氯醋共聚物在PVC材料改性中的应用
发布时间: 2017-03-29 10:58:12 阅读次数:173

氯醋共聚物在PVC材料改性中的应用

江萍

(湖北信息工程学校  江萍

(湖北大洋塑胶有限公司  刘祥贵)

摘要:比较了氯化聚乙烯(CPE)与多种牌号氯醋共聚物【PVC-VAC)】在管材生产中的流变性能、加工工艺、产品性能,具体阐述了使用氯醋共聚物增韧改性的PVC管材配方的研发,对氯醋共聚物的运用前景进行了展望。

关键词:氯醋共聚物;氯化聚乙烯;PVC增韧改性

 

Chlorine vinegar copolymer in the application of the modified PVC materials

Jiang Ping

Information engineering school of hubei province   hubei jingmen 448002

AbstractCompared the chlorinated polyethylene (CPE) and a variety of brands of chlorine vinegar copolymer P (VC - VAC) 】 【 rheological properties in the production of pipe material, processing technology, product performance, elaborates on the use of chlorine vinegar copolymer toughening modification of PVC pipe formula of research and development, the prospects for the use of chlorine vinegar copolymer.

Key words: Chlorine vinegar copolymer; Chlorinated polyethylene. Toughening modification of PVC

CPE为目前PVC管材、型材中广泛使用的增韧改性剂,但CPE在氯化生产过程中会产生大量废水,生产1CPE差不多造成40吨排放废水。氯醋共聚物【PVC-VAC)】这类氯乙烯共聚弹性体树脂,具备优异的抗冲击性能,较高的断裂伸长率,与PVC的相容性较好。在PVC管材、型材生产中加入【PVC-VAC)】改性剂,理论能够起到增韧作用,会达到甚至超过CPE改性的抗冲击效果。【PVC-VAC)】树脂生产较为环保,废水产生比例可降为2吨左右。本研究课题为在不改变PVC产品性能的条件下,用1份的【PVC-VAC)】取代配方中的1.5~2CPE,即1:1.5替代CPE的增韧效果。

本研究课题中产品以实验室管材挤出机挤出的dn110Xen3.2mmPVC管材为样品,样品按照国家标准GB/T5836.1-2006(建筑排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材)进行测试。

1、试验过程一

1.1试验配方

通过对氯乙烯共聚弹性体树脂(PVC-VAC)】)的结构做了一定的研究了解,知道了【PVC-VAC)】的具体结构与性能,尝试用【PVC-VAC)】作为改性剂替代CPE生产PVC管材。

通过对常规PVC管材配方的分析,设计了一个新的配方,新配方中尝试用氯乙烯共聚弹性体树脂(PVC-VAC)】),替代配方中的CPE,配方比较如下(表1):

1实验配方与常规配方对比

1.2、两种配方上机试验加工性能

为了解配方的加工性能,我们先对配方进行干混料的流变测试,实验仪器为转矩流变仪。常规配方干混料的流变曲线如下(图1)所示;

由流变曲线图1可知,常规配方的干混料的熔合时间为229秒,平衡扭矩为20.2Nm,热稳定时间为1832秒,由此可知该配方的加工性能优异。

实验配方1干混料的流变曲线如下(图2)所示:

根据上表可知,实验配方1的熔合时间为127秒,最大扭矩为30.8Nm,平衡扭矩为26.9Nm,热稳定时间830秒左右。由此可知实验配方的塑化时间短,塑化效果优异。但是,热稳定时间稍短,在加工时对工艺条件的要求较高,需要严格控制工艺条件。

1.3、确定管材挤出机工艺条件

按此工艺条件两种配方的管材均挤出稳定,管材内外壁光滑,但常规管材的外观较好,颜色为纯正的白色,实验配方的管材外观略微泛黄。

1.4、常规配方与实验1配方的管材物理性能对比

在上述1.3工艺条件下,根据表1中的常规配方和实验配方1试制出来的管材性能对比如下:

①外观:没有流纹出现,管材尺寸稳定,光泽性比常规配方管材好。

②物理性能(见表2):(规格dn110×3.2mm

2 常规配方管材与实验配方1管材物理性能对比

1.5、实验过程一结论

①根据管材性能可知,实验配方1试制的管材的拉伸屈服强度比常规管材配方要好,落锤冲击强度和二氯甲烷指标均达到国家标准要求。但管材的断裂伸长率不达标,说明材料的塑化需要改进;管材外观光泽度不够,管材略微泛黄,说明配方的稳定性略差,加工窗口狭窄,配方需要进行稳定性调整。

②用氯醋共聚树脂【PVC-VAC)】替代CPE来增韧PVC是可行的。

 

2 实验过程二

2.1、试验配方

通过实验过程一的管材外观和性能分析,判断实验配方1在塑化方面有点过,即配方的润滑不足,分析原因为氯醋共聚树脂【PVC-VAC)】有一定的内润滑作用,由于配方的加工电流降低,说明其对配方的流动性有改善,管材泛黄说明配方的稳定性还不够,因此对配方进行调整如下表所示(见表3):

2.2、实验配方2的加工性能

实验配方2干混料的流变曲线图如下图所示(图3):

根据流变曲线图可知,实验配方2干混料的塑化熔合时间为126秒,平衡扭矩为21.4Nm,热稳定时间为18分钟以上。由此可知该配方的加工性能优异,加工窗口较宽,稳定效果较好。

2.3、确定管材挤出机工艺条件


在上述工艺条件下,根据表2中的实验配方2挤出试制出来的管材外观正常,无泛黄和光泽度问题。

 

2.4、实验配方2试制的管材性能

①外观:管材外观呈白色,没有流纹出现,光泽性比企标管好。

物理性能:(见表4):(规格dn110×3.2mm

2.5、实验过程二结论

①根据实验配方2试制的管材物理性能可知:管材的拉伸屈服强度、断裂伸长率、落锤冲击强度、二氯甲烷指标均达到国家标准要求,管材的外观颜色、光泽度均合格。

②用氯醋共聚树脂【PVC-VAC)】替代CPE来增韧PVC管材的配方可用于实际生产。

3、结果与讨论

本论文只是总结的此次课题研究的结论,在实际的研发过程中进行了多次试制试验,经过不断的总结,配方的优化,最终做出了符合标准的管材。实验配方2试制出来的管材无论在拉伸屈服方面还是在冲击性能方面都达到国家标准要求,完全满足替代CPE来增韧PVC管材的实际生产需要。氯乙烯共聚弹性体作为改性剂在PVC管材加工中替代CPE是完全可行的,而且具有用量少的特点,不仅能够保持管材优异的物理性能,而且还能降低配方成本。

据塑料行业协会的统计数据显示:每年我国的PVC排水管材产量达到360万吨以上,使用CPE增韧改性,CPE的用量达到30万吨以上。如果有50%PVC排水管材产品采用氯乙烯共聚弹性体树脂【PVC-VAC)】作为改性剂,氯醋共聚树脂在PVC管材中应用都将具有巨大的应用前景,会给我们带来良好的社会效益和经济效益。

在实验过程中,我们发现市售的不同牌号的氯醋共聚树脂【PVC-VAC)】对产品的拉伸性能有影响,说明氯醋共聚树脂作为一种共聚弹性体的功能发挥了作用,其醋酸乙烯的含量与产品的冲击性能、拉伸性能有没有对应关系?将是我们下一个科研课题研究的目标。

 

 

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