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公司新聞
PVC加工技術原理特性及其助劑的研發方向
發布者:宏泰基  發布于:2020/6/9 14:02:10  點擊率:1978
       PVC是一種化工原料,其制品被廣泛的應用于我們的日常生活中,如:門窗、上下水管道、片材、薄膜等。PVC的用途雖然廣泛,但是由于在我國的發展歷史較短,速度非常之快,應用技術和助劑的發展跟不上形勢需要。為了能為PVC行業的健康發展保駕護航,今后應在PVC加工技術和助劑方面加大研發力度。

  PVC加工技術的研究目的就是為了得到一種機械性能、耐候性能和外觀性能都最佳的制品。為此,首先必須知道,PVC制品在什么樣的狀態下性能最佳。那么,PVC的最佳狀態是什么?一般認為,PVC的力學性能強的最佳塑化度在65~70%之間。也就是說,只有當PVC的30%~35%以顆粒狀態存在時性能最佳。

  從理論上說,是由于PVC的特性決定的,氯乙烯聚合后不能溶于氯乙烯溶液中,呈懸浮顆粒狀態。隨著聚合的進行,顆粒會緩慢長大,直至單體被消耗掉為止。就是說,PVC的大顆粒是由無數小顆粒組成的。生產中將PVC塑化就是把大顆粒破碎成小顆粒,再熔融為PVC的分子鏈。
  可以說,PVC制品的力學性能一定與PVC的塑化狀態有關,PVC顆粒全部熔融塑化為PVC分子鏈時,其制品的力學性能應當最好。未被破碎的大顆粒殘留越多,其力學性能越差。那又為什么一般PVC的塑化度為65~70%時,其力學性能檢測結果最好呢?這是因為PVC的熱穩定性太差。PVC的塑化度達到100%,需要很高的溫度或較長的時間,其間會使PVC大量分解,性能反而會下降。
  從以上分析可以看出,只要PVC不分解,可以通過提高PVC的塑化度來保證PVC制品的性能。但PVC的力學性能與PVC的聚合度成正比,而加工性能則會隨著聚合度的提高不斷下降。因為提高PVC的聚合度,就需提高加工溫度,而加工溫度越高,PVC的分解就越嚴重,所以用現在的加工技術加工高聚合度的PVC不能得到高質量的PVC制品。
  因此,加工技術的研究方向應為高分子量PVC的加工應用技術。如高分子量的PVC能加工成制品,PVC制品的性能將會大幅度提高。還可在質量不變的情況下大幅度降低制品成本。
  總的來說,加工技術的研究應著力在三個方面:—如何提高型材和管材制品的塑化度,使PVC在高溫、高剪切的條件下加工也不分解。—用高分子量的PVC加工型材、管材,以提高質量和降低成本。—探討低溫高剪切的加工應用技術。
  對硬制品來說,PVC的助劑大體分為:穩定劑、抗沖改性劑、潤滑劑、加工助劑。對助劑的要求也可歸納為三方面:—保證PVC在100%的塑化度時也不過量分解。即保證PVC制品在達到力學性能最佳的塑化度時,不分解或少分解。—應保證高聚合度PVC的加工,提高PVC制品質量和檔次。PVC聚合度越高,其制品的拉伸強度越高,抗沖擊強度越高,維卡軟化點越高,硬度越高。
  —應保證PVC在很寬的加工工藝范圍內都可以得到合格的PVC制品。PVC的制品多種多樣,PVC的加工機械多種多樣,在不同的溫度和剪切下加工,助劑應能使PVC在盡可能寬的加工范圍有理想的塑化度,保證產品性能和質量。
  對于穩定劑來說,自然是要保證PVC在高加工溫度下分解不嚴重,或在通常工藝溫度下,分解程度盡可能低,或在低工藝溫度和高剪切條件下少分解或不分解(雖然看起來不大可能)。對于加工助劑來說,應是保證PVC在加工過程中,擠出機具有足夠高的扭矩和電流,以保證PVC承受足夠大的剪切力,進而得到塑化度好的高性能制品。抗沖擊改性劑則須保證PVC充分塑化的工藝條件下,與PVC形成理想的合金狀態。如“核一殼”結構的抗沖擊改性劑,應與PVC形成均勻的“海一島”狀混合物,而CPE、EVA等應在PVC中形成細密的網狀結構。

  核殼結構的抗沖擊改性劑之所以性能優異,是因為剪切越大,矩扭越高,溫度越高,越有利于均勻的海—島結構形成,而這時PVC本身的性能也最佳。因為加工范圍寬,CPE等與PVC形成的網狀結構是一種熱力學亞穩定態,所以只能在一特定條件下形成。在高剪切、高溫下,網狀結構易被破壞,即便PVC塑化度高,性能好,材料的綜合性能也會降低。

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