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张嫚 等级： / 门别币：20 |
| 发表：2016-10-29 18:38:02 查看：1489 回复：2 次 | |
张建新之【配方技术】PVC配方耐寒性的解决方法 |
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【配方技术】PVC配方耐寒性的解决方法
PVC塑料是五大通用合成塑料之一，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。PVC塑料具有良好的物理及机械性能，可用于生产建筑材料、包装材料、电子材料、日用消费品等，广泛应用于工业、农业、建筑、交通运输、电力电讯和包装等各领域。由于其耐寒性和低温抗冲击性能较差，硬PVC的使用温度下限一般为-15oC，限制了PVC材料在某些方面的应用。通过对PVC树脂和助剂的调整，可以有效地提高PVC塑料的耐寒性，满足低温需要。本文着重从配方角度论述了提高PVC耐寒性的一些方法，供大家参考。
PVC树脂
PVC树脂是一种非结晶、极性的高分子聚合物，其玻璃化温度依分子量大小为75~105oC，相对分子质量越大，粘数越高，PVC大分子链间范德华引力或缠绕程度相应增加，PVC链段增长，材料的耐低温性愈好。
在常规PVC配方中，如只需应付北方冬季寒冷气候，可采用选取粘数稍高，即平均分子量稍大的PVC树脂，可以是同一牌号中粘数值偏高的PVC或更低牌号树脂。
另外，在一些特殊要求的制品中，如可耐-30oC的血袋等制品中，可选用高聚合度聚氯乙烯树脂（平均聚合度大于2000），这是因为高聚合度PVC有着比常规PVC树脂大的结晶度和类交联结构，使大分子间滑动困难，弹性增加，同时分子量增大，分子间范德华力和分子内化学键合力增加而获得优良的耐寒性。
增塑剂
增塑剂作为PVC软制品的重要配方组分，对软制品的性能影响很大，如要求制品在低温下使用，必须选择好增塑剂的类型。目前作为耐寒性增塑剂使用的主要有脂肪酸二元酸酯、直链醇的邻苯二甲酸酯、二元醇的脂肪酸酯以及环氧脂肪酸单酯等。据报道，N,N-二取代脂肪酸酰胺、环烷二羧酸酯，以及氯甲氧基脂肪酸酯等，也是低温性能优良的耐寒增塑剂。
提高PVC软制品的耐寒性，一般可通过增加耐寒增塑剂的用量来获得。DOA（己二酸二辛酯）、DIDA（己二酸二异癸酯）、DOZ（壬二酸二辛酯）、DOS（癸二酸二辛酯）是作为耐寒增塑剂使用的代表性品种，由于一般耐寒增塑剂与PVC的相容性都不十分好，实际上只能作为改善耐寒性的辅助增塑剂使用，其用量通常为主增塑剂的5~20%。
另外，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯（TXIB）、硬脂酸丁酯、LHAT酸一二甘醇一二一2一乙基酸酯等产品也具有耐寒增塑剂的作用。
蒋佩芬研究指出，以改善薄膜耐寒韧性及低温伸长为目的时，使耐寒增塑剂与六甲基磷酰三胺并用为佳。因为六甲基磷酰三胺虽本身不是耐寒增塑剂，但它可以有效地降低各种增塑剂的凝固点，达到强化薄膜耐寒效果的目的。
改性剂
改进PVC低温耐冲击强度性能差的有效办法是加入玻璃化温度较低，在室温下显示高弹性的高聚物，统称为改性剂。其中所添加的高聚物应与PVC有相近的溶解度参数，有一定互溶能力，能形成两项结构的共混物，从而改善制品的低温冲击强度。
张正红研究结果表明，CPE可提高制品的低温性能，冲击强度等。随着CPE用量的增加，PVC制品的冲击性能会逐渐提高。当用量增加到一定程度时，PVC制品低温冲击性能会趋于稳定，在8、9份左右达到合适的性能价格比。粉末丁腈橡胶（NBR）随用量增加，会使硬PVC的低温冲击强度逐步提高。EVA流动性能很好，玻璃化温度低，低温增韧效果好，但成本高。ACR有优良的低温冲击强度及耐侯性能，并可改善制品的外观，一般加入5份就可达到很好的效果。高冲击型MBS的玻璃化温度较低，对PVC材料的低温脆性有良好的改善作用，但耐候性差。ABS可提高PVC材料的低温冲击强度，同时改善制品的外观。另外，SBS等一些含有橡胶相，且具有较低玻璃化温度的物质，也有提高PVC冲击强度和耐寒性的作用。
韩辉升等研究改性软质PVC耐寒性结果表明，共混改性软质PVC的耐寒性能明显受高分子改性剂品种和用量的影响。通过各种方法测试发现，赛可德液体丁腈橡胶LR820和粉末丁腈橡胶NVR5075D等高分子改性剂能够显著改善软质PVC的耐寒性能，而某些高分子改性剂如CPE和低VA含量的EVA则会损害软质PVC的耐寒性能。丁睛橡胶类改性剂由于可改善软质PVC的耐介质(汽油)性能，从而能够提高经汽油浸泡过的软质PVC的低温性能。
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