《PVC抗冲改性剂的性能及应用.docVIP

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，并对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。????? 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。????? 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。????? 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。????? 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