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PVC加工技术的发展状况及其助剂的研发方向

时间: 2011-07-24 21:00 来源: 作者: 点击:
PVC是一种化工原料,其制品被广泛的应用于我们的日常生活中,如:门窗、上下水管道、片材、薄膜等。PVC的用途虽然广泛,但是由于在我国的发展历史较短,速度非常之快,应用技术和助剂的发展跟不上形势需要。为了能为PVC行业的健康发展保驾护航,今后应在PVC加工技术和助剂方面加大研发力度。

PVC加工技术

PVC加工技术的研究目的就是为了得到一种机械性能、耐候性能和外观性能都最佳的制品。为此,首先必须知道,PVC制品在什么样的状态下性能最佳。那么,PVC的最佳状态是什么?一般认为,PVC的力学性能强的最佳塑化度在65~70%之间。也就是说,只有当PVC的30%~35%以颗粒状态存在时性能最佳。

从理论上说,是由于PVC的特性决定的,氯乙烯聚合后不能溶于氯乙烯溶液中,呈悬浮颗粒状态。随着聚合的进行,颗粒会缓慢长大,直至单体被消耗掉为止。就是说,PVC的大颗粒是由无数小颗粒组成的。生产中将PVC塑化就是把大颗粒破碎成小颗粒,再熔融为PVC的分子链。可以说,PVC制品的力学性能一定与PVC的塑化状态有关,PVC颗粒全部熔融塑化为PVC分子链时,其制品的力学性能应当最好。未被破碎的大颗粒残留越多,其力学性能越差。那又为什么一般PVC的塑化度为65~70%时,其力学性能检测结果最好呢?这是因为PVC的热稳定性太差。PVC的塑化度达到100%,需要很高的温度或较长的时间,其间会使PVC大量分解,性能反而会下降。

从以上分析可以看出,只要PVC不分解,可以通过提高PVC的塑化度来保证PVC制品的性能。但PVC的力学性能与PVC的聚合度成正比,而加工性能则会随着聚合度的提高不断下降。因为提高PVC的聚合度,就需提高加工温度,而加工温度越高,PVC的分解就越严重,所以用现在的加工技术加工高聚合度的PVC不能得到高质量的PVC制品。

因此,加工技术的研究方向应为高分子量PVC的加工应用技术。如高分子量的PVC能加工成制品,PVC制品的性能将会大幅度提高。还可在质量不变的情况下大幅度降低制品成本。总的来说,加工技术的研究应着力在三个方面:—如何提高型材和管材制品的塑化度,使PVC在高温、高剪切的条件下加工也不分解。—用高分子量的PVC加工型材、管材,以提高质量和降低成本。—探讨低温高剪切的加工应用技术。

PVC助剂

对硬制品来说,PVC的助剂大体分为:稳定剂、抗冲改性剂、润滑剂、加工助剂。对助剂的要求也可归纳为三方面:—保证PVC在100%的塑化度时也不过量分解。即保证PVC制品在达到力学性能最佳的塑化度时,不分解或少分解。—应保证高聚合度PVC的加工,提高PVC制品质量和档次。PVC聚合度越高,其制品的拉伸强度越高,抗冲击强度越高,维卡软化点越高,硬度越高。

—应保证PVC在很宽的加工工艺范围内都可以得到合格的PVC制品。PVC的制品多种多样,PVC的加工机械多种多样,在不同的温度和剪切下加工,助剂应能使PVC在尽可能宽的加工范围有理想的塑化度,保证产品性能和质量。对于稳定剂来说,自然是要保证PVC在高加工温度下分解不严重,或在通常工艺温度下,分解程度尽可能低,或在低工艺温度和高剪切条件下少分解或不分解(虽然看起来不大可能)。对于加工助剂来说,应是保证PVC在加工过程中,挤出机具有足够高的扭矩和电流,以保证PVC承受足够大的剪切力,进而得到塑化度好的高性能制品。

抗冲击改性剂则须保证PVC充分塑化的工艺条件下,与PVC形成理想的合金状态。如“核一壳”结构的抗冲击改性剂,应与PVC形成均匀的“海一岛”状混合物,而CPE、EVA等应在PVC中形成细密的网状结构。

核壳结构的抗冲击改性剂之所以性能优异,是因为剪切越大,矩扭越高,温度越高,越有利于均匀的海—岛结构形成,而这时PVC本身的性能也最佳。因为加工范围宽,CPE等与PVC形成的网状结构是一种热力学亚稳定态,所以只能在一特定条件下形成。在高剪切、高温下,网状结构易被破坏,即便PVC塑化度高,性能好,材料的综合性能也会降低。(end)

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