氯化聚乙烯改性硬質(zhì)聚氯乙烯

第18卷第3期鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol.18 Nu.2003年9月JOURNAI, OF ZHENGZHOU ISTUT OF LIGHT INDUSTRY (Naturel Scienee)Sep .2003文章編號:1004 - 1478(2003)03 - 0029 - 03氯化聚乙烯改性硬質(zhì)聚氯乙烯賈玥珠，南素芳(鄭州輕工業(yè)學(xué)院輕工職業(yè)學(xué)院,河南鄭州450002)摘要:研究了氯化聚乙烯(CPE)對硬質(zhì)聚氯乙烯擠出性能的影響.結果表明:在硬質(zhì)聚氯乙烯擠出成型中,加入CPE可以提高擠出速度,改善制品的沖擊強度、表面光澤度等性能,并且填充劑用量也可適當增加.用雙螺桿擠出機擠出含有CPE的硬質(zhì)制品比用單螺桿擠出機更有利于提高產(chǎn)品性能.當w(CPE)=8.7%時(shí) 可得到綜合性能較好的產(chǎn)品.關(guān)鍵詞:氯化聚乙烯;硬質(zhì)聚氯乙烯;擠出成型;擠出性能.中圈分類(lèi)號:TQ314.251文獻標識碼:ARigid polyvinyl chloride modifcation with chlorinated polyethyleneJIA Yue-zhu,NAN Su-fang( Cllge of Light Ind. Profesion , Zhengzhou Inust . of Light Ind. . Zhengzhou 450002, China)Abstract: Efet of chlorinated polyethylene (CPE) on rigid polyvinyl chloride (RPVC) extrusion is studied.The results show that, in RPVC extrusion, CPE can not only exlnude rapidity , improve the impact strength andsurface luster etc , but also increase the fllr amount. Extrusion by double screw extruder can more improveproperty of rigid production containing CPE than by single screw extuder. While the purity of CPE is 8.7%，overall performance of production is better.Key words: CPE; RPVC;extrusion confectioning; extrusion performance0引言目前,硬質(zhì)聚氯乙烯型材使用范圍在不斷擴大,但由于其沖擊性能和低溫性能較差,不能滿(mǎn)足型材在安裝和使用過(guò)程中的強度要求,且其黏度較大,穩定性差,成型加工有-定的難度.氯化聚Z烯(CPE)柔軟且有彈性,性質(zhì)類(lèi)似橡膠, w(C1) = 35%的CPE與聚氯乙烯(PVC)有良好的相容性，可分散在PVC中形成立體網(wǎng)狀結構,從而吸收沖擊能,防止硬質(zhì)聚氯乙烯受沖擊而開(kāi)裂,使其在低溫下仍具有一定的韌性";并且,CPE具有較低的黏度,與PVC共混可以改善PVC的流動(dòng)性.提高其加工性本文將研究CPE對硬質(zhì)聚氯乙烯擠出成型中綜合性能的影響,為CPE對硬質(zhì)聚氯乙烯的改性應用提供依據.1實(shí)驗1.1原料PVCS-700,山東齊魯石化總公司產(chǎn);CPE135A,山東濰中國煤化工鹽基亞磷酸鉛，收稿日期:2003-04- 17"YHCNMHG作者簡(jiǎn)介:貫玥珠(1965- -),男,山西省新絳縣人,鄭州輕工業(yè)學(xué)院輕工職業(yè)學(xué)院講師,主要從事高分子材料加工研究.鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)2003年上海東方化工廠(chǎng)產(chǎn);硬脂酸鉛,硬脂酸鋇,南京金陵化T.廠(chǎng)產(chǎn);硬脂酸,重慶長(cháng)江化工廠(chǎng)產(chǎn);偶氮二甲酰胺,廣州助劑化工廠(chǎng)產(chǎn);輕質(zhì)碳酸鈣.鄭州龍巖化工廠(chǎng)產(chǎn).1.2設備GH- -10A 型高速混合機,北京塑料機械廠(chǎng)產(chǎn);SJ-65型螺桿擠出機,武漢塑料機械廠(chǎng)產(chǎn);TE--35型螺桿擠出機.南京科亞化工裝備有限公司產(chǎn);XL- -100A型拉力實(shí)驗機,廣州實(shí)驗儀器廠(chǎng)產(chǎn);XCJ--4型沖擊實(shí)驗機，承德材料實(shí)驗機廠(chǎng)產(chǎn).1.3 操作步驟1)物料混合.熱混合:時(shí)間為5 min~8 min,出料溫度為100 C ;冷混合:時(shí)間為5 min~ 8 min,出料溫度為40C.2)造粒.為比較CPE在單螺桿擠出機中的應用情況,采用粉料直接濟出和造粒后用粒料擠出2種方法.擠出機造粒溫度:機身140心~170C;機頸160C;機頭175C.3)擠出成型.單螺桿擠出機擠出溫度:機身150 C~ 180心;機頸170 C;機頭185 C.雙螺桿擠出機擠出溫度:機身145 C~ 165 C;機頸160 C;機頭170C.擠出物經(jīng)冷卻定型后切割.4)制作試樣.5)試樣測試.2結果與討論2.1CPE的加入k對擠出速度的影響CPE的加入量與擠出速度的關(guān)系見(jiàn)表1.擠出速度隨CPE加人量的增加而增加,達- -定量后,擠出速度增加不再顯著(zhù).這是因為CPE可以降低PVC分子內部的摩擦力,使黏度降低;聚合物在剪切流動(dòng)過(guò)程中會(huì )出現分層現象,流動(dòng)性好的CPE分子貼近流道表面,臧小了流動(dòng)的阻力,所以擠出速度會(huì )提高.2.2 CPE 對表面質(zhì)的影響表1 CPF的加入量與擠出速度的關(guān) 系.加人CPE的制品其表面光澤度明顯提.w(CPE)/%0_ 4.507.088.7010.2612.50高,顏色更加鮮艷.CPE可提高物料塑化質(zhì)擠出速度/m'min~1_ 0.45 0.76 0.98 1.20 1.32 1.41量,使熔體與模具貼合緊密,提高制品表面光潔度.但加人CPE后制品表面硬度會(huì )降低,易劃痕,這是因為CPE降低了表面硬度.這種現象用粉料在單蝶桿擠出機上直接擠出時(shí)比較明顯,而造粒后擠出的制品及用雙螺桿擠出機擠出的制品則不明顯,這是因為后者的混合效果好,CPE在PVC內部分散均勻,制品硬度較高.2.3CPE對沖擊強度和拉伸表2 CPE 的加入量與沖擊強度、拉伸強度的關(guān)系強度的影響儀螺桿擠出機.單螺桿擠出機(粒料)單螺桿擠 出機(粉料)CPE對沖擊強度和拉伸強w(CPE)/%沖擊強度拉伸強度 沖擊強度 拉伸強度 沖擊強度 拉伸強度度的影響如表2所示.由表2/kJ.m-2/MPa /kJ.m~2/MPa/.m-2/M'a可知:隨著(zhù)CPE質(zhì)量分數的增10.2546.789.5043.678.6537.21加,沖擊強度增加,這是因為4.5016.0242.3614.65 .40.8514.3732.68CPE分散在PVC內部形成的8.7038 .2038.1536.2137.1235.5212.5051.62 .34.5545.32 .32.2846.3232.15網(wǎng)狀結構,受到外部的沖擊時(shí),能夠把沖擊能吸收,將其轉化成無(wú)害的熱能釋放出去;隨著(zhù)CPE質(zhì)量分數的增加，拉伸強度降低,這是因為CPE降低了PVC分子間的作用力,CPE質(zhì)量分數越高,拉伸強度就越低;雙螺桿擠出機擠出的制品性能優(yōu)于單螺桿擠出機,單螺桿擠出機用粒料擠出優(yōu)于用粉料擠出,這是因為雙螺桿擠出機有很強的混合塑化能力，CPE能夠均勻地分散,多一步造粒過(guò)程,塑化的效果提高,沖擊強度和拉伸強度也就相應提高.2.4 粉料的適應性單螺桿擠出機直接用粉料擠出,混合塑化效果不佳,制品的外觀(guān)光澤較差,拉伸強度較低,雖然CPE的加入提高了流動(dòng)性,但擠出過(guò)程中仍然易發(fā)生降解,工藝控制難度較大;用粒料擠出,成型溫度較低,熔體的均勻性較好,所以能i正常生產(chǎn).雙螺桿擠出機對粉料的適應中國煤化好,擠出產(chǎn)魁高,單螺桿擠出機很難與之相比.2.5 CPE與潤滑劑的配合rYHCNMHGCPE與PVC共混，可降低PVC分子內的摩擦力及機械間的摩擦力，.CPE的主要作用與潤滑劑相同.所以第3期賈玥珠等:氯化聚乙烯改性硬質(zhì)聚氯乙烯在使用CPE的體系中,潤滑劑的用量應隨CPE用量的增加而適當減少,如果不作相應的調整,有可能造成潤滑過(guò)度,出現擠出制品分層現象.2.6CPE對低發(fā)泡制品的影響在文獻[2]的硬質(zhì)PVC低發(fā)泡擠出制品配方中加入CPE,熔體黏度降低,泡孔直徑隨CPE用量增加而增加，表面皮層減薄.在低發(fā)泡制品生產(chǎn)中.應注意CPE的用量.2.7 CPE與填充劑的配合加入CPE可明顯增加填表3 CaCO3,CPE 與沖擊強度、拉伸強度的關(guān)系充劑(CaCO3)用量,有利于降低w(CPE) = 4.05%w(CPE)=8.57%w(CPE)= 12.20%w(CaC0,)成本,但必須注意混合時(shí)間和沖擊強度拉伸強度沖擊強度 拉伸強度沖擊強度 拉伸強度混合溫度,使各種組分充分混1/J-m-2/MPa /kJ.m~ 2/MPa/kJ.m-2 /MPa合.加入填充劑可提高剛度和16.0238.2038.1551.6234.55硬度,CPE的作用正好相反,兩16.6713.1140.2132.2635.8141.1031.27者相互配合對沖擊強度、拉伸_37.5028.5710.1336.2525.1730.4532.2526.628.2531 .4616.3825.I519.2521.35強度的影響見(jiàn)表3.3結論1)在硬質(zhì)聚氯乙烯中使用CPE可以提高擠出速度,隨CPE用量增加擠出速度增加,但考慮到力學(xué)性能,大型型材中CPE用量不宜超過(guò)10%,強度要求不太高的小型型材中,用量可適當增加.2)CPE可以提高制品表面光澤度.3)綜合評定沖擊強度及拉伸強度, CPE用量在8.7%時(shí)性能較好.4)CPE與其他助劑并用時(shí),相互之間也有影響,如果在要求較低的制品中使用,CPE的使用可以加大填充劑的用量，起到降低成本的作用.參考文獻:[1] 林泳蘭,李文杰，周正安.硬質(zhì)聚氯乙烯塑料成型加工[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1985.43-46.[2] 王亞明.我國硬質(zhì)PVC低發(fā)泡擠出制品的發(fā)展概況[J].塑料科技2000(1):37--40.(上接第28頁(yè))1)D72型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成鄰苯二甲酸二甲酯的最佳反應條件為:D72型樹(shù)脂用量為總投料量的4% (質(zhì)量分數),n(苯酐):n(甲醇)= 1:3,反應溫度為110 c ,反應時(shí)間6h.在上述條件下,酯化反應的酯化率可達99%左右.2)D72型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化合成鄰苯二甲酸二甲酯,具有工藝簡(jiǎn)單,使用方便,催化性能良好,催化劑使用壽命長(cháng),易于再生循環(huán)使用,且“三廢”少等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)上有一定的應用價(jià)值.[1] 本書(shū)編輯委員會(huì ).化工百科全書(shū)(第1卷)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1990.422- -423.[2] 黃文強.強酸離子交換樹(shù)脂催化劑在有機合成中的應用[J].離子交換與吸附,1991,7(2):147- -156.[3] 蔡秀慧,王萬(wàn)得,祝文存.離子交換樹(shù)脂催化合成氯乙酸甲酶[J].離子交換與吸附,995,11(2):172- -175.[4] 張粉保,徐秋.離子交換樹(shù)脂催化酯化反應的研究[J].遼寧化工,1993,(3):38- -40.中國煤化工MYHCNMHG