耐热PVC的应用研究讲述.doc

耐热PVC的应用研究 针对PVC的耐热研究，其中主要来自于PVC本身的结构缺陷所影响。产量上PVC的年产量在四大通用合成树脂(聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)中，仅次于聚乙烯而居第二位。并且其具有比其他塑料更优异性能特点，比如难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、气体水汽低渗透性好。还有综合机械性能、制品透明性、电绝缘性、隔热、消声、消震性也好，是性能价格比最为优越的通用性材料。众多优点中但PVC存在结构上的缺陷和不足，PVC热稳定性较差，PVC的熔融温度约为200℃，在100℃分解放出氯化氢,高于150℃时分解加快。加工过程易分解放出氯化氢，致使塑料制品变色、性能下降；通用PVC树脂的维卡软化点只有80℃左右，热变形温度在70℃左右。 同时这也缺点严重损害PVC的商品形象,限制其使用范围和市场规模的进一步扩大。为改善扩大PVC的使用范围与性能,最先运用小分子增塑剂来改善加工性,但是增塑剂易于在加工和使用过程发生熔出和迁移,不但会污染环境,同时使得制品使用价值丧失。为克服上述缺点,相继开发出各种助剂,如ABS、MBS、CPE、ACR。助剂添加基本上解决PVC的抗冲性和加工性的问题,但耐热的问题仍未得到实质性解决。例如建筑业中,耐热性的好与坏是由于外部因素（光、水、日光、建筑强度的要求等等）决定的，通常的情况下PVC材料耐热性差,产品在日光的曝晒下易引起热膨胀,使材料产生变形和裂缝,造成严重的质量问题。当其运用在温水管材料时,由于软化、变形和破裂导致其无法使用。PVC树脂另一大缺陷是耐冲击性差,由于耐冲击性差,在安装和切断时,材料容易破损,同时使用过程中的制品也因为碰撞而损坏。[1]为了提高其抗冲性,齐鲁石化公司研究院研制开发了3个牌号的PVC抗冲剂,解决了PVC的抗冲问题。为进一步拓宽PVC的使用范围,扩大PVC的市场规模,增强齐鲁石化公司在PVC市场中的竞争力,研究院在PVC抗冲剂的研制基础上,又开始提高PVC维卡软化点耐热改性剂的研制工作。 本文主要内容为介绍和针对共混改性耐热聚氯乙烯的制备研究。阐述共混改性过程两种具体而又简单物理共混过程，还有化学交联和辐射交联过程。顾名思义两种方式的过程中的变化是不同的，其中简单的物理共混，就是将各种填料和高耐热型的树脂加入其中得到具有更好耐热性能的PVC树脂。另外一种就是将简单的化学反应引入到PVC大分子链中，对其进行接枝与交联反应。 其中辐射交联属于将树脂在放射源下破坏其分子链达到目的。辐射交联是最早采用PVC交联方法之一 ,也是使用最广泛的交联方法。多国已用此法生产辐射交联的PVC绝缘电线。普通PVC材料通过辐射并不发生交联，则主要发生脱氯化氢反应与降解反应，产生共扼双键使品变色。[2]Rnenr与Miler首先发现，多官能团不饱和单体能强化PVC辐射下的交联反应，使得PVC辐射交联成为可能。多官能团不饱和单体主要包括三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸醋(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸醋 (TMPTA)、三烯丙基异腈尿酸酯(TAIC)、三烯丙基腈尿酸酯(TAC)、二甲基丙烯酸四甘醇酯(TEGDM)、二丙烯酸四甘醇酯 (TEGDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)等。 PVC辐射交联一般以60Co-γ射线或高能电子(EB)射线为辐照源、多官能团不饱和单体为交联剂,交联反应为自由基反应,PVC在辐射作用下C-CI键断裂,形成自由基活性中心,多官能团 不饱和单体在辐射引发下优先产生 自由基并 自聚，同时接枝到PVC长链自由基上,基本的交联结构PVC-(交联剂)-PVC。 VKSHARMA[3]人等采用电子束(BE)辐射交联软PVC,研究3种交联剂—TMPTA、TEGDM及TEGDA对软PVC的交联速率及热稳定性能的影响,以三盐基硫酸铅(BTSL)作为体系的稳定剂。结果表明,5%TMPTA的交联效果最好,当凝胶质量分数60%时,其拉伸强度达到23.5MPa ,较未交联时提高7%左右，同时交联软PVC的体积电阻系数、分解温度也能够得到明显的提高。Ratnam[4]等采用同样的辐射交联方法,采用TMPTA交联硬PVC,以TBSL作为体系的稳定剂,研究辐射剂量在20-200kGy时,其凝胶含量与硬PVC的拉伸强度、硬度的关系同时测定了辐射剂量在l00kGy时的Tg,并通过FTIR分析证实了通过电子束辐射的方法能够有效地避免降解反应的发生。研究发现,当辐射剂量100kGy时,其凝胶质量分数达到85% ,此时交联硬PVC的Tg较未交联试样提高2.5℃。同时,通过对辐射交联硬PVC的性能研究表明,采用适当用量 ( 4 % )的交联剂交联的硬PVC试样的拉伸强度、硬度都得到明显提高,当凝胶质量分数达到80%时,其拉伸强度达到最大值5MPa ,