PVC抗冲改性剂的性能及应用
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1.2 聚丙烯酸酯类（ACR） ACR 类抗冲改性剂属于核-壳结构共聚物，其核是一类低度交联 的丙烯酸酯类橡胶聚合物，壳是甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。该结构的改性 剂，常通过加入典型的交联单体进行交联，使其"核芯"具有很好的弹性，" 壳层"是具有较高玻璃化温度（Tg）高聚物，粒子间容易分离，可较为均匀 地分散至 PVC 基体中并能和 PVC 基材相互作用，因而这类改性剂除可改进抗 冲击性能外，还起类似 ACR 加工助剂的作用，促进 PVC 树脂的凝胶化和塑化。
1.3 乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA） EVA 是乙烯（E）与醋酸乙烯（VAc）的无规共聚物，它是一种类 似于 CPE 的橡胶状弹性体，其性能与 VAc 的分子量大小及含量有很大的关系。 作为 PVC 改性剂的 EVA，其 VAc 含量一般为 40%-50%，据介绍，在 PVC 抗冲 改性上，EVA 的含量在 5%-10%较为合适，超过 10%则材料的拉伸强度、刚性、 耐冲击性能等都将降低。虽然 EVA 的改性效果、耐候性都不错，但由于 EVA 在高温下成型得到的型材焊接强度低且温度越高缺口冲击强度越低，因此， 它在 PVC 异型材、管材上的应用量呈明显下降趋势，国外目前基本已被 CPE 和 ACR 取代。 1.4 甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物（MBS）和
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国外生产 ACR 类抗冲改性的厂家很多，主要有美国的 Rohm and Hass(罗门哈斯)公司、ATOCHEM 公司，日本的钟渊化学公司、吴羽公司、三 菱人造丝公司，法国的阿托公司等，核一壳型 ACR 类抗冲改性剂使用广泛且 具有多功能性，在国外的市场占有率增长较快，市场前景较为广阔；目前， 我国使用的核-壳型 ACR 类抗冲改性剂多依赖进口，国内仅苏州安利化工厂 等少数几个厂家能生产且品种单一，远远不能满足不同型号 PVC 树脂的加工 需要。 由于我国核一壳型 ACR 类抗冲性剂生产技术的不成熟导致形不成产业规模及 质量水平不高、化学建材的消费需求层次以及 ACR 与 CPE 的经济质量性能比 以 CPE 占优等各方面因素的综合影响，预计 ACR 用量会有所增加，但 CPE 仍 将是我国 PVC 塑料建材加工抗冲改性剂的首选品种而占领抗冲改性剂市场的 主导地位。
由于 CPE 分子不含双键，具有良好制品的耐候性，同时具有耐 燃性且热稳定性优于 PVC、成本低、性能优良、应用范围广等优点，因此， 自 50 年代中期实现工业化生产以来，得到了许多国家的重视，美国、日本、 德国等国家实现了大批量、多性能、多品种生产，至今 CPE 仍是发达国家抗 冲改性剂的主要应用品种之一。
国内 CPE 的生产研究起步于水相悬浮法，我国已有 50 余家生产 厂，生产技术较为成熟，目前年产能力约在 6 万吨以上。由于国产 CPE 的性 能、用途上与进口 CPE 已无多大差别，加之价格上的优势，当前进口 CPE 量 已很少。CPE 占国内抗冲改性剂应用市场的 90%以上，是目前 UPVC 塑料门窗 异型材和管材生产中广泛应用的冲击性能改性剂。
由于 MBS、ABS 中含有双键，故耐候性差，因此很少在户外使用 的 PVC 门窗异型材和管材中应用。
2、抗冲改性剂增韧热塑性塑料的方法机理及其进展 抗冲改性剂增韧热塑性塑料的方法大致包括橡胶弹性体改性和 刚性无机或有机填料改性两种类型。使用刚性无机或有机填料作为抗冲改性 剂的技术是 80 年代中期出现的非弹性体增韧方法，相应的理论体系不完善。 相比之下，橡胶弹性体增韧机理的研究较为成熟。 2.1 橡胶弹性体的增韧机理 迄今报道的弹性体抗冲改性剂的增韧机理大致包括微裂纹理 论、多重裂纹理论，屈服膨胀理论，次级转变理论、银纹支化理论、韧化机 理和银纹-剪切带理论等。尽管这些理论各有不完善之处，但由 Bucknall 等 人提出的银纹-剪切带理论则能较为合理地解释弹性体抗冲改性剂增韧塑料 配合物的各种现象。 按照 Bucknall 等人的观点，弹性体抗冲改性剂在塑料制品中起 应力集中的作用：当材料受力时，围绕改性剂微粒赤道附近的区域应力被放 大，随离开微粒距离的增加，被放大的应力迅速减小到原来的应力水平；另
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PVC 的共混抗冲改性：Cl 含量为 25%-40%的 CPE 与 PVC 半相容，是较好的冲 击性改性剂，其中含氯量为 34%-37%的 CPE 具有较好的加工性、分散性、抗 冲击性，是 PVC 良好的冲击性能改性剂：Cl 含量为 42%以上的 CPE，与 PVC 相容性增加且由于分子链上氯化结构含量高而使链段变硬，玻璃化转变温度 较高，本身弹性较差，而不能用于 PVC 共混抗冲改性。
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丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） MBS 是改进 PVC 冲击性能，制取透明制品的最佳材料，几乎所有
的透明 PVC 制品都用它作为抗冲改性剂，其用量一般在 8-15 份之间；ABS 可 提高 PVC 的冲击强度，改善制品的外观质量，同时起到加工助剂的作用改善 PVC 的加工性能，其用量在 30 份以内时，随用量增大共混材料的抗冲改性强 度呈上升趋势。
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PVC 抗冲改性剂的性能及应用 王 凯
摘 要：对 PVC 抗冲改性剂的性能及其抗冲增韧机理进行了较全面的论述， 并源自文库 CPE 的生产技术及加工应用情况作了重点介绍。
关键词：抗冲改性剂 抗冲增韧 CPE 生产技术 加工应用
1、PVC 抗冲改性剂的类型及应用概况 PVC 树脂是一种硬脆性材料，抗冲击强度差，一般仅为 3-5kJ/m。 未增塑 PVC 需要改进抗冲击强度的主要原因是其对缺口的敏感性，同时也需 改进低温抗冲击性能。目前，通过在 PVC 聚合物中共混抗冲改性剂的技术， 可有效地增韧脆性硬质 PVC，这类抗冲改性剂是与 PVC 具有一定相容性的高 分子弹性体，它可使共混体系既能保持 UPVC 的高模量、高刚性，又可大大 提高其缺口冲击强度，明显改善低温冲击强度。由于共混改性方法混料过程 操作简单灵活，给予了生产人员更大的选择自由性，且更具经济性，因而得 到了广泛的应用。 目前，常用的 UPVC 抗冲改性剂有氯化聚乙烯（CPE）、聚丙烯 酸酯类（ACR）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯苯乙烯三元接技共聚物（MBS）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），它 们都属于橡胶弹性体类抗冲改性剂。 1.1 氯化聚乙烯（CPE） CPE 是由高密度聚乙烯（HDPE）在适当条件下氯化而成，HDPE 经氯化后，破坏了其结晶度，使它柔软而具有橡胶类弹性体的性质。CPE 的 含量对改性效果影响很大，Cl 含量小于 25%的 CPE 与 PVC 不相容，不能用于
1.3 乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA） EVA 是乙烯（E）与醋酸乙烯（VAc）的无规共聚物，它是一种类 似于 CPE 的橡胶状弹性体，其性能与 VAc 的分子量大小及含量有很大的关系。 作为 PVC 改性剂的 EVA，其 VAc 含量一般为 40%-50%，据介绍，在 PVC 抗冲 改性上，EVA 的含量在 5%-10%较为合适，超过 10%则材料的拉伸强度、刚性、 耐冲击性能等都将降低。虽然 EVA 的改性效果、耐候性都不错，但由于 EVA 在高温下成型得到的型材焊接强度低且温度越高缺口冲击强度越低，因此， 它在 PVC 异型材、管材上的应用量呈明显下降趋势，国外目前基本已被 CPE 和 ACR 取代。 1.4 甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物（MBS）和
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由于 CPE 分子不含双键，具有良好制品的耐候性，同时具有耐 燃性且热稳定性优于 PVC、成本低、性能优良、应用范围广等优点，因此， 自 50 年代中期实现工业化生产以来，得到了许多国家的重视，美国、日本、 德国等国家实现了大批量、多性能、多品种生产，至今 CPE 仍是发达国家抗 冲改性剂的主要应用品种之一。
国内 CPE 的生产研究起步于水相悬浮法，我国已有 50 余家生产 厂，生产技术较为成熟，目前年产能力约在 6 万吨以上。由于国产 CPE 的性 能、用途上与进口 CPE 已无多大差别，加之价格上的优势，当前进口 CPE 量 已很少。CPE 占国内抗冲改性剂应用市场的 90%以上，是目前 UPVC 塑料门窗 异型材和管材生产中广泛应用的冲击性能改性剂。
由于 MBS、ABS 中含有双键，故耐候性差，因此很少在户外使用 的 PVC 门窗异型材和管材中应用。
2、抗冲改性剂增韧热塑性塑料的方法机理及其进展 抗冲改性剂增韧热塑性塑料的方法大致包括橡胶弹性体改性和 刚性无机或有机填料改性两种类型。使用刚性无机或有机填料作为抗冲改性 剂的技术是 80 年代中期出现的非弹性体增韧方法，相应的理论体系不完善。 相比之下，橡胶弹性体增韧机理的研究较为成熟。 2.1 橡胶弹性体的增韧机理 迄今报道的弹性体抗冲改性剂的增韧机理大致包括微裂纹理 论、多重裂纹理论，屈服膨胀理论，次级转变理论、银纹支化理论、韧化机 理和银纹-剪切带理论等。尽管这些理论各有不完善之处，但由 Bucknall 等 人提出的银纹-剪切带理论则能较为合理地解释弹性体抗冲改性剂增韧塑料 配合物的各种现象。 按照 Bucknall 等人的观点，弹性体抗冲改性剂在塑料制品中起 应力集中的作用：当材料受力时，围绕改性剂微粒赤道附近的区域应力被放 大，随离开微粒距离的增加，被放大的应力迅速减小到原来的应力水平；另
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丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） MBS 是改进 PVC 冲击性能，制取透明制品的最佳材料，几乎所有
的透明 PVC 制品都用它作为抗冲改性剂，其用量一般在 8-15 份之间；ABS 可 提高 PVC 的冲击强度，改善制品的外观质量，同时起到加工助剂的作用改善 PVC 的加工性能，其用量在 30 份以内时，随用量增大共混材料的抗冲改性强 度呈上升趋势。
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摘 要：对 PVC 抗冲改性剂的性能及其抗冲增韧机理进行了较全面的论述， 并源自文库 CPE 的生产技术及加工应用情况作了重点介绍。
关键词：抗冲改性剂 抗冲增韧 CPE 生产技术 加工应用
1、PVC 抗冲改性剂的类型及应用概况 PVC 树脂是一种硬脆性材料，抗冲击强度差，一般仅为 3-5kJ/m。 未增塑 PVC 需要改进抗冲击强度的主要原因是其对缺口的敏感性，同时也需 改进低温抗冲击性能。目前，通过在 PVC 聚合物中共混抗冲改性剂的技术， 可有效地增韧脆性硬质 PVC，这类抗冲改性剂是与 PVC 具有一定相容性的高 分子弹性体，它可使共混体系既能保持 UPVC 的高模量、高刚性，又可大大 提高其缺口冲击强度，明显改善低温冲击强度。由于共混改性方法混料过程 操作简单灵活，给予了生产人员更大的选择自由性，且更具经济性，因而得 到了广泛的应用。 目前，常用的 UPVC 抗冲改性剂有氯化聚乙烯（CPE）、聚丙烯 酸酯类（ACR）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯苯乙烯三元接技共聚物（MBS）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），它 们都属于橡胶弹性体类抗冲改性剂。 1.1 氯化聚乙烯（CPE） CPE 是由高密度聚乙烯（HDPE）在适当条件下氯化而成，HDPE 经氯化后，破坏了其结晶度，使它柔软而具有橡胶类弹性体的性质。CPE 的 含量对改性效果影响很大，Cl 含量小于 25%的 CPE 与 PVC 不相容，不能用于