提高硬質(zhì)聚氯乙烯塑料性能的途徑

　　硬質(zhì)聚氯乙烯塑料目前雖然已大量生產(chǎn)，但是在性能上，還存在一些缺陷，例如低溫的沖擊強(qiáng)度差，耐熱性低，在作為支柱材料時(shí)，剛性也不能滿足要求。因此，需在配方設(shè)計(jì)中加入適當(dāng)?shù)母男詣?，以彌補(bǔ)其性能上的缺陷。

　　1、提高沖擊性能的改性劑

　　(1)橡膠：一定量的橡膠類物質(zhì)分散到塑料中，其分散粒子到一定大小時(shí)，可以吸收和分散沖擊能量，因而能提高塑料的沖擊強(qiáng)度。與聚氯乙烯樹脂相溶性較好的橡膠(如丁二烯及丁腈橡膠)都可作為抗沖改性劑。丁腈橡膠摻入的比例約為10%，就能提高其沖擊強(qiáng)度(丁睛橡膠必須經(jīng)過(guò)素?zé)捄蠹尤?。但缺點(diǎn)是加工性能比較差，在擠壓操作中容易粘螺桿，以致增加推力軸承的壓力，工藝操作控制較為困難。此外，在混煉時(shí)不易均勻，因此在硬質(zhì)制品中不常采用。丁腈橡膠主要用于軟質(zhì)聚氯乙烯塑料改性中，它能起增塑劑的作用。若丁腈橡膠中丙烯腈合量高時(shí)，與聚氯乙烯相溶性較好，混合物的耐油性也較好，反之，則混合物的耐寒性較好。丁腈橡膠對(duì)聚氯乙烯塑料的增塑效率約為常用液體增塑劑苯二甲酸二辛酯的二分之一。但是，由于分子中存在雙鍵結(jié)構(gòu)，故易于氧化發(fā)脆，尤其在受熱和紫外光照射下更易老化。

　　(2)abs或MBS：ABS(苯乙烯、丁二烯、丙烯腈)或MBS(甲基丙烯酸甲脂一丁二烯一苯乙烯)接枝共聚樹脂廣泛用于改性硬質(zhì)聚氯乙烯塑料，這類改性劑的特點(diǎn)是不僅可以提高聚氯乙烯塑料的沖擊強(qiáng)度，而且可以提高它的流動(dòng)性，改善加工性能。例如在硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的配方中，加入少量的MBS改性劑(一般不超過(guò)10份，常選用5份)，即可大大改善其沖擊強(qiáng)度。例如在24°C時(shí)，加入5份共聚體后，沖擊強(qiáng)度可由3.7提高到 12.2公斤·厘米/厘米²。在-7°C時(shí)，加入5份共聚體后，沖擊強(qiáng)度可由2.2提高到5.0公斤·厘米/厘米²。

　　但共聚體改性劑加入后，硬管的拉伸強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度有所降低。例如，加入5份共聚體后，拉伸強(qiáng)度由550降低到517公斤/厘米²，彎曲強(qiáng)度由930降低到876公斤/厘米²。同時(shí)抗壓強(qiáng)度及彈性模量也要下降。從擠壓工藝來(lái)看，加了共聚體改性劑后，能改進(jìn)流動(dòng)性，增加擠壓速度，因此，生產(chǎn)一定韌性的硬質(zhì)制品時(shí)，可以選用它作為改性劑(例如，生產(chǎn)特薄管、型材等需要承受一定的牽引拉力時(shí))。ABS或MBS接枝共聚物的粒徑為0.1~0.3μ。粒徑的大小，接枝的單體種類，單體的添加順序等對(duì)沖擊強(qiáng)度和透明性均有影響。

　　聚氯乙烯和ABS、MBS的混合物的耐氣候性很差。這是由于ABS、MBS存在丁二烯的雙鍵，在紫外線和氧的共同作用下易于老化。由于這種老化在制品表面生成極細(xì)的裂紋，在外加沖擊的作用下，這些裂紋就成為應(yīng)力集中點(diǎn)而易于破壞。為了改進(jìn)耐氣候性，發(fā)展了ABS(丙烯腈一氯化聚乙烯一苯乙烯)、AAS(丙烯腈一丙烯酸脂一苯乙烯)接枝共聚樹脂。

　　(3)氯化聚乙烯：氯化聚乙烯是由高分子量聚乙烯氯化而得，含氯量30~45%(重量)。因氯化聚乙烯在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與聚氯乙烯很相似，因此它們可以按任何比例混合，以制備耐沖擊和耐低溫沖擊性質(zhì)優(yōu)異的混合物?；旌衔锏哪突瘜W(xué)腐蝕性、電性能和不易燃性等仍和純粹聚氯乙烯基本上沒有多大差別。

　　因?yàn)槁然垡蚁┲胁淮嬖陔p鍵結(jié)構(gòu)，所以共混物的耐氣候性較好。只要將少量的氯化聚乙烯與聚氯乙烯混合以后，就可以顯著地提高塑料的沖擊性能。例如在配方中加入5份聚化氯乙烯后，沖擊強(qiáng)度即可由4.2公斤·厘米/厘米²提高到8.4公斤·厘米/厘米²，用量增加，沖擊強(qiáng)度可成倍提高。但是拉仲?gòu)?qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都要相應(yīng)降低。它的優(yōu)點(diǎn)是能顯著的改善聚氯乙烯在擠壓注射、壓延、滾壓、壓制過(guò)程中的加工性能。

　　氯化聚乙烯的含氯量對(duì)改進(jìn)硬質(zhì)聚氯乙烯的沖擊性能有很大影響，含氯量偏高或偏低都不好，約為36~40%較為有利。另外，為了便利氯化過(guò)程的后處理及改進(jìn)氯化聚乙烯在聚氯乙烯樹脂中的分散性，最好在聚乙烯氯化終點(diǎn)時(shí)摻人適量的聚氯乙烯樹脂，并進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，以使成為粉狀料，從而達(dá)到分散均勻的目的。

　　(4)乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)：由于醋酸乙烯的含量及分子量的不同，EVA種類很多。當(dāng)醋酸乙烯含量增加時(shí)，與聚氯乙烯相溶性增加，沖擊強(qiáng)度提高。一般為了提高沖擊強(qiáng)度，以醋酸乙烯含量為34~45%為好。共聚物EVA似添加量在5%左右，具有最大的沖擊強(qiáng)度。其缺點(diǎn)是拉伸強(qiáng)度降低較大，共聚體是粒狀的，因此難于與粉狀聚氯乙烯共混。

　　(5)乙烯、醋酸乙烯、氯乙烯三元共聚體(EVA-VC)：為了改進(jìn)乙烯一醋酸乙烯與聚氯乙烯的相溶性，同時(shí)為了使少量改性劑的分散均勻，粒狀的乙烯一醋酸乙烯作為硬質(zhì)聚氯乙烯塑料改性劑就顯得效果較差，目前發(fā)展了乙烯、醋酸乙烯、氯乙烯三元共聚體，來(lái)提高硬質(zhì)聚氯乙烯塑料制品的沖擊性能。它的制造與有關(guān)性能已在前面介紹，作為硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的改性劑要求乙烯/醋酸乙烯含量低一些較為有利，否則強(qiáng)度降低太多。