来源丰富、价格低廉、加工成型方便、综合性能好等许多优点，已经成为目前市面上产量最大、应用最广的一类高分子材料。
然而聚烯烃材料本身所存在的耐热性能差、加工尺寸精度差、易老化等缺陷严重影响了应用领域的拓展，为了改善这些不足，对聚烯烃材料进行改性备受关注。
对聚烯烃进行改性的常用方法可分为填充改性、共混改性、形态控制改性、界面相容化改性几大类。
【关键词】导热塑料；国内外；研究进展1 填充改性技术的研究进展填充改性具有效果明显、工艺简单、成本低等优点，是工业上最常用的塑料改性方法。
能当作填充改性填料的物质必须满足一些基本条件[1]：耐热性好，加工过程不分解而损害材料使用性能；分散性好，加入后不过多损害加工性能；不与基体材料发生不良化学反应；在成型后的制品中不会发生表面析出；价格便宜，来源丰富等。
填充改性按填充物种类可分为无机填充和有机填充两类。
无机填充改性指在材料中添加无机填料。
常被用做无机填料改性聚烯烃材料的主要有：氧化物类；氢氧化物类；碳酸盐类；硫酸盐类；碳素；硅酸盐。
有机填充改性是在材料中添加有机填料物质。
常被用作有机填料填充聚烯烃的主要有：天然纤维素纤维类、有机合成纤维类以及有机阻燃剂类等。
其中用天然有机木粉填充聚烯烃材料制备的木塑复合材料是目前许多国家致力于工业化的一个热点，这类复合材料综合了植物纤维和聚烯烃塑料二者的优点，能有效地缓解过度开发而引发的资源贫乏、木材短缺等问题，是一种资源节约型、环境友好型的复合材料[2]。
除此之外，目前一些国内外学者也致力于开发一些有机-无机杂化填充的聚烯烃复合材料，以在成本和性能等方面求得平衡。
如Mohanty [3]等人通过熔融挤出制备了一种剑麻纤维和玻璃纤维杂化增强的PP复合材料，最终得到一种成本低廉、综合性能很好的有机-无机纤维杂化增强PP材料。
2 共混改性技术的研究进展共混改性是在树脂基体中混入一种或多种其他高分子物质，因此共混物也被称为聚合物合金。
聚氯乙烯复合材料共混改性的研究
聚氯乙烯复合材料共混改性的研究
氯乙烯单体发生聚合反应生成热塑性高聚物聚氯乙烯。
作为用途广泛的通用型塑料,聚氯乙烯因为其优良的阻燃耐磨等优点,决定了它可以应用于各行各业,而来源的广泛性和低价的特点更是决定了它可以进行批量生产。
所以,时至今日,我们会发现PVC制品被应用到了国民经济生活的方方面面。
但不可忽视的是,随着社会分工的精细化程度加大,对PVC材料的要求也逐渐提高:人们需要特定性能的PVC复合材料来满足他们的需求,更需要强度和韧性都相对不足的PVC复合材料在力学性能上的表现得到进一步提高。
因为操作简单,且改性效果明显等特点,所以共混作为对聚合物改性的一种物理方法,受到了人们的青睐。
PVC复合材料韧性较差,并且在较低温度时就会发生分解反应,限制了PVC制品在工程领域的应用。
玻璃纤维与PVC基体经过共混加工后,很大程度上可以增强PVC复合材料的力学性能。
在PVC中加入改性剂,不同的改性剂根据添加量的不同,对PVC复合材料的韧性也产生了不同的影响。
在本文中,通过对玻纤增强PVC、改性剂CPE增韧PVC以及改性剂ACR增韧PVC进行实验研究,对比分析不同助剂对PVC复合材料的不同力学性能影响,试图最终找到最佳配方,能提高PVC复合材料的同时,也能增加PVC复合材料的韧性。
聚乙烯改性研究进展
聚乙烯改性研究进展刘生鹏;张苗;胡昊泽;林婷;危淼【摘要】聚乙烯以优良的力学性能、加工性能、耐化学性等成为最主要的聚烯烃塑料品种,大量用于生产薄膜、包装和管材等.但聚乙烯的非极性和低刚性限制了其在某些领域的应用.综述了聚乙烯的化学改性、物理改性和改性新技术的新进展.化学改性包括接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性;物理改性包括增强改性、共混改性、填充改性;并介绍了各种改性对聚乙烯性能的影响.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2010(032)003【总页数】6页(P31-36)【关键词】聚乙烯;化学改性;物理改性;进展【作者】刘生鹏;张苗;胡昊泽;林婷;危淼【作者单位】武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉430072;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TB3240 引言聚乙烯(PE)质优、价廉、易得，且用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料.随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4.但聚乙烯属非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，因此其功能性较差.采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘结性、生物相容性等性质.1 化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法.其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其它链节和功能基团，由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘结性能等.1.1 接枝改性接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到 PE主链上的一种改性方法.接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同时又增加了其新的功能.常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等[1].接枝改性的方法主要有溶液法[2]、固相法[3]、熔融法[4]、辐射接枝法[5]、光接枝法[6]等.程为庄等[2]以过氧化苯甲酰为引发剂，二甲苯为溶剂，进行了丙烯酸与低密度聚乙烯(LDPE)的溶液接枝聚合.聚乙烯接枝了丙烯酸后与铝的粘结强度显著增大，当接枝率为7.2%时，剥离强度由未接枝时的193 N/m提高到984 N/m.唐进伟等[3]利用固相法在线性低密度聚乙烯(LLDPE)上接枝MA，得到了接枝率为1%～2.4%，凝胶含量小于4%的 LLDPE-g-MA.于逢源等[4]采用多组分单体熔融接枝法，以甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯作为接枝单体，对LDPE进行熔融接枝改性，获得了接枝率为3%的改性低密度聚乙烯.鲁建民等[5]研究了粉末态高密度聚乙烯的辐射效应、与多种单体的固态辐射接枝行为及其表征，并将其应用于聚乙烯粉末涂料，其附着力和柔韧性得到显著改善. Elkholdi等[6]采用光接枝的方法将AA接枝到聚乙烯上，改性后的PE薄膜具有良好的粘结性.1.2 共聚改性共聚改性是指通过共聚反应将其它大分子链或官能团引入到PE分子链中，从而改变PE的基本性能.通过共聚反应，可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团，可以起到反应性增容剂的作用[7].Ghosh等[8]采用接枝共聚的方法将少量的丙烯酸单体共聚物接枝到PE上，与原始的PE相比，改性后的PE具有较高的熔体粘度和较低的熔体流动指数.1.3 交联改性交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力.由此极大地改善了诸如热变形、耐磨性、粘性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能[9].聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联[10]、硅烷接枝交联、紫外光交联[11].1.3.1 过氧化物交联过氧化物交联适用性强、交联制品的性能好，在工业中得到广泛的应用[12].刘新民等[13]研究了过氧化物交联PE的工艺与力学性能.过氧化物交联PE的力学性能有一定的提高，随着过氧化二异丙苯含量的增加，交联PE的凝胶含量提高；交联PE的拉伸强度随PE的凝胶含量增加而提高，断裂伸长率下降.同时，炭黑对复合材料有一定的补强作用，氧化锌的加入有助于交联反应和拉伸强度的提高.1.3.2 辐射交联应用辐射新技术，将聚合物置于辐射场中，在高能射线(γ射线、电子束以及中子束等)的作用下，可以在固态聚合物中形成多种活性粒子，引发一系列的化学反应，在聚合物内部形成交联的三维网络结构，使聚合物的诸多性能得到改善[14].王亚珍等[15]采用辐射交联制备的LDPE/EVA混合体系泡沫片材具有表观光滑、柔软、手感好、表观密度较小的特点，复合材料具有优异的力学性能，较高的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度.1.3.3 硅烷接枝交联硅烷接枝交联聚乙烯主要包括接枝和交联两个过程.在接枝过程中，乙烯基硅烷接枝于聚乙烯大分子链上生成接枝聚合物，在交联过程中，接枝聚合物先水解成硅醇，—OH与邻近的Si—O—H基团缩合形成Si—O—H键，从而使聚乙烯的大分子之间产生交联.张建耀等[16]研究了高密度聚乙烯(HDPE)、LLDPE及其共混物的乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)接枝交联产物的分子结构、熔融行为.研究发现VTEOS接枝交联PE 能力为：LLDPE>HDPE/LLDPE共混物>HDPE；接枝交联使HDPE、LLDPE及其共混物的结晶度和熔点降低，晶粒变得不均匀.1.3.4 紫外光交联紫外光交联是近年来才开始实现工业应用的新交联方法，通过加入聚乙烯基料中的光引发剂和光交联剂吸收紫外光后发生一系列的光物理和光化学反应而产生的大分子自由基进行迅速复合生成三维网状的交联结构.Wu等[17]用紫外光辐射的方法将C—O、C—OH和C=O等含氧基团引入LLDPE的分子链上.结果表明：辐射后LLDPE的分子量变小，和LLDPE相比，其熔体流动指数、拉伸强度和断裂伸长率都有所降低，但仍保持良好的韧性，且亲水性增强.1.4 氯化及氯磺化改性氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物，具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性. 氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料，属于高性能橡胶品种.其结构饱和，无发色基团存在，涂膜的抗氧性、耐候性和保色性能优异，且耐酸碱和化学药品的腐蚀，已广泛应用于石油、化工等行业[18].1.5 等离子体改性处理等离子体是由部分电离的导电气体组成，其中包括电子、正离子、负离子，基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子[19].在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面，使材料表面分子的化学键被打开，并与等离子体中的氧、氮等活性自由基结合，在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团，由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等[20-21].Ataeefard等[22]用Ar、O2、N2、CO2气态等离子体处理LDPE表面，结果表明在低气压时O2、Ar、N2、CO2气态等离子体可改善LDPE薄膜的润湿性，其接触角的减小主要与放电量和曝光时间有关；LDPE的表面形貌与等离子体放电量、曝光时间和采用不同类型的气体有关，用Ar、N2气态等离子体处理LDPE效果更佳.2 物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法.常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性.2.1 增强改性增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性.加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等.自增强改性也属于增强改性的一种.2.1.1 自增强改性所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法，使得材料内部组织形成伸直链晶体，材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列，材料的宏观强度得到大幅度提高，同时分子链有序排列将使结晶度提高，从而使材料的强度进一步提高，由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同，因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题[23].张慧萍等[24]采用超高分子量聚乙烯(UHMPE)纤维分别增强高密度聚乙烯(HDPE)和LDPE基体，研究发现UHMPE纤维与LDPE基体在加热加压成型的条件下，可以形成良好的界面，最大限度发挥基体和纤维的强度，而以HDPE为基材时力学性能相对较差.2.1.2 纤维增强改性纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用，而界面问题是纤维增强聚合物基复合材料研究中的主要问题. 张宁等[25]采用经 KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备了PE/LGF复合材料.研究发现LGF的为30%(质量)、长度约为35 mm时，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5 MPa和52 kJ/m；LGF在PE基体中呈现三维交叉结构，这种结构和 KH-550的加入改善了复合材料的力学性能.2.1.3 晶须改性经典的载荷传递机理认为，聚合物/晶须复合材料受到外力时，应力可以通过界面层由基体传递给晶须，晶须承受部分应力，使基体所受应力得以分散.晶须增韧聚合物来源于两方面的贡献，其一是晶须导致基体局部应力状态改变，其二是晶须对基体结晶行为产生影响[26].潘宝风等[27]的研究表明硅钙镁晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的拉伸力学性能，包括短期力学性能及耐长期蠕变性能.晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘结，同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高.2.1.4 纳米粒子增强改性少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用.郜华萍等[28] 将表面处理过的纳米SiO2粒子填充m-LLDPE/LDPE发现复合材料力学性能达到最佳值的纳米粒子填充量为2%，与纯m-LLDPE/LDPE相比，拉伸强度、断裂伸长率分别提升了l3.7 MPa和174.9%.力学性能的显著提高归因于SiO2纳米粒子均匀分散于基材中，与基材形成牢固的界面结合.Qian等[29]研究了HDPE/纳米SiO2的非等温结晶行为，发现复合材料的结晶速率高于纯HDPE，结晶活化能由纯HDPE的166.3 kJ/mol，提高到206.2、251.1和266.0 kJ/mol(填充质量分数分别为1%、3%和5%).2.2 共混改性共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘结性、高速加工性等各种缺陷，使其具有较好的综合性能.共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物，如塑料类、弹性体类等聚合物，以及不同种类的PE之间进行共混.2.2.1 PE系列的共混改性单一组分的PE往往很难满足加工要求，而通过共混改性技术可以获得性能优良的PE材料.林群球等[30]通过LDPE与LLDPE共混，解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等主助剂造成力学性能急剧降低的问题.汤亚明[31]对LLDPE与HDPE的共混改性进行了研究，结果表明共混后可以提高产品的抗冲击强度和综合性能.2.2.2 PE与弹性体的共混改性弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用，因此与PE共混后，既能保持PE的原有性能，同时也可以制备出具有综合优良性能的PE.王新鹏等[32]采用熔融共混法制备了LDPE/聚烯烃弹性体(POE)共混物，研究发现POE的含量显著影响着LDPE的结晶行为.随着POE用量的增加，LDPE的结晶度稍有减小，结晶的完善性和均一性变差，晶粒变小，LDPE在结晶过程中出现了二次结晶；随着LDPE含量的增加，POE的结晶度逐渐减小.当POE含量为30%时，共混体系的拉伸强度达到最大值，为21.5 MPa.2.2.3 PE与塑料的共混改性聚乙烯具有良好的韧性，但制品的强度和模量较低，与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能.但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能[33].周松等[34]研究了PP对HDPE性能的影响，随着PP用量增加，复合体系的熔体流动速率提高，冲击强度下降.三元乙丙共聚物可作为相容剂，改善HDPE-PP间的相容性，研究发现HDPE/PP/EPDM(77/23/8)共混体系的综合性能最优，拉伸强度和冲击强度都得到提高.杜强国等[35]研究发现少量LLDPE的加入对PBT有一定程度的增韧作用，此时分散相的粒径很小，随着LLDPE量的增加，分散相粒径的尺寸显著增大，缺口冲击强度急剧下降.LLDPE-g-MA能明显改善了LLDPE与PBT的界面粘结，共混物冲击强度随着LLDPE接枝率的提高而提高.杜芹等[36]利用微层共挤方法制备了具有层状交替结构的HDPE/PA6共混物，共混物中引入少量HDPE-g-MA时，化学反应在界面进行，与海岛结构的共混物界面面积相比，层状共混物的界面接触面积小，界面化学反应相对较弱，但层状共混物的屈服强度和断裂伸长率有大幅度提高，层状结构对HDPE和PA6的结晶行为影响很小.王娜等[37]用熔融共混法制备出HDPE/聚苯乙烯(PS)/有机蒙脱土(OMMT)复合材料.随着OMMT的增加，复合材料的拉伸强度和弹性模量增加；当HDPE/PS为20∶80(质量比)、OMMT为3%(质量分数) 时，复合材料的拉伸强度比未加OMMT时提高了80%，弹性模量提高了20%.2.3 填充改性填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料，一方面可以降低成本达到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如电性能、阻燃性能等.但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响.无论是无机填料还是有机填料，填料与PE基体的相容性和界面粘结强度是PE填充改性必须面临的问题，而PE 是非极性化合物，与填料相容性差，因此，必须对填料进行表面处理.填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理，在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层，起“分子桥”的作用，使填料与基体树脂间形成一个良好的粘结界面[38].常用的填料表面处理技术有：表面活性剂或偶联剂处理[39]、低温等离子体技术[40]、聚合填充法 [41]和原位乳液聚合[42]等PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料，不仅可以改善PE的性能，同时也具有十分重要的健康环保意义[43-46]；而PE的功能性填充改性是指在改善PE性能的同时赋予其光、电、阻燃等方面的效果[47].3 PE改性技术的新进展3.1 单活性中心催化剂开发的PE均聚物埃克森化学公司与道化学公司采用单活性催化剂制备的PE均聚物已进入工业化阶段.这些新型PE具有优异的透明度、强度、柔软性和低温热封性等，分子量及组成分布很窄.埃克森拟将其用于医疗等方面，而道化学公司则以树脂改性用途等为重点进行应用开发，但加工性是其目前的难点[48].3.2 双峰PE具有双峰分子质量分布的聚乙烯被称为双峰聚乙烯，它的优点是既含有很短的聚合物分子链，起到分子间的润滑作用，能够改善加工性能，又含有很长的聚合物分子链，保证材料的机械作用，因此双峰聚乙烯产品具有优良的物理力学性能和加工性能[49].从世界聚乙烯工业的发展趋势来看，双峰聚乙烯产品将向传统聚乙烯产品提出挑战，国外各大石化公司已在此方面有了较快发展，而国内仅是对此技术进行了初步的研究.开发新型金属催化剂和催化剂载体以及催化剂配体，是今后双峰聚乙烯研究开发的重点[50].3.3 茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂，其分子量分布窄，分子链结构和组成分布均一，具有优异的力学性能和光学性能，已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等[51-52].González等[53]研究茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)对沥青/LLDPE共混物稳定性和流变性能的影响.m-LLDPE替代LLDPE改性沥青可以有效避免高温放置时的象乳液一般发生相分离，同时显著改善沥青的粘弹性.Qin等[54]研究了PP/m-LLDPE共混物的熔融/结晶行为和等温结晶动力学，结果表明PP与m-LLDPE是部分相容的，两者的相互作用主要存在于m-LLDPE链与PP分子中的PE链段，m-LLDPE的引入降低了PP的结晶温度，但有助于PP形成良好的球晶.4 结语21世纪新材料发展非常迅速，优胜劣汰的竞争将更为激烈.PE以其价格低廉、品质优良、适于改性的特点，成为人们的首选.各种改性技术的引入，使通用PE的应用范围越来越广泛，使低档塑料高性能化应用成为现实.尽管在各种改性PE中可能还存在不完善和缺陷，但是，可以预料经济而有效的PE改性开发研究仍将得到大力发展.参考文献：[1]殷锦捷, 王亚鹏. 聚乙烯改性的研究进展[J]. 上海塑料, 2006(3): 13-16.[2]程为庄, 彭蓉, 杜强国. 聚乙烯与丙烯酸的溶液接枝聚合[J]. 功能高分子学报, 1997, 10(1): 67-71.[3]唐进伟, 童身毅. 线型低密度聚乙烯固相接枝马来酸酐研究[J]. 化工科技, 2007, 15(3): 5-8.[4]于逢源, 肖汉文, 徐冰, 等. 低密度聚乙烯的接枝改性[J]. 应用化学, 2005, 22(7): 796-799.[5]鲁建民, 张湛, 刘亚康, 等. 粉末态高密聚乙烯的辐射接枝[J]. 化工学报, 2006, 53(6): 640-643.[6]Costamagna V, Strumia M, Lopez-Gonzalez M, et al. 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ASA_PVC共混改性技术在PVC彩色共挤型材加工中应用研究.
ASA/PVC 共混改性技术在PVC 彩色共挤型材加工中应用研究吴郁宁波浙东塑料建筑材料有限公司宁波 315101摘要:本文概述了ASA/PVC 共混改性彩色共挤型材的制备工艺,分析讨论了不同配比共混体系对共挤加工性能、材料力学性能以及材料耐候性能的影响。
关键词:ASA/PVC 共混改性耐候性1 概述PVC塑料门窗具有优异的节能隔声效果,目前在国内已普及应用。
由于PVC分子结构中存在较不稳定的α-Cl,因此纯PVC加工的材料耐候性差,在户外容易受太阳光中紫外光线破坏而引起发黄发红等变色现象;金红石型TiO 2具有优异的光折射效果,通过添加一定比例的金红石型TiO 2,可以起到折射屏蔽紫外线效果,从而确保材料不变色,因此市场上所见的PVC门窗型材通常以白色为主。
近年来随着社会发展,人们对门窗材料表面彩色化需求越来越大。
目前彩色PVC型材一般是通过在干混料中直接添加颜料进行着色,但因配色原因,材料配比中不能添加足量的TiO 2(一种白色颜料,以致产品在户外耐候性较差、型材色彩选择性非常小。
一种采用具有优异耐候性能的高分子材料作为共挤层材料,将其与PVC主体材料共挤形成复合材料的共挤加工技术,可使型材表面色彩丰富多样,颜色牢固不易褪色。
ASA聚合物是丙烯氰(A-苯乙烯(S-丙烯酸酯(A无定型三元共聚物,其分子结构如下,其分子结构中无双键等不稳定基团,分子结构稳定,具有优异的耐候性能,同时该材料具有很好的力学性能,国外已广泛应用于汽车配件领域。
ASA其溶解度参数δ为9.6-9.8,与PVC的溶解度参数9.5-9.7非常接近,理论分析二者相容性很好,可以混合形成塑料合金,以改善PVC材料力学性能。
试验通过ASA与PVC根据不同比例进行共混造粒,主机采用锥形双螺杆挤出机,辅机采用专用单螺杆挤出机,通过共挤形成彩色共挤复合型材;分析讨论了不同共混配比对共挤加工性能、制品表面硬度、力学性能以及耐候性能的影响。
2 试验部分2.1试验主要原料SG-5型 PVC 树脂上海氯碱化工有限公司 Larans ASA 树脂德国BASF 化学公司 T-109 稳定剂阿托菲纳化学公司 D320抗冲改性剂阿托菲纳化学公司颜料德国BASF 化学公司2.2试验仪器及设备FM-500/1750进口混料机组德国THYSSEN设备制造公司 SJZ55/100锥形双螺杆造粒机组上海经纬挤出机械制造有限公司 CON63锥形双螺杆挤出生产线奥地利THEYSHON设备制造公司 CO-32 THEYSHON共挤机奥地利THEYSHON设备制造公司 LUXOR 80自动上料干燥机德国摩丹干燥设备公司HS80NP共挤型材模具奥地利TOPF模具制造公司WSD-Ⅲ型色度仪北京康光仪器有限公司低温落锤试验机河北承德金键检测仪器公司XJJ-5简支梁冲击试验机河北承德金键检测仪器公司 XHRD-150塑料洛氏硬度计山东莱州市试验机总厂QUV紫外线加速耐候试验机江苏中铭仪器有限公司2.3 试样制备1试验以浅灰色(RAL 7035为参照颜色,按照配方比例(见表1,使用FM-500/1750 德国THYSSEN进口混料机组进行混料,形成适合挤出加工的四种干混料。
聚氯乙烯增韧改性的研究进展(1)
聚氯乙烯增韧改性的研究进展司小燕,郑水蓉,王 熙 收稿日期:2007-02-01(西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安,710072)摘要:在大量文献的基础上简述了国内外聚氯乙烯(P VC)增韧改性的研究状况,从弹性体、刚性粒子、纤维状填料等共混增韧改性,到纳米技术的出现,对P VC的增韧改性赋予了P VC材料良好的性能,扩大了P VC的应用领域。
但目前纳米粒子与P VC之间在纳米尺度上的相容性较差,因此加强理论研究上的深度,使这一新材料真正发挥其潜能,是今后重要的任务。
关键词:聚氯乙烯;弹性体;刚性粒子;纤维状填料;纳米粒子;改性中图分类号:T Q32513The Research Progress of Toughen i n g M od i f i ca ti on of PVCSI Xiao2yan,ZHENG Shui2r ong,WANG Xi(Depart m ent of App lied Che m istry,Faculty of Science,NorthwestenPolytecnical University,Xiπan710072,Sanxi,China) Abstract:This paper intr oduces the p resent situati on of t oughening modificati on of P VC based on s ome articles in recent years,and the modificati ons by means of elast omer,rigid particles,fibre filling are discussed,with the e mphasis on the modificati on by nano2meter particles,they endow P VC material i m portant perf or mance,and en2 large its app licati on field.But the compatibility bet w een nano2meter particles and P VC is not very good in nano2 meter scale.Therefore the t oughening modificati on mechanis m is studied more thor ough,the ne w material can ex2 ert its potential.It is a very signify assignment. Key words:P VC;elast o mer;rigid particles;fibre filling;nano2meter particles;t oughness;t oughness mechanis m 聚氯乙烯(P VC)是最早工业化、产量位居第二的通用塑料,具有耐油、耐酸碱、电气性能优良、透光性好、加工成型容易、价格低廉、原材料来源广泛等优点,广泛地应用于管材、棒材、薄膜、绝缘材料、防腐材料、建筑材料等。
PVC／PA共混改性研究进展
Ｋ ｅ ｒ ： ＰＶＣ ； ｐ ｙ ｍ ｉ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏｌ ａ ｄｅ；ｂｌ ｎ ｎｇ ｍ ｏ ｃ ｔｏ ｅ ｄｉ ｄｉ ａ ｉ ｎ； ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｉ ｆ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐｒ ｇ ｅ ｓ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｓｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｔ ｅ ｉ ｇ ｍ ｏ ｆｃ ｔｏ Ｃ ｉｈ ｄｉ ｆ ｒ ｎ ｉ ｓ ｏｆ ｓ ｒ ｃ ： ｏ ｒ ｓｅ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｈｅ ｂｌｎｄ ｎ ｄｉ ａ ｉ ｎ ｏｆＰＶ ｉ ｗ ｔ ｆ ｅ ｅ ｔ ｋ ｎｄ ｐ ｌ ａ ｉ （ Ａ ）ｗｅ ｅｓ ｏ ｙ ｍ ｄｅ Ｐ ｒ ｕｍ ｍ ａ ｉ ｅ ｒｚ ｄ． Ｆｏ ｎ ｔｏ ｔｍ ｓ：Ｎ ａ ｉ ａ ｙ ｔｃ ｏｌ ｙ Ｒ ＆ Ｄ ｒ ｒ ｍ （ ０ ６３ ０１ ｕ ｄａ ｉ ｎ ｉｅ ｔｏｎ ｌｋｅ ｅ ｈｎ ｏｇ ｐ ｏｇ ａ ５８ ０ ）
Ｐ ｏ ｒｓ ｎ ｒ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｅｂ ｅ ｄｎ ｄ ｆｃ ｔ ｎ ｏ ＶＣ／ Ａ ｒ ｇ ｅ ｓｉ ｅｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｌｎ ｉ ｇｍｏ ｉｉａ ｉ ｆＰ ｏ Ｐ
ＬＩＦｅ ｉ～，ｙＵ ｉ 。 Ｊ ｅ ，Ｔ己 ｗｅ ， ｉ～，ＬＵ Ｓ ｅ ｇ 乱 ’ ｈｎ Ｊ
的 熔 融 温 度 降 至 １ ７ ｏ ， 低 于 Ｐ ６的 ２ ５ ℃ ， ８ 远 Ｃ Ａ １ 证
和 Ｐ 的耐磨 性 、 Ａ 自润滑 性 、 化 学腐 蚀 性 、 耐 耐油 性 ，
同 时 可 提 高 Ｐ Ｃ 的 柔 顺 性 。 在 聚 合 物 共 混 材 料 的 Ｖ 研 究 与开 发快 速 发 展 的今 天 ， Ｖ Ｐ 制 品依 然 甚 Ｐ Ｃ／ Ａ 少 ， 类 文 献 报 道 也 十 分 少 见 。 这 主 要 源 于 Ｐ Ｃ／ 各 Ｖ
第３ ９卷 第 １期
聚氯乙烯共混改性的研究
２ Ｐ １ ＶＣ力 流变测试 ， 并与 Ｐ Ｃ Ｐ ． １ ／ ０ 共混 物进行 比 Ｖ ／ Ｅ Ｃ（０ １ ） ０ 较 。表 ２是 Ａ Ｒ、Ｅ Ｃ １５ 改性 Ｐ Ｃ的加工性 Ｃ Ｐ ． （ ３ Ａ） Ｖ
品 的工程化做出有益的探索。
１ 实 验部 分
１ １ 原 材料 ．
仪 于 １０—１５ ８ ８ ℃下模压制 成厚度 ４ｍ 的板材 ， ｍ 并 制备 冲击 、 拉伸试样。
１４ ． 性 能 测 试
冲击强度按 Ｇ ／ ４ —１９ Ｂ Ｔ １ ３ ９ ３测试 ； ０ 拉 伸强度按 Ｇ ／ ４ —１９ Ｂ Ｔ １ ０ ９ ２测试 ； ０ 流变性能用流变仪测试 ；
Ｃ Ｃ ３１ ｍ， ａ Ｏ ：５ 轻质 ， 市售 ；
ＴＯ２１２， 售 ； ｉ ：９ 市
铅 类稳定剂 ： 市售
１２ 主 要 实验 设 备 、 器 ． 仪
高速混合机 ： Ｈ—Ｈ， Ｇ 北京塑料机械厂 ；
挤 出 塑 化 仪 ： ｒｂｎ ｅ Ｌ 一６ ＋ 国 Ｂａ Ｂ ｅｅ ｄｒＰ Ｄ ５１ 德 ｒ－ ｂｎｅ公司 ； ｅｄ ｒ
微观结构用 Ｓ Ｎ 观察并拍照。 Ｅ
收稿 Ｈ期 ：０ —１２ ２ ０１１ －０
维普资讯
苑 尝韩 ． ： 氯己烯共 混改性 的研究 等 聚
＼煞吾隹量
０ ８
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２ 结 果与讨论
６ ４ ２
０
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０ Ｏ ＿ ． ．
平 板硫化 仪： Ｌ Ｑ Ｂ—Ｄ ０ ６ ０× ，Ｏ ， ６ｏ× ０ ２ ２ Ｏ ｔ铁蛉
化 工机 械厂 ；
冲击试验机 ： ｈｒｙＸ ４ ， Ｃ ａｐ Ｊ一 ０ 承德试验机总厂 ； 万 能试验机 ： ｓ ｏ １５ 英 国 Ｉｓｏ Ｉ ｔ ｎ １８ ， ｎｒ ｎｔ ｎ公司 ； ｒ 流变仪 ： ｒ ｅｄ ｒ Ｌ Ｂａ ｎ ｅ Ｐ Ｄ一３ １ 德 国 Ｂａ ｅｄｒ ｂ ３， ｒ ｎｅ ｂ
几种弹性体对PVC_PS共混物改性的研究
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由 F ig. 3 电镜照片可以看出, PV C PS 共混物 呈两相结构, 分散相尺寸约 1～ 2 Λm , PV C PS 共混 物中添加弹性体的种类不同, 所得共混物试样的冲 击断面形貌差别较大。M B S 添加到 PV C PS 中. 体 系相畴明显减小, 且相界面变模糊, 即M B S 对共混 物起着明显的相分散作用, 这是因为M B S 树脂中 PMM A 链段与 PV C 相容性较好, 而 PS 链段能扩 散 至 PS 的相中。CPE 则因为与 PS 相容性差对 PV C PS 共混体系几乎不具有相分散作用。SB S、 SB S2g2MM A 对 PV C PS 共混物也起着一定的相 分散作用, 而 SB S2g2MM A 由于其中 PMM A 链的 存在, 较 SB S 而言减少了界面周围的缺陷和孔洞, 改善了 PV C 与 PS 两相间的界面粘结。 2. 3 共混物的冲击性能
间的变化。设定密炼室温度 155 ℃, 转速 40 r m in, 密炼时间 10 m in, 出料再于平板硫化机上热压成 型, 供有关性能测试用。 1. 3 性能测试
将所制得的共混物材料制成标准缺口冲击样
条, 在 XCL 240 型简支梁冲击试验机上测定其冲击 强度 (室温) , 冲击试样断面镀金用 H ITA CH I S2570 型扫描电子显微镜观察形貌。
高分子材料科学与工程
加入有机填料的热塑性弹性体聚氨酯共混改性研究【开题报告】
2
11.15-11.20
有机小分子填料和确立聚合反应工艺参数
3
11.21-11.27
合成不同比例添加的有机小分子
4
11.27-12.5
共混物中的分散情况和阻尼性能
5
12.7-12．14
合成不同比例的TPU/SBS
6
12.16-12.21
共混物的分散情况和阻尼性能
7
12.21-12.25
4、中外文参考文献目录
5、
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实施方案、技术路线：
第一步以聚氨酯为主要材料通过选择热塑性弹性体改性它的阻尼性能和物理性能。第二步选择合适的有机填料改善二者的相容性和物理性质。第三步调整有机填料的比例TPU和另一热塑性弹性体按1：1定量。第四步保持有机填料的量改变TPU和另一热塑性弹性的比例。
最后通过优化均衡配比，确定物料分散均匀，阻尼性能优越，物理性能最佳的实验配方和合成工艺。
用万能拉力机测试拉伸强度
用DSC测试玻璃化转变温度
红外光谱检测其结构
4.实验结论
通过对实验结果的分析得出实验结论，得出最佳实验效果的合成路线及配方。
三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等
聚氯乙烯耐热改性研发进展
１ 添加 热ห้องสมุดไป่ตู้稳 定剂
在 Ｐ ＶＣ 的 加 工 过 程 中 加 人 一 定
１１ 铅 盐 类 稳 定 剂 ． 铅盐类稳 定剂是 Ｐ ＶＣ 最 常 用 的
氢反 应 ，形 成 共扼 多烯 链 ，并 进 而 发
生 断链 、 交联 等 反 应 而 变 色 、 降解 ， 致 使 塑 料 制 品质 量 变 差 ，性 能 下 降 ，
ｏ ｔ ｕ．
■ 李玉 芳 伍小 明
Ｋｅ ｏｄ ：Ｐ ｓ ，ｈ ａ ｓ ｔ ｃ ｄｆｅ ，ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｙ ｗ ｒｓ ｖＣ ｒ ｉ ｅ ｎ ｅ ｔ ｅｉ ａ ｅｍｏ ｉ ｒ ｒ ｓ ｎ ｉ ｄｆ ａ ｏ ｉ ｉ
聚 氯 乙烯 （ＶＣ） 通 用 塑料 的 主 Ｐ 是 要 品种之 一 ，具有 价 格 便宜 、透 明 性 好 、难燃 、 电绝缘 性 好和 耐 腐 蚀 等优 点 ，可通 过 添 加各 种 添加 剂 和 运 用 多 种 成 型方 法 制得 性 能各 异 、用途 广 泛 的 软 质 或 硬 质 制 品 。 但 是 ， 通 用 Ｐ ＶＣ树 脂 的 热 稳 定 性 差 ，加 工 过 程 中易 受 热 发 生 由 活 性 部 位 （ 烯 丙 基 如
进 而开 发 新型 耐 热 Ｐ ＶＣ 树 脂 。 目前 ， Ｐ ＶＣ 耐 热 改 性 的 方 法 主 要 有 添 加 热
经商品化 的 Ｐ ＶＣ热 稳 定 剂 主 要 有 铅 盐 稳 定 剂 、 金 属 皂复 合 稳 定剂 、有 机 ．
锡 稳 定 剂 和 稀 土 稳 定 剂 等 。 虽 然
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（Ｐ Ｏ ‘ ｂ Ｐ ） 二 碱 式 硬 脂 酸 铅 ２ ｂ Ｐ Ｈ－ Ｏ３、 （Ｐ Ｏ・ ｂ Ｃ１ ５ ２ ｂ Ｐ （ ｃｏｏ） 和 铅 白 （Ｐ － Ｈ３ ） ２ｂ ＣＯ ・ ｂ ＯＨ） 等 。 含 铅 盐 类 稳 定 剂 的 ，Ｐ （ ） Ｐ ＶＣ 热 稳 定 性 优 良 ， 绝 缘 性 能 较 好 ， 价格 较 低 ，但有 初 期 着 色性 ，缺 乏 润 滑性 ，并 且 遇 硫 会 生 成 黑 色 硫 化 铅 ， 因 而 不 适 用 于 有 硫 污 染 的 地 方 。 此 外 ，铅 盐 类 稳 定剂 的毒 性 较 强 ，具 有 生 物 积 累 性 ，并且 易 生 成 粉 尘 ， 因此 在 生 产 和 使 用 过 程 中 会 导 致 操 作 人 员 发生 慢 性 铅 中毒 ，而 且 废 弃 后 会 造 成 严 重 的 环境 污染 。尽 管 目前 开 发 的一 些无 尘 复 合 铅 盐稳 定剂 能 够 避 免 在 生 产 过 程 中造 成 操作 者 的慢 性 中毒 ，但 在 废 弃 过 程 中仍 会 带 来 较 大 的 环 境 危 害 。 许 多 发 达 国 家 和 地 区 已 经 制 定 了 相 关 法 规 ，限 制 铅 盐 类 稳 定 剂 的 使 用 。因 此 ，随着 各 国对 新 型 环 保 热 稳 定 剂 进 一 步研 究 开 发 ，铅 盐 类 热 稳 定 剂 将 逐 渐 减 少 ， 并 最 终 被 淘 汰 ［ １ 】 。 １２ 金 属 皂 复 合 稳 定 剂 ． 金属 皂 复 合 稳 定 剂 是 指 以金 属 皂 类 稳 定 剂为 主要 组 分 ，并 加入 其 他 稳 定 剂 例 如 铅 类稳 定 剂 、有 机 锡 类 稳 定 剂 等 的 复 合 产 品 。金 属 皂 类 稳 定 剂 一
聚酰亚胺共混和复合改性的研究进展
系统考 察了工 况 ( 温度、 速度及 载荷 )
对 P I T /CF 复合材料摩擦磨损行为的影响。研究 表明 , 随着 温度升高 , 分子链相对滑 移能力 增强 , 体现出 良好的 自润 滑 特性 , 复合材料的摩擦系数和磨损率均有所下降 , 而载荷、 速 度及其交互 作 用对 材料 摩擦 磨损 行 为影 响不 显 著。 PI /CF 复合材料具备了高强度、 高模量、 耐高温 、 耐辐射且质轻 的综 合性能 , 因而特别适用于军事和航天领域如制造航天发 动机 的涡轮叶片等。 2. 2 P I /GF 复合材料 G F具有优良的力学 性能、 较好的耐热性、 良好的介 电性 能 , 是雷达罩等复 合材料制品中最常用 的增强体。 PI /G F 复 合材料综 合了 P I和 G F 各自的优 点 , 可 作为大功 率、 耐 高温 透波复合材料而获得应用。华向阳 等 [ 12] 采用 薄膜镶嵌 法制 备了短切 GF 增强 P I复合材料 P I /GF - 3 和 P I /GF - 9, 所用 P I单 体为二 苯 酮四 酸 二 酐 ( BTDA ) 、4, 4 二 氨 基二 苯 甲 烷 ( M DA ) 和降冰片 烯二 酸酐 ( NA ), 所 制复 合材 料 P I /GF - 3 和 P I /GF - 9在 23 时的 弯曲 强 度分 别为 252 M Pa 和 305 M Pa , 250 下的弯曲强 度分别 为 200 M Pa 和 234 M P a 。 N go 等 [ 13] 用感光 GF 布浸渍 P I( 6FDA /DM DE) 制备了 P I /感 光性 G F复合 材料 , 其折射 率为 1. 57, 拉伸弹性 模量 为 3. 5 GPa , 在光学领域具有很高的应用价 值。詹茂盛等
聚氯乙烯共混改性研究进展
聚氯乙烯共混改性研究进展4O王娟娟等:聚氯乙烯共混改性研究进展绝缘材料2003No.3聚氯乙烯共混改性研究进展王娟娟,马晓燕,王颖,冯立起..(1.西北工业大学化学工程系,陕西西安710072;2.济南石油化工经济学校,山东南250101;3.西北化工研究院,陕西西安710600)摘要:在29篇文献的基础上,简述了近年来聚氯乙稀(PVC)共混增韧的机理研究方面的概况,分别介绍了用弹性体,刚性体等增韧改性PVC的方法及其最新研究进展,并指出了其发展趋势.关键词:聚氯乙烯;共混;改性;增韧中圉分类号:TM215.13~TQ325.3;TQ316.6文献标识码:A文章编号:1OO9—9239(2003)O3一OO4O—O6Theadvance0fPVCblendingmodificationW ANGJuan—juan,MAXiao—yan,WANGYing,FENGLi—qi.(1.DepartmentofChemicalEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an,710072,China;2.TheEconomicsSchoolofJinanPetroleumChemistry,Jinan,250101,China;3.Northwest—ChemicalInstituted,Xi'an,Shaanxi710600,China) Abstract:ThetoughingmechanicsofPVCblendingmodificationarereviewed,itsadvanceis demonstratedbriefly.ThedevelopmenttrendofPVCblendingmodifiotionsisfiguredout. Keywords:PVC;blending;modification;toughing前言聚氯乙烯(PVC)具有耐腐蚀,耐磨损,价格低廉,材料来源广泛等优点而得以广泛应用[1].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[z,33.然而,PVC存在着热变形温度低,材料耐冲击性和加工流动性差等缺点,在实际应用中受到一定限制.因此,若提高其韧性,就可以进一步扩大PVC应用领域.PVC改性的方法主要分化学法和物理法两大类【'】.化学改性法是通过在分子中引入柔性链段而改变PVC的分子结构,以达到增韧的目的,包括共聚,交联,接枝等[3].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.由于经济或技术等原因,PVC增韧改性最经济实用的方法还是物理共混法.本文对目前PVC共混改性的研究进展作一综述.收稿日期:2OO2一l1一l4作者简介:王娟娟(1978一),女,在读硕士生,主要研究高分子材料的合成及改性(Tel:o29—8474157).1弹性体增韧改性PVC橡胶弹性体增韧改性PVC是传统的方法,其增韧机理很多.目前广泛接受的机理有两种[5],即"网络增韧"机理和"剪切屈服一银纹化"机理.前者认为:由于包围着PVC初级粒子的弹性体网络可吸收材料受冲击时的冲击能,因而使其韧性得以提高.这种类型的弹性体以能形成包围PVC初级粒子的网络结构为特征,其增韧作用也基于该弹性网络.以CPE(氯化聚乙烯),NBR(丁腈橡胶),EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)等为增韧剂的体系为该理论的代表体系."剪切屈服一银纹化"理论认为:弹性体以颗粒形状分布在PVC中,诱发大量银纹和剪切带,并控制银纹的进一步发展,消耗了大量能量,因而可显着提高材料的冲击强度.该理论的代表体系是以丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚一共混物(ABS)弹性体,甲基丙烯酸酯一丁二烯一苯乙烯共聚一共混物(MBS)弹性体,丙烯酸酯共聚橡胶(AcR)弹性体等为增韧剂的PVC共混体系.1.1PVC/ABS体系ABS中含有与PVC相容性好的聚丁二烯,因而绝缘材料2003No.3王娟娟等;聚氯乙烯共混改性研究进展41 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[7]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.在PVC/ABS共混体系中加入第三组份(如CPE,ACR,PMMA,CPVC聚酯等),可相对减少ABS的用量,同时有效提高共混体系的冲击强度等性能.洪重奎[8]研究了PVC/ABS和一种弹性体三元共混合金的组成与性能的关系,发现ABS含量在30 ～40份(质量)时,弹性体能显着改善PVC/ABS体系的力学性能.加入弹性体后,PVC/ABS体系的冲击强度由原来的7.0kJ/m.提高到12.96kJ/m.,且并没有改变ABS固有的海岛结构.1.2PVc/MBs体系与ABS类似,MBS与PVC相容性较好,同时有一个橡胶核存在,所以是一种较好的PVC增韧剂.甲基丙烯酸甲酯,苯乙烯在MBS中的加入量会影响PVC/MBS体系的力学性能,可通过调节甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的比例得到不同类型的MBS,从而得到性能不同的PVC/MBS共混物.PVC/MBS合金的综合性能取决于两相聚合物的相容性.因此,确定合适的聚合方法和单体配比合成不同类型的MBS,对改性PVC有实际意义.丁春黎[9在这方面做了研究. MBS的用量会影响到改性PVC的冲击性能.共混物的冲击强度随着MBS用量的增加而增加,并在达到最大值后减少.MBS含量在10～20时,共混物体系具有较高的拉伸强度,冲击强度和模量. PVC/MBS体系具有好的冲击性能和加工性能,而且透明性好,所以多用于透明,耐冲击制品,不足之处是MBS耐候性不佳,光,热氧稳定性较差,产量小,价格高,不利于共混物的广泛应用.1.3PVC/CPE体系为了弥补PVC/ABS,PVC/MBS等体系耐候性较差的缺点,人们开始了对PVC/CPE体系的关注.PVC/CPE体系的性能主要与CPE中氯含量,CPE用量和CPE制备条件有很大关系.当CPE用量在7 ～15份时,增韧效果突出.CPE的制备方法较多,但用于PVC改性的CPE必须在室温下处于高弹态且氯含量在25～40之间.已发现,氯含量为36的CPE是综合性能最好的PVC改性剂.将CPE进行接枝改性,可取得更好的增韧效果.有文献报道:将CPE和通过VC化学改性的CPE用于PVC的共混改性,发现CPE—g—VC改性的共混物体系冲击强度比纯CPE改性的PVC体系高1～2 倍.多元共混体系也可以促进PVC韧性的提高.有人用CPE/ACR,CPE/MBS等体系复合增韧硬质PVC,发现在一定的组成和适当条件下,CPE与ACR,CPE与MBS均对硬质PVC有协同增韧作用, 共混物形态结构以增韧剂呈精细"网一岛"相分散为特征,并认为该协同效应是CPE网络增韧和MBS或ACR增韧同时起作用的结果.陶国良等人[发现:在PVC/CPE基体中加入少量高抗冲聚苯乙烯(HIPS)后,体系塑化行为得到改善,缺口冲击强度明显提高,而拉伸强度仅略有下降.1.4PvC/NBR体系丁腈橡胶(NBR)用量对PVC/NBR体系的冲击强度有极大影响.王炼石等人[11]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/m.);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.为了改善NBR与PVC的相容性,往往加入CPE(C1含量850A)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42王娟娟等:聚氯乙烯共混改性研究进展绝缘材料2003No.3 下时,NBR在PVC中以孤立状态存在;15～309/5时以网状形式分散,409,5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.由于NBR中的不饱和双键极易氧化或被紫外线分解,所以PVC/NBR共混材料只能大量应用于汽车内装材料,密封条及鞋底等.1.5Pvc/AcR体系ACR是一类以低交联度的丙烯酸烷酯类橡胶为核,聚甲基丙烯酸烷酯为壳的双壳或多层"核一壳"结构聚合物.ACR用量在8～16份之间时,冲击强度提高明显.苑会林等人[3j研究了ACR对PVC加工性能和力学性能的影响,结果如表1所示.表1ACR对PVC—U拉伸强度的影响可以发现PVC/ACR配比为100/6～100/8时,共混体系的冲击强度明显提高.李远等人[1.]用TEM,SEM等方法研究了不同结构ACR对PVC/ACR共混体系结构形态的影响,结果表明:PVC与ACR的壳层有较好的相容性,抗冲型ACR的增韧效果取决于其壳核结构.国外有人对PVC/ACR增韧机理进行了研究,得出结论,:PVC 基体的塑性形变,ACR与PVC的相容性,ACR在PVC中的分散形态等也是影响PVC增韧效果的因素.以胶乳互穿网络聚合(LIPN)技术合成的新型硬PVC冲击改性剂——CMS—ACR—III,其性能已达到美国同类产品KM一323B的各项性能指标,在PVC 中用量6～8份就可获得明显效果.当用量10份时, PVC的缺口冲击强度由6.49kJ/m提高到27.05kJ/m.,并且基本不影响弯曲强度和维卡软化点.由于ACR中含有丙烯酸酯橡胶成份,而壳层为聚甲基丙烯酸烷酯类,所以与PVC有很好的相容性, 不仅在室温和低温下使PVC具有较高的冲击性能, 而且"核一壳"结构具有优良的光稳定性和耐热性,高的冲击强度,完的加工温度范围,低的热膨胀性,良好的耐候性等优点,并兼有加工助剂的性能.因此,近年来,ACR逐渐成为我国抗冲击改性剂的主导产品. 1.6PVC/TPu体系PVC与热塑性聚氨酯(TPU)的溶解度参数相近,因而PVC/TPU体系有较好的相容性,其中聚酯型TPU比聚醚型TPu与PVC有更好的相容性.由于TPU分子中即含有柔性链段又含有刚性链段,故其兼有塑料和橡胶的特性,弹性模量介于塑料和橡胶之间,在较宽的硬度范围内仍能保持较好的弹性,具有良好的耐低温性能和耐油,耐溶剂,耐臭氧性能.除了能改善PVC的冲击性能外,TPU对PVC热稳定性和加工性也有一定的改善.PVC/TPU合金可作为有特色的PVC管件,也可用于汽车,电气,电线和电缆工业.当TPU用量为--.10份时,体系的韧性提高幅度较大,含量为10份时达到最大值,大于10份时,冲击强度则呈现下降趋势.但总的来说,TPU改性的PVC弹性性能较低,此缺点可通过加入ABS来弥补.由于ABS与TPU的协同效应,会使PVC/TPU/ ABS三元合金具有更高的物理机械性能.1.7PVC/EPDM体系三元乙丙橡胶(EPDM)具有优良的耐热老化性,长期的抗氧化能力,低溶解性,好的抗湿性以及抗紫外光能力,所以在提高PVC力学性能的同时,也可改善体系其它性能,是常用的PVC改性剂.为了改善EPDM与PVC的不相容性,常以CPE,EPDM—g—VC及硫醇类化合物作增容剂.当PVC/PP/EPDM/CPE体系组成为100/10/20/10时,体系的缺口冲击强度,拉伸强度,断裂伸长率分别为22.874kJ/m.,19.355MPa,13.763,比未加CPE时的PVC/PP/EPDM体系分别提高了82.56,87.34和68.72,这是因为形成了"互锁结构"的原因.1.8PVC/vC—V AC体系由于氯醋共聚物(VC—VAC)与PVC有良好的相容性,其改性PVC比PVC/EVA体系有更好的性能.在VC—V AC用量为1～30份内,PVC/VC—VAC 体系的冲击性能随VC—V AC量的增加而提高,也随着VC—V AC平均聚合度的增加而提高.在PVC/VC—VAC体系中加入少量(不超过10份)EV A,或者与碳酸钙一起使用,可取得更好的综合效果.PVC/VC—VAC体系具有较好的冲击强度和耐侯性,主要用来制作包装材料,不足之处是制儡随绝缘材料2003No.3王娟娟等:聚氯乙烯共混改性研究进展43 VC—V AC量的增加耐热性降低,冲击性能也不如其它增韧剂改性的PVC优异.另外,还有交联聚酯弹性体改性PVC的研究,可采用溶液法或者混炼法实施.当加入份数为10～25份时,其制品的冲击性能先随交联聚酯弹性体加入量的增加而提高,之后又有所下降.加入量为20份时,体系冲击强度提高最大.2刚性体增韧PVC弹性体对PVC的改性使得其韧性得以大幅度提高,但也带来了不利的一面:材料的刚性变弱,热变形温度下降,加工流动性劣化,加工成本升高等.采用刚性体为增韧剂,可同时达到增韧又增强的效果.将刚性体以某种方式分散于基体中,可以使体系的屈服强度,拉伸强度,断裂伸长率以及冲击强度均得以提高,同时材料的刚性,耐热变形温度及加工流动性均不受损,甚至有所改善[1.这引起人们对刚性体增韧PVC的关注,从80年代中期以来,有关这方面的研究已非常活跃了.2.1有机刚性体增韧改性PVC有机刚性体增韧PVC有两种机理:有机粒子作为分散相,在拉伸时并没有引发基体产生银纹和剪切带,而是由于应力集中效应,使基体作用在分散粒子上的压力增加,这种压力导致微粒发生"脆一韧"转变,产生"冷拉"现象,从而吸收了大量变形能,使体系韧性得以提高,这就是"冷拉机理"还有一种理论认为,刚性体增韧改性PVC的原因之一是由于"冷拉",二是由于刚性体分散相可像弹性体分散相那样作为应力集中剂,通过引发基体,产生银纹和剪切屈服使共混物的韧性得以提高.2.1.1刚性PE增韧PVC为了克服因PE与PVC极性相差较大而导致的两相相容性差,常采用加入CPE,EV A等作为增容剂,用VC接枝在PE表面,用(NH)2SzOs将PE适当处理等方法加以改善.其中CPE是一种较好的相容剂.当PVC/PE/CPE中CPE含量为2份时,体系的冲击韧性达到最大值,提高了100,原因是除了CPE本身可以增韧PVC外,CPE还可以使PE粒子发生"冷拉"变形吸收大量冲击能.钱翼清等人口]将PE固相接枝马来酸二丁酯(FPE)用于PVC/CPE体系增韧,发现在PVC/CPE质量比分别为lo/5及100/10的体系中,加入5.5份FPE后,体系缺口冲击强度分别由13.5kJ/m.,31.5kJ/m.提高到18.1kJ/m.,40.8kJ/m.;拉伸强度由49.4MPa,41.7MPa提高到52.9MPa,42.7MPa,表明FPE对PVC/CPE体系具有增韧,增强的双重作用.流变性能测试还表明,FPE的加入也能改善体系的流动性能.2.1.2刚性PP增韧PVC由于PP廉价易得,而且对PVC流动性的改善优于PE,PS和PMMA,此体系的研究有很大的经济价值.为了改善PP与PVC的相容性,可将刚性PP 进行氯化处理.将氯化PP(CPP)用于PVC/CPE增韧,发现共混体系的冲击强度在CPP含量为3份时达最大值(33.4kJ/m.),这是由于刚性的CPP粒子发生"冷拉"变形吸收大量能量所致.北京化工大学的金日光,张宇东等在这方面做了研究.2.1.3其它刚性体增韧PVC用于PVC增韧的刚性体还有聚苯乙烯(PS),丙烯腈一苯乙烯树脂(AS),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等.这些刚性填料与PVC相容性差,常加入一定量的CPE,ABS,MBS等作为增容剂,已发现CPE的增容效果最好.黄锐发现甲基丙烯酸甲酯一苯乙烯共聚物(MMA/S)可使PVC冲击强度提高36.6,拉伸强度提高34.1[1引,断裂伸长率提高67.6.他还介绍了一种新的PVC改性剂——类苯乙烯改性剂¨],发现其在PVC中分散性好,加入少量就可明显改善PVC的熔体流动性,降低粘度和塑化温度,缩短塑化时间,提高制品表面质量,具有一定的增塑,润滑,增韧,增强等多重作用.刚性聚合物对PVC/CPE韧性体系的增强增韧具有选择性.与MMA/S相比PS和ACR的增韧效果却不明显.ACR增韧效果不仅比PS差,还使其熔体粘度略有上升,其作用机理还不甚清楚.2.2无机刚性体增韧改性PVC用于PVC增韧的刚性无机粒子主要有纳米或微米CaCO.粒子,硅灰石和层状硅酸盐粘土等,还可配以滑石粉,氧化镁,二氧化钛等填料辅助改善其它性能.2.2.1CaCO.增韧PVC的研究CaCO.增韧PVC起步较早,由最初的普通及微米级CaCO.逐渐发展到今天的纳米CaCO.粒子增韧PVC.CaCO.纳米粒子由于其特殊的表面效应,小尺寸效应,增韧PVC的效果更加显着.曾晓飞等人用超重力法制备出了CaCO.纳米粒子,研究了44王娟娟等:聚氯乙烯共混改性研究进展绝缘材料2003No.3 PVC/CPE/CaCO.共混体系的流变性能和力学性能.结果表明:CaCO.纳米粒子对PVC/CPE体系有显着的增韧作用.当CaCO.用量为8～10时,体系缺口冲击强度达30kJ/m以上.CaCO.加入量为9时,体系缺口冲击强度达31.4kJ/m,而未加CaCO.纳米粒子的PVC/CPE体系缺口冲击强度只有22kJ/m.他们还发现:在一定范围内,增加CaCO. 纳米粒子的加入量,共混物体系的缺口冲击强度显着增大,而拉伸强度仅略有下降,说明CaCO纳米粒子对多元体系有明显的增韧效果,而且对其它性能影响不大.青岛化工学院用超细CaCO.对PVC/ABs体系进行增韧改性,结果表明:CaCO.用量为15时,韧性大幅度提高,比PVC/ABS二元体系提高2～3 倍.南京大学高分子系在PVC/CPE/FPE三元体系中加入适量的CaCO.粒子,发现当CaCO.添加量为5份时,体系的缺口冲击强度由18.1kJ/m提高到24.1kJ/m.他们还研究了CaCO.纳米粒子对PVC/ SBS的改性,发现填料加入适量时,可起到增韧,增强的双重效果[1.纳米CaCO.经表面活化处理和采用合适的分散工艺,对PVC改性效果更加显着.胡圣飞等人.分别将以铝酸酯偶联剂表面处理的lbtCaCO.和30nm CaCOs用于PVC改性,结果表明:两种粒子均能提高体系的冲击强度.纳米CaCO.用量10时缺口冲击强度最大,为纯PVC的313,而微米CaCO.用量为20时,体系缺口冲击强度最大,达纯PVC的238.2.2.2硅灰石改性PVC的研究硅灰石具有吸湿性小,热稳定性好,表面不易划伤等优点,用它填充聚合物,具有快速分散性和低的粘度,在提高冲击,拉伸和挠曲强度等方面都优于其它无机填料,不足之处是多数硅灰石粉在加工温度下颜色易变灰,从而影响材料的透明度.吴学明等人E21]用粒径不同的两种硅灰石刚性粒子填充硬质PVC,并用MMA对硅灰石进行化学包覆以改善两相界面相容性,发现在一定填充量范围内,硅灰石粒子表面包覆一层MMA后,对基体树脂的力学性能有明显改善,并且分散性好,不易变色.尤其是改性后的小粒径硅灰石对PVC性能改进更大, 在硅灰石粒子填充量达50份时,冲击强度为9.1kJ/ rn,拉伸强度为31.8MPa,比原树脂基体分别提高了128和9.吴学明等认为其原因之一是刚性硅灰石粒子从微观结构上属于多形状的组合体,有利于形成协同效应;二是改性后的硅灰石在PVC中分散均匀,有良好的界面结构.有资料表明引:硅灰石填充改性的硬质PVC有高的拉伸和挠曲强度,广泛应用于汽车和建筑行业.PMMA改性的硅灰石填充PVC,可在提高其韧性的同时,改善其它性能,再配以其它颜料可满足不同的需要.2.2.3粘土增韧PVC粘土是一种层状的硅酸盐,主要包括高岭土,滑石,膨润土,云母等.以粘土增韧PVC是一种新开发的技术,有关研究及报道也少.戈明亮等人.用插层复合法将有机化的蒙脱土和未处理的钠基蒙脱土分别用于PVC改性,发现PVC/有机蒙脱土比PVC/钠基蒙脱土复合材料有较好的力学性能.前者在有机蒙脱土含量达1份时,最大拉伸强度为59.16MPa,而后者拉伸强度在钠基蒙脱土含量达3份时最大,为55.17MPa,分别比纯PVC提高了25.31和16.86.PVC/有机蒙脱土体系的拉伸强度高于PVC/钠基蒙脱土体系的拉伸强度,原因是前者是纳米级的填料,与基体产生良好的界面作用和相容性,而后者是普通的填料.这说明纳米粒子的表面效应对PVC增韧效果影响很大,因此,纳米粒子在聚合物增韧改性中具有很大的优势.3其它增韧体系PVC/尼龙体系是国外最新报道的一种共混体系[2,Y ongxiaoLian等人分别将乙烯一正丁酯一丙烯酸酯一氧化物三元共聚物(EnBaCo)和马来酸酐接枝EnBaCo(EnBaCo—g—MAH)作为增容剂应用于该体系.研究发现,EnBaCo和EnBaCo—g—MAH对PVC和尼龙两相的玻璃化转变温度有不同影响.组份比率,种类和增容剂含量对体系的缺口悬臂梁冲击强度,拉伸强度,断裂伸长率,维卡软化点(VsT)和熔融流动指数(MFI)都有极大的影响.与EnBaCo相比,EnBaCo—g—MAH从整体上使体系呈现出高的强度和维卡软化点以及好的熔融流动性.宇海银等人[2妇研究了有机高分子化的无机微粒对PVC的填充改性.发现Si02/HPMC—PMMA(SiO2经SDS预处理)和HPMC—g—PMMA使材料力学性能有所提高,而经柔性改性后的Si0./HPMC—PBA/PMMA可大幅度提高材料冲击强度,这表明表面改性的无机粒子对聚合物材料改性时可同时提高,,n■|_,绝缘材料2003No.3王娟娟等:聚氯乙烯共混改性研究进展45强度和韧性.4结语PVC改性技术的研究在国内外都是相当活跃[2..随着现代工业对工程材料性能要求的提高,这一研究将更加深入.从经济实用和环保的观点出发,PVC增韧应该是朝着非弹性体增韧方向发展.多相协同增韧PVC的研究也是一大方向.如何采用工业化的方法对纳米粒子进行表面改性,如何使其在PVC基体中达到好的纳米尺度的分散,是有待深入研究的课题之一,也是难点之一.参考文献[13杜夕彦,等.国内聚氯乙烯共混增韧改性研究进展口].工程塑料应用,2001.29(3):45.[2]戴芳,等.2000年我国热塑性工程塑料进展[J].工程塑料应用,2001,29(4):37.[3]李江.建筑用聚氯乙烯用量大增口].工程塑料应用,2000,28 (5):18.[4]苑会林,等.聚氯乙烯共混改性的研究[J].工程塑料应用, 2002,30(2):8.[5]黄兴.国内硬质PVC共混增韧改性研究进展[J].塑料科技, 1999(2):32.[63温变英,等.增韧理论概说[J].塑料,1999,28(4);7.[7]周丽玲.等.ABS增韧硬质聚氯乙烯的结构形态和增韧机理口].中国塑料,2001,15(10):27.[83洪重奎.PVC/ABS弹性体三元共混合金组成与力学性能研究口].塑料科技,1999(6):1.[93丁春黎.MBS组成对PVC/MBS合金性能的影响[J].现代塑料加工应用.2001,13(3):27.[10]陶圆良,等.HIPS对不同PVC体系的改性研究[J].工程塑料应用,1999.27(8):10.[11]王炼石,等.粉末NBR对PVC的增韧作用[J].塑料工业, 1999,27(5):15.[12]陈军,等.CPE,CV及其与ACR,MBs复合增韧RPVC的研究口].塑料工业,1998,26(1):97.[13]WuQI—YE.eta1.ANewRouteforPlasticToughening—the NonElastomerTougheningofCommonPlasticsandits Mechanism[C].国家教委第二届材料化学研讨会,ShangHai, China,1997,andinSecondEastASIAPolymerConference, HongKong,1999.[14]钱翼清,等.FPE,CaCO3非弹性体增韧PVC/CPE体系的研究[J].塑料工业,1998,26(1):93～96.[15]苏妤,等.刚性聚合物对PVC/CPE共混物的增强与增韧[J]. 中国塑料,1998,12(1):47～50.[16]黄锐.一类新型PVC改性剂——类苯乙烯[J].塑料科技, 2000(2):1.[17]张成德.偏聚氯乙烯成膜加工用助剂口].现代塑料加工应用, 2001,13(4):41.[18]曾晓飞,等.纳米CaCO3/PVC共混体系的研究[J].塑料科技,2001,(3):1.[19]AmitK.Naskar,AnilK.Bhowmivk,S.K.DE.Melt—ProcessableRubber:ChlorinatedWasteTireRubber—Filled 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Science,1998,(36):1839~1845.[29]S.H.Mansour,S.L.Abd—EL—Messieh,N.E.Ikladious. UtilizationofSomeOligomersBasedonPoly(ethylene terephthalate)WastesasModifiersforPolyvinylChloride[J].JournalofAppliedPolymerScience,2002,(85):2501～2509.。
聚氯乙烯共混改性及粘接应用研究
聚氯乙烯共混改性及粘接应用研究PVC是一种难粘接材料。
PVC-U缠绕管实际生产中,目前使用双组分胶连续滴加粘接,导致胶分布不均匀或局部缺胶,影响密封效果和耐久性。
PVC改性热熔胶可以在缠绕管接口处以分子水平相容结合,应力分散,耐久性显著提高。
本论文使用与PVC-U缠绕管相同的原料PVC作为改性材料的基体,使用TPU、PE和EVA为主要改性材料,辅料为松香树脂以及NanoCaCO<sub>3</sub>等共同对PVC进行改性,增加粘性的同时也能够提升其抗寒性能以及拉伸弯曲性能,使缠绕管在粘接后具有很好的抗渗性以及抗压性。
具体工作归纳如下:一、首先探究了PVC分别与TPU、PE和EVA二组分体系,考察其配比和性能及相容性的关系。
PVC和TPU进行二混,随着TPU用量的增大,产品弹性增强,粘性先上升后下降。
对PVC/PE进行二混,可以得到弹性和刚性较好的产品,但是产品的粘性较差。
对PVC/EVA进行二混,可以得到弹性和刚性较好的产品,但是产品的粘性较差。
在一定比例范围内PVC与三种材料均有较好的相容性。
二、三组分PVC/TPU/PES相较于PVC/TPU二组分体系,随着PES的增加,弹性降低,粘性降低。
四组分PVC/TPU/NanoCaCO<sub>3</sub>/松香树脂相较于二组分,弹性降低幅度不大,粘性有略微提升,相较于三组分PVC/TPU/PES,力学性能和粘性有大幅度增强。
当四组分中NanoCaCO<sub>3</sub>/松香树脂=1/3时最佳,拉伸强度17.52 MPa,断裂伸长率156%,在110 ℃粘接剪切强度达到5.43 MPa。
三、三组分PVC/PE/TPU相较于PVC/PE二组分体系,弹性有大幅度的下降,粘性也没有明显的提升。
四组分PVC/PE/TPU/松香树脂产品相较三组分体系,弹性得到大幅度提升,粘性也得到大幅度提升。
新型MBS共混改性PVC的研究的开题报告
新型MBS共混改性PVC的研究的开题报告
一、选题背景
MBS共混改性PVC是由丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯（MBS）树脂、多氯乙烯（PVC）树脂等物质共混制备而成的一种新型高性能材料。
该材料具有很好的力学性能、抗冲击性和耐候性，因此在电力、汽车制造、建筑装饰、水处理等领域得到广泛应用。
近年来，随着科技的不断进步和人们对高性能材料需求的增加，MBS共混改性PVC的研究和应用前景越来越广阔。
二、研究目的
本研究旨在探究不同比例的MBS共混改性PVC制备工艺、物化性能及其在水处
理领域的应用，为该材料的研究和应用提供理论基础和实验数据支持。
三、研究内容
1. 制备不同比例的MBS共混改性PVC；
2. 测定MBS共混改性PVC的物理性能和机械性能；
3. 对MBS共混改性PVC进行水处理实验，研究其在水处理领域的应用。
四、研究方法
1. 通过共混制备方法制备不同比例的MBS共混改性PVC；
2. 对制备的材料进行物理性能分析，如密度、熔流率等；
3. 对制备的材料进行机械性能测试，如拉伸强度、冲击强度等；
4. 对MBS共混改性PVC进行水处理实验，研究其在水处理领域的应用。
五、研究意义
1. 提高MBS共混改性PVC的制备效率和降低生产成本；
2. 探究MBS共混改性PVC的性能优势和缺陷；
3. 探究MBS共混改性PVC在水处理领域的应用前景。
六、预期成果
1. 制备出不同比例的MBS共混改性PVC；
2. 了解MBS共混改性PVC的物理性质和机械性能；
3. 探究MBS共混改性PVC在水处理领域的应用前景；
4. 对该材料的研究提供理论支持和实验数据支撑。
改性聚氯乙烯超滤膜的研究_共混改性膜性能的研究
1996 年6 月J u n. 1996M EM BRA N E S C IEN C E A N D T ECHN O L O GY改性聚氯乙烯超滤膜的研究(¦——共混改性膜性能的研究邢丹敏(大连化学物理研究所, 大连116012))武冠英(北京化工大学, 北京100029)胡家俊(北京工业大学, 北京100022)摘要采用共混的方法制备了改性聚氯乙烯超滤膜. 主要是分别将经低温等离子体改性的聚氯乙烯和二聚异丁烯2马来酸酐共聚物与聚氯乙烯共混, 采用适当的制备工艺, 制得了渗透和分离性能具佳的超滤膜.关键词聚氯乙烯超滤膜等离子体共混改性聚氯乙烯作为膜材料, 由于其本身优良的化学稳定性、耐酸碱性、耐微生物侵蚀等性能日益受到人们的重视. 到目前为止, 聚氯乙烯微滤膜已经商品化 1 , 同时超滤膜的研究也正在积极地进行. 在工作中我们发现, 由于聚氯乙烯本身的物理化学性质决定, 要想制备高渗透性和低切割分子量的超滤膜是很困难的, 因此对其进行改性是非常必要的.对膜材料进行改性的方法很多, 如接枝共聚、嵌段共聚、共混以及等离子表面照射, 其中共混的方法是最简便、易行的办法, 它能将几种性质不同而相容性较好的成分结合在一起, 起到相互补偿的作用, 以改变膜材料的本征特性. 本文就是将经低温等离子体照射过的聚氯乙烯粉末与普通聚氯乙烯共混, 改善了聚氯乙烯的亲水性, 制备出了分离和渗透性能具佳的超滤膜, 并且将此结论推广到其它有含氧基团的聚合物与聚氯乙烯共混, 达到了同样的改性目的.1 实验部分111 原料聚氯乙烯(PV C ), T K 2800, M n = 315×104 , M W ƒM n≈2, 日本信越化学工业株式会社出品;二聚异丁烯2马来酸酐共聚物, Γ= 0 111～0114, 自制;修改稿收到日期: 1995204211·46·膜科学与技术第16 卷聚乙烯吡咯啉酮, K 230, BA SF 进口分装;N 2甲基1222吡咯烷酮, 化学纯, 上海试剂一厂.112 主要仪器紫外-可见分光光度计: U V 2120202 型, 日本岛津;型, 中国科学院物理研究所制;等离子体发生器: P GT 2¦FA C E 接触角测定仪: C A 2P 型, 日本协和界面科学株式会社;付立叶变换红外光谱仪: 60SXB 型, 美国.113 实验方法11311 低温等离子体改性型等离子体发生器, 实验原理如图1 所示.利用中国科学院物理研究所研制的P GT 2¦PV C 粉末在处理之前, 先在真空烘箱中50～60 ‴干燥, 处理时将PV C 粉末在一个专用的样品台上均匀地铺成一层, 臵于处理室中, 抽真空到1. 33 P a, 然后放入纯净的氧气(99. 9% ) , 通过针形阀调节使处理室压力达到所需值(26. 66 P a) , 稳定3 m i n ,缓慢增加输入功率至所需值, 达到预定处理时间后, 关闭电源、针形阀, 放入空气至常压, 取出样品. Array图1 等离子体处理体系示意图11312 膜性能评价纯水通量: 将膜在杯型超滤器中0. 5 M P a下预压20～30 m i n ,降低压力测定其纯水通量(L ·m - 2 ·h - 1 ).截留率: 将0. 1% 的蛋白溶液用U V 2120202 型可见- 紫外分光光度计在最大吸收波长(280 nm ) 下, 先测定原液浓度为100% (C0 ) 然后测定透过液浓度(C p) , 按下式计算截留率R :R = (1 - C pƒC 0 ) r 100%2 结果与讨论211 聚氯乙烯粉末的等离子改性在以前的研究工作中我们发现 2 利用等离子体照射聚氯乙烯膜时, 在膜表面引入了含氧基团, 使膜表面的亲水性得到改善, 但与此同时, 膜表面的致密层很容易被破坏, 因此我们想到用相同的办法对聚氯乙烯粉末进行等离子改性, 然后制膜以改善膜的整体性能.在处理条件选择过程中, 采用电晕和辉光放电两种方法对PV C 粉末进行改性. 其中电晕邢丹敏等: 改性聚氯乙烯超滤膜的研究 (¦ ) —— 共混改性膜性能的研究 第 2 期 ·47· 放电是在常压下用空气作为工作气体, 而辉光放电是在一定的真空度下以纯氧气作为工作气 体. 具体的实验条件如表 1 所列. 从实验现象上看, 1# 基本没发生变化, 仍为白色粉末, 而 2# 和 3# 样品颜色发生了变化, 尤其是 2# 颜色变化很明显.表 1 等离子体处理 PV C 粉末条件选择 编号处 理 条 件 实验现象 1#电晕: 工作电压 8 000 V , 频率 2 000 H z 照射时间 1 m in 辉光: 输入功率 60 W , 预抽气压 1. 33 P a 照射时间 5 m in , 工作气压 26. 66 P a 辉光: 输入功率 40 W , 预抽气压 1. 33 P a 照射时间 2 m in , 工作气压 26. 66 P a 白色 2#黄色 3# 浅黄色另外, 我们对改性的 PV C 粉末作了红外谱图分析 (图 2) , 其中 0# 样品是未经等离子体照射的 PV C 粉末, 可以看到, 1# 和 2# 基本相同, 说明分子结构并未发生变化, 这是由于电晕方法 的强度比较弱, 不足以使 PV C 分子链上发生化学反应, 而经过辉光放电等离子体处理的 2# 和 3# 样品, 明显有 1 721cm - 1 峰出现, 这是羰基峰的伸缩振动峰, 由此而说明分子链上带上了含 氧基团 3 .由于在等离子体处理过程中, PV C 样品只是人为地铺展在样品台上, 样品的厚度、均匀性 只能近似的估计, 而等离子体照射只能引起表面物质发生变化, 所以每次处理的样品只有一部 分得到改性 1 我们取样检验时, 只能混合均匀后再取样, 因此可以认为它是一种混合物, 很难 定量地说明它的变化情况, 从红外谱图上我们只能定性地说明有部分 PV C 分子链经等离子体O照射后生成羰基 ( —— ) 或 (—C O O H ) 基团. 图 2 等离子体处理前后 PV C 粉末的红外光谱图212 制膜条件及膜性能的研究从以上的研究我们知道, 经等离子体照射的聚氯乙烯实际上是下列两种物质的混合物:·48· 膜 科 学 与 技 术 第 16 卷C l C lO _ CH 2 —CH β _ CH 2 —CH β n ′_ CH 2 —C β n 和 n ″或 ƒ和 —CH 2 —C O O H利用这种混合物作为膜材料, 由于材料本身增加了含氧基团, 分子间作用力增强, 同时亲水性 得到改善 1 水在膜表面的接触角由原来的 77°减小到 64°. 这些变化对制备较小孔径、水通量较 大的膜是非常有利的.另外, 对于同一种膜材料制成的超滤膜, 由于不同的制备工艺和工艺参数, 其性能也可能会有很大的差别 4 . 我们在固定制膜液组成, 改变蒸发温度、蒸发时间、真空度和凝胶浴温度的情况下制膜. 考察这些因素对膜性能的影响, 发现对纯水通量影响最大的是蒸发温度和蒸发时 间, 而蒸发温度和凝胶浴温度又是影响截留率的主要因素. 综合以上分析我们使用等离子体改 性的 PV C 粉末进行制膜, 主要考察了蒸发温度和凝胶浴温度的影响, 实验结果见图 3、图 4.图 3 蒸发温度对膜性能的影响真空度: 0. 08 M P a ; 蒸发时间: 5 m in ; 测试压力: 0. 3 M P a 图 4 凝胶浴温度对膜性能的影响 真空度: 0. 08 M P a , 蒸发时间: 5 m in ; 测试压力: 0. 3 M P a 从图中我们可以看到, 欲想得到较致密的超滤膜, 采用的手段应该是升高蒸发温度, 同时 降低凝胶浴温度, 对于改性的 PV C 制得的膜, 最佳成膜条件可以选为:蒸发温度: 60 ‴; 凝胶浴温度: 4 ‴; 真空度: 0. 08 M P a ; 蒸发时间: 5 m i n .根据这些参数制得的膜, 其纯水通量为 960 L ·m - 2 ·h - 1 , 截留分子量为 45 000.213 用二聚异丁烯2马来酸酐共聚物改性 PV C 膜的研究二聚异丁烯2马来酸酐共聚物是一种包含极性和非极性两部分的聚合物, 结构式如下:CH 3 CH 3CH 2 —C —CH 2 —C ——CH —CH χ CH 3 CH 3 C CO O O n其中的二聚异丁烯是极性较差的部分, 它与 PV C 的相容性较好, 酸酐是很好的亲水性基团, 所 以这种共聚物既能与 PV C 相容, 又能很好地改善材料的亲水性 (如图 5).邢丹敏等: 改性聚氯乙烯超滤膜的研究 (¦ ) —— 共混改性膜性能的研究 第 2 期 ·49·我们将此共混物用前述相同的制膜条件制备超滤膜, 结果如表 2 所列. 从这些数据可以看出, 共聚物的加入能使膜的水通量增大, 同时截留率也有所提高,但后者的变化幅度不大, 这也说明成膜条件对膜结构起着重要的作用. 在成膜条件一定的情况下, 亲水性成分的加入主要是提高膜的渗透能力.利用二聚异丁烯2马来酸酐共聚图 5 共混物中二聚异丁烯2马来酸酐共聚物 (A )含量对水在膜表面接触的影响 与 PV C 共混也能达到改性的目的, 制备出纯水通量 900～ 1 100 L ·m - 2 ·h - 1 , 截留分子量 45000 的超滤膜.表 2 共混聚合物膜的性能F (L ·m - 2 ·h - 1 ) 编号A (w t ) % R 67 000 (% ) R 45 000 (% ) R 25 000 (% ) 01234 05 10 20 30 570 900 1 020 1 110 1 170 97 100 100 100 99 85 96 95 96 96 51 80 77 79 77注: A (w t ) % 为二聚异丁烯2马来酸酐共聚物在共混物中的重量百分含量, 测试压力 0. 3 M P a .3 结论1) 利用辉光放电法产生的氧等离子体照射聚氯乙烯, 能够有效地使聚合物分子链带上含 氧基团, 聚合物的亲水性得到明显的改善.2) 利用改性的 PV C ( 共混物) 制膜, 发现蒸发温度和凝胶浴温度是影响膜性能的主要因 素. 在蒸发温度为 60 ‴, 凝胶浴温度为 4 ‴, 真空度 0. 08 M P a 下蒸发 5 m i n , 得到的膜纯水通 量为 960 L ·m - 2 ·h - 1 (测定压力为 0. 3 M P a ) , 对分子量为 45 000 的物质分离率可达 95% 以 上.3) 将二聚异丁烯2马来酸酐共聚物与 PV C 共混能够很好地改善材料的亲水性. 也可以用 此共混物制得纯水通量为 900～ 1 100 L ·m - 2 ·h - 1 (0. 3 M P a 下) 截留分子量 45 000 的超滤参 考 文 献1 D o u g l a s R L lo g o l, T i m o t h y , B M e l uch . M a t e r i a l sc i en ce o f syn th e t i c m em b ran e,W a s h in g t o n , A m e r i canC h e m ica l S o c i e t y, 1985, 69～ 70 2 邢丹敏, 武冠英, 胡家俊. 改性聚氯乙烯超滤膜的研究 (I ) —— 等离子体改性膜结构和性能的研究. 膜科学 与技术, 1996, 16 (1) : 49王正熙. 聚合物红外光谱分析和鉴定. 成都: 四川大学出版社, 1989R o b e r t E Ke s t i n g . Syn th e t i c p o lym e r i c m em b ran e s. 1985, 29 3 4·50·膜科学与技术第16 卷)Study on the m od if ied P V C UF m em bran e(¦Study on the perf o rm an c e of the blen d m od if ied m em bran eX in g D a n m in(D a li an In s t i tu te o f C h e m i ca l p h y s i c s, D a li an 116012)W u G u a n y in g(B e i ji n g U n i ve r s ity o f C h e m i ca l T ech n o l o g y, B e iji n g100029)H u J iaj u n(B e i ji n g Po ly t ech n i c U n i ve r s ity, B e iji n g100022)A bs tra c t PV C is b l en d ed w ith PV C pow de r t r ea t ed b y O 2 2p la s m a. C a rbo x y l g ro u p a re fo rm ed i n th e m o lecu l a r ch a i n s. T h e op t i m a l t rea t m en t co n d it i o n s a re: i np u t pow e r40 W , t rea tm en t t i m e 2 m i n s, p rep re s su re 1. 33 P a , an d op e ra t i n g2p re s su re 26. 66 P a. T h e w a t e r f lu x o f th e u lt raf ilt ra t i o n m em b ran e p rep a red b y th e b len d i n g o f th em is 960 L ·m - 2 ·h - 1 , an d it s re j ec t i o n M W is 45 000. T h e m em b ran e o f th e b l en d o f PV C an d a l te r n a t i n g copo lym e r o f d i iso b u t y l en e2m a le i c an h y d r i de can a lso ea s ily a t t a i n th e abo v e m en t i o n e d sp e c i f i ca t i o n s. Key word s po lyv i n y l ch l o r i de u lt raf i lt r a t i o n m em b ran e p la s m a b l en d m o d ify。
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[ 关键词] 聚氯乙烯; 聚酰胺; 共混改性; 研究进展 [ 摘 要] 综述了不同种类聚酰胺( PA) 与聚氯乙烯( PV C) 共混 改性的研究进展。 [ 中图分类号] TQ325. 3 [ 文献标志码] B [ 文章编号] 1009- 7937( 2011) 01- 0001- 04
Progress in research on the blending modification of PVC/ PA
聚氯乙烯( PVC) 作为第二 大通用塑料具 有阻 燃、绝缘、廉价等优点和缺口冲击强度低、加工性能
差、耐热性能差等缺陷, 聚酰胺( PA) 作为第一大工 程塑料具有优异的力学性能和较好的机械加工性, PVC/PA 的共混改性结合了 PVC 的耐燃性、绝缘性 和 PA 的耐磨性、自润滑性、耐化学腐蚀性、耐油性, 同时可提高 PVC 的柔顺性。在聚合物共混材料的 研究与开发快速发展的今天, PVC/PA 制品依然甚 少, 各类文献报道也十分少见。这主要源于 PVC/ PA 共混的两大障碍: PVC 与 PA 相容性差; 两 者加工温度相差很大, 在绝大多数 PA 熔融的条件 下进行加工极易造成 PVC 的热降解[ 1] 。如何解决 PVC 与 PA 相容性差、加工温度相差很大的问题, 使 之更好地工业化, 是研究的难点和热点。
1 PVC/ PA6 共混
PA6 为半透明或不 透明的乳白色 结晶形聚 合
物, 具有优良的耐磨性和自润 滑性、较 高的机械强 度、良好的耐热性和电绝缘性能, 还具有自熄性和优 良的耐油性, 但吸水率较高, 尺寸稳定性较差[ 2] 。
Lij ie Dong 等[ 3] 采用溶液法使苯乙烯- 马来酸 酐共聚物( SMA) 对 PA6 进行接枝, 并运用红外光谱 和核磁共振13 C 分析证实了 SMA 对 PA6 的接枝作 用, 差示扫描量热仪显示接枝后的产物 SMA- PA6 的熔融温度降至 187 , 远低于 PA6 的 215 , 证 实了 SMA 对 PA6 的接枝有效地降低了 PA6 的结 晶度。在 SMA 增容 PA6/PVC 的共 混物中, 当 m ( SMA) m( PA6) = 5 1 且 SMA/PA6 在共混物中 的质量分数为 16% 时, 其冲击强度达到 68 kJ/ m2 , 拉伸强度达到 70 MPa, 断裂伸长率达到 130% , 可 实现对 PVC 增强、增韧的效果。
氯化钙和 PA6 在熔融挤出过程中会发 生络合 配位反应, 在合适的配比下可以制备 uPA6[ 7] 。罗筑 等[ 8] 以醋酸乙烯酯- 马来酸酐接枝共聚物( EVAg- MAH) 为相容剂, 将 PVC 与 uPA6 共混 制备了 PVC/ uPA6 共混物, 并对其形态结构与力学性能进行 了研究。通过扫描电子显微镜观察发现: 随着 uPA6 含量的增加, uPA6 粒子在 PVC 基体中的分散粒径逐 渐增大; 当 uPA6 质量分数为 10% 时, 共混物中分散 相的分散粒径为 1 m, 分散相尺寸达到最小。力学 测试结果表明: 当 uPA6 质量分Байду номын сангаас为 10% 时, 共混物 的缺口冲击强度和拉伸强度较 PVC 分别提高了约 50% 和 30% , 达到了 6. 29 kJ/ m2 和 60 MPa。
于杰等[ 9] 采用了 SMA- g - MAH、SEBS- g MAH、EVA- g - MAH 3 种相容剂对 PVC/uPA6 共 混物进行增容, 并用扫描电子显微镜对其进行了分 析。结果表明: 未添加相容剂的 PVC/uPA6( 100/20) 共混 物 的相 容 性 不 好; 添加 SEBS - g - MAH 和 EVA - g- MAH 两种相容剂后, PVC/ uPA6 共混物的 相容性得 到了 一 定程 度的 改善; 添加 SMA- g MAH 相容剂后, uPA6 很均匀地分散在 PVC 基体中。
王彩红等[ 4] 采用熔融共混的方法 制备了 PVC 与不同 接 枝 率 SMA 接 枝 改 性 PA6 ( PA6 - g -
* [ 收 稿日期] 2010- 08- 30 [ 基 金项目] 国家自然科学基金项目( 编号: 50863001) [ 联 系 人] 鲁圣军( 1971 ) , 男, 博士, 硕士生导师, E- mail: yujiegz@ 126. com [ 作 者简介] 李 飞( 1984 ) , 男, 硕士研究生, 研 究方向为聚合物加工及改性。
张军等[ 13] 以三元共聚尼龙( PA) 、PVC、丁腈橡 胶( NBR) 为主体材料, 制备了 PA/PVC/ NBR 三元 共混弹性体, 并讨论了填料品种、用量、共混温度、加 料顺序等因素对 PA/ PVC/ NBR 三元共混弹性体的 影响。结果表 明: 6 种填料对 PA/PVC/NBR 三元 共混弹性体的补强效果依次为快压出炭黑> 半补强 炭黑> 白炭黑> 活性重质 CaCO3 > 陶土> 滑石粉; 在 PA/ PVC/NBR( 10/30/60) 三 元共混 物中, 快压 出炭黑用量在 20 份以上时, 即出现明 显的补强效 果, 且用量在 10~ 50 份时, 随着其用量的增加, 共混 物的拉伸强度、撕裂强度均呈上升趋势, 耐油、耐溶 剂性能明显改 善, 但体 系的断 裂伸长 率下降; PA/ PVC/NBR 三 元 共 混 弹性 体 适 宜 的 共 混 温 度 为 120~ 140 , 超过 150 时, 其共混性能下降。
聚合物的超细粉碎可以改变其结构与形态, 进而 改变聚合物的加工性能。PA6 经过超细粉碎后可以 制成低熔点 PA6( uPA6) [3] 。鲁圣军等[ 5- 6] 采用苯乙 烯- 马来酸酐无规共聚物( R- SMA) 为增塑剂制备 了 uPA6 与 PVC 的共混物, 通过扫描电子显微镜观察 得出: R- SMA 的加入降低了 PVC 和 uPA6 间的相界 面张力, 减小了 uPA6 在 PVC 基体中的分散尺寸; 当 uPA6 质量分数为 18% 、SMA 质量分数为 5% 时, 共 混物的拉伸断面呈现典型的韧性断裂特征, 冲击强 度达到了 92 kJ/ m2 , 拉 伸强 度由 40 MPa 提 高 到 87. 7 MPa; 综合性能明显优于纯 PVC。
第 39 卷 第 1 期 2011 年 1 月
综述
聚氯乙烯 Poly viny l Chloride
Vo l. 39, No. 1 Jan. , 2011
PVC /PA 共混改性研究进展
李 飞1, 2* , 于 杰2 , 涂 伟1, 2 , 鲁圣军1, 2 ( 1. 贵州大学材料科学与冶金工程学院, 贵州 贵阳 550003; 2. 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心, 贵州 贵阳 550014)
严家发等[ 10] 研究了 PA6 低聚物的添加量对改 性 PVC 材料的流变性能的影响。通过对不同 PA6 低聚物含量的共混物在 165 的 lg w - lg w 曲线
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和 l g - lg w 曲线( w 为剪切应力, w 为剪切速 率, 为表观黏度) 的拟合分析, 发现改性 PVC 材 料为假塑性流 体; 通过 红外光谱的分 析, 推断 PA6 低聚物与 PVC 分子形成了离子型交联键。
2. National Engineering Research Center f or Compounding and Modif i cation of Poly meric Material s, Guiy ang 550014, China)
Key words: PVC; pol yamide; blending modif icati on; research progress Abstract: Progresses in research on the bl ending modif ication of PVC with di f f erent kinds of poly amide( PA) were summarized. Foundation items: National key technology R & D program ( 50863001)
2 PVC/ (PA6/ PA66/ PA1010)三元共聚尼龙
PA6/PA66/ PA1010 三元共聚尼龙为白色或微 黄色团状颗粒, 一般具有耐磨性、耐油性、耐化学药 品性、耐碱性、强韧性、弹性回复性、结晶性能低和熔
点低等特点, 可以通过改变共聚物组分的配比, 得到 从高软化点、坚硬、不易溶解到低软化点、柔软、易水 解的一系列具有特殊性能的尼龙共聚物。
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综述
聚氯乙烯
2011 年
SMA) 的共混物, 并对其进行了研究。通过 扫描电 子显微镜观察发现: 在 PA6- g- SMA 接枝率超过 5. 12% 以后, 其在 PVC 基体中能以更小的相畴均匀 地分布, 相界面很模糊, 达到了很好的相容性, 并且 接枝率越高, 增容效果越好。在 PA6- g - SMA 添 加量为 15% ( 质量分数, 下同) 时, 其拉伸断 面出现 典型的韧性断裂; 且当 PA6- g- SMA 的接枝率为 5. 12% 、添 加 量 为 15% 时, 其 冲 击 强 度 为 64. 7 kJ/m2 , 为 基 体 树 脂 的 161. 7% ; 拉 伸 强 度 为 55 MPa, 为基体树脂的 148. 6% 。
3 PVC/ 其他尼龙
PA11 为白色、半透明结晶形聚合物, 相对密度 小、熔点低、吸水性低、尺寸稳定性好、耐油、耐低温、
第1期
李 飞等: PVC/ P A 共混改性研究进展