如何正確使用改性劑?

發(fā)布時間:2017-10-14 來源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專題: 改性劑 打印

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  目前,有一種擺脫單純的、未改性塑料樹脂的發(fā)展趨勢。塑料正在超出其原有特性的范圍上被拓寬。循環(huán)使用的塑料需要再生,混合料需要增強。因此,選用改性劑是明智而關(guān)鍵的。今天,改性劑也不再僅僅是用來改進沖擊強度,其用途還包括作為熱變形改性劑和加工助劑。

  沖擊改性的原理是,在龜裂發(fā)生初期,及其蔓延之前,通過塑料變形來吸收沖擊能。這里有兩種變形機理:1屈服或拉伸;2銀紋,由極細的微絲匯聚成的微裂紋結(jié)構(gòu)在向樹脂蔓延時吸收了能量。

  如果塑料是易變形的,即主要是由于屈服而變形的話,則有必要降低其屈服應(yīng)力。為做到這一點,實際上并不需要大大地降低其整體拉伸性能,而是將橡膠粒子均勻分散于樹脂中以形成應(yīng)力集中點即可。在沖擊過程中,隨著應(yīng)力增加,橡膠粒子彼此可感覺到對方的存在,在龜裂產(chǎn)生之前產(chǎn)生局部屈服。塑料發(fā)生屈服的能力決定了它需要多少橡膠。因此,許多小的分散均勻的顆粒最為理想。尺寸為0.12-1.0微米的顆粒用于易變形樹脂中。為使所需改性劑最少,應(yīng)該選擇最佳的顆粒尺寸。

  如果由一種產(chǎn)生裂紋機理使諸如PS或SAN等樹脂變形、需要0.3-4微米的橡膠粒子。大的橡膠粒子可以阻止龜裂發(fā)展成裂縫,將由一個裂紋吸收能量轉(zhuǎn)移到兩個或三個新的裂紋中,這樣可吸收更多的沖擊能量。

  橡膠沖擊改性劑的類型諸如EPDM、EEA和EVA一類的本體橡膠必須用機械的方法分散到樹脂中以得到所需要的粒子尺寸。然而,當(dāng)橡膠和塑料樹脂不相似時,這樣做是無效的。其原因是,在進一步的諸如模塑等熔體加工中,表面張力可使得橡膠從機械分散中分離出來,發(fā)生劣質(zhì)表面形態(tài)和起鱗現(xiàn)象。這個問題已通過下述方法成功地得到解決:將EPDM等放入到PP中,兩者的溶度系數(shù)幾乎相等,混合的熱力學(xué)能超過了分離的表面張力能。

  pvc改性劑根據(jù)其功能和改性的特點用于玻璃狀無定形PVC的改性劑,可分為6組:

  1高效抗沖擊改性劑:用于不透明的抗沖擊混合料中。2透明抗沖擊改性劑:當(dāng)要求光學(xué)性能及抗沖擊性能時,使用這種改性劑。

  3熱變形改性劑:用于提高PVC混合料的加工溫度范圍。

  4普通改性劑:用于改進抗沖擊性能、高溫強度和低溫撓性。

  5耐候性改性劑:在戶外應(yīng)用中使用該種改性劑可防止紫外線光降解。

  6加工助劑:通過減少熔融時間改進PVC的熔體性能。

  abs和MBS一類的高效抗沖擊改性劑對PVC抗沖擊性的改進具有協(xié)同效應(yīng)。

  因此,在PVC中加入少量的改性劑就可得到高的抗沖擊性,并增加 PVC的撓性,而不明顯地改變混合料的機械性能。PVC的分子量決定抗沖擊改性劑的量。分子量越高,所需要的改性劑的量越少。產(chǎn)品的最終用途決定該PVC混合料所需要的分子量。例如,低分子量PVC最好用住模法加工;而高分子量PVC則選用管狀擠出加工。高效耐沖擊改性劑的典型應(yīng)用是用于PVC管、注?;旌狭霞皦貉硬煌该鞅∧ず推?。

  透明抗沖擊改性劑在PVC混合料中如同不透明改性劑一樣可提供一些附加的性能,如光傳播、光霧、黃度指數(shù)。低折白和變色等光學(xué)特性。在制備ABS和MBS改性劑的乳液過程中,通過使PVC和改性劑的折光指數(shù)相等的辦法來獲得保持透明度所需要的光學(xué)性能;通過將橡膠狀基質(zhì)的粒子大小控制在 1000-3 000A的窄分布范圍內(nèi)獲得抗沖擊效果;通過接枝的 S/AN或 MMA/S的溶解度參數(shù)獲得相容性/不相容性的平衡(抗沖擊特性)。這類改性劑的典型應(yīng)用有透明壓延薄膜、包裝用片材及吹制PVC瓶等。

  熱變形改性劑可提高PVC的有效熱使用溫度。每填加一份改性劑大約可提高IT。向PVC中添加熱變形改性劑也可增加剛度,使對抗張強度的影響最小,但常常消弱了抗沖擊強度。這類改性劑通常由多α-甲基苯乙烯/丙烯睛(AMSAN)或戊二酰亞胺組成。對于AMS聚合物,由于其連到苯乙烯上的甲基基團的位阻現(xiàn)象,增加了PVC熱變形性。戊二酰亞胺聚合物因其雜環(huán)結(jié)構(gòu)可增加聚合物鏈剛度,由此而增加PVC母體的熱變形性。熱變形改性劑的應(yīng)用有乙烯基壁板、耐熱型材及需要模壓牢度的汽車儀表襯墊片材等。

  普通改性劑是用于半硬質(zhì)PVC混合料的半硬質(zhì)改性劑,是典型的ABS改性劑,含有較少的丁二烯及較多的未接枝全剛性聚 S/AN。這些改性劑具有剛性和橡膠性兩相,可使半硬質(zhì)混合料具有多種性能。丁二烯橡膠相可增加低溫抗龜裂性,高分子量剛性 S/AN具有熱成型性和好的性能保持率等加工性能。普通改性劑的典型用法有汽車儀表板片材、行李箱ABS蓋板材料及汽車型材等。

  耐候性抗沖擊改性劑可防止紫外線光降解。與MBS和ABS一樣,丁二烯改性劑不適用于戶外使用,除非其外層有一防紫外線層的保護。在丁二烯的雙鏈部位,紫外線可打破其不飽和的碳鏈骨架,并通過氧化和其他降解反應(yīng),使改性變脆。具有較強防紫外線降解的改性劑的功能與MBS和ABS類似,但它們具有丙烯酸了酯或丙烯酸2-乙基-己酯接技相,這些成分的聚合物鏈上不含有雙鏈,不存在發(fā)生降解反應(yīng)起始的部位。通常稱這類改性劑為丙烯酸系改性劑,并主要用于PVC壁板、窗型材及其他一些需要耐候的應(yīng)用場合。它們在戶外使用時,具有一些抗沖擊性,但效果不及ABS或MBS有效。

  另外一種可在戶外使用的耐候性改性劑是CPE(氯化聚乙烯)。該種改性劑不太有效,改性效果不太好。通過類似于增塑作用(或一個相互貫穿的網(wǎng)絡(luò))的機理增加 PVC母體的韌性。

  在PVC復(fù)混物中加入加工助劑,可增加熔融和熔體性能。典型的加工助劑是有極高分子量的聚合物,如MMA/EA、苯乙烯、 MMA/S/AN或 S/AN等。主要用于PVC摻混料中,其用量對PVC干混料來說,一般為1份或更少。其功能是通過增加 PVC和混合設(shè)備金屬內(nèi)表面間的摩擦力來促進混合料的熔融。在PVC發(fā)泡中,因高分子量聚SAN和聚MMA/S/AN控制熔融粘度非常有效。在塑料工業(yè)中,這些不同的改性劑各司其職,對每一種具體聚合物需在抗沖擊性。流動性、成本、穩(wěn)定性及粒子大小控制等各方面進行比較才能正確地選擇出改性劑。

 

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