CPE,CV及其與ACR,MBS復(fù)合增韌RPVC的研究

1、CPE,CV及其與A CR,M B S復(fù)合增韌R PV C的研究陳軍杜躍兵倪海鷹沈經(jīng)緯(四川聯(lián)合大學(xué)塑料工程系,610065考察了不同CPE牌號及用CPE-PV C接枝共聚物(CV部分或全部代替CPE對改善R-PV C沖擊和拉伸性能的影響,在此基礎(chǔ)上,研究了復(fù)合增韌體系(CPE、CV分別與A CR、M BS并用或CPE、CV同時(shí)和A CR并用等對提高R-PV C力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,CPE的分子量高、氯含量分布窄和氯含量高、殘余結(jié)晶度高分別對提高R-PV C的沖擊和拉伸強(qiáng)度有利;CV與CPE并用能提高R-PV C的沖擊強(qiáng)度,并且拉伸強(qiáng)度的損失較單獨(dú)使用CPE為小,并用時(shí)其組成比以1 1為宜

2、;CPE、CV與A CR或M BS聯(lián)合使用,在適宜組成比下能對R-PV C產(chǎn)生協(xié)同增韌效應(yīng),改善體系的相容性,提高沖擊性能并保留較高的其它力學(xué)強(qiáng)度,這是解決目前PV C CPE共混材料性能缺陷的有效方法。關(guān)鍵詞:硬質(zhì)PV C增韌復(fù)合增韌CPE是硬質(zhì)PV C常用的抗沖改性劑,其應(yīng)用技術(shù)已較成熟,但仍存在著用量稍大時(shí)制品分層和低溫沖擊不理想兩大問題。這些問題與CPE-PV C相容性有關(guān),涉及到CPE的分子參數(shù)如分子量、氯含量及其分布、以及殘余結(jié)晶度等1,2。本文一方面從改善CPE-PV C相容性著手,考察CPE牌號及使用CPE-PV C接枝共聚物(CV部分或全部代替CPE的作用和影響;另一方面改用

3、復(fù)合增韌劑,即將CPE、CV與同PV C相容性良好的A CR、M B S并用,研究這些復(fù)合增韌R-PV C體系的性能與增韌體系及其組成比的關(guān)系。以尋求解決CPE增韌改性R-PV C存在上述兩大問題的途徑。1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)原料PV C,S-1000,齊魯石化公司氯堿廠;CPE (135A、239A、140B,山東濰坊亞星公司;CPE(氯含量約36%,分布較寬,安徽蕪湖化工廠;CV,CPE含量60%,安徽歙縣化工廠;A CR,K M323B,美國R hom H ass公司;M B S,A CEB22,日本鐘淵公司;穩(wěn)定劑、潤滑劑,重慶長江化工廠。1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備SHR-5A高速混合機(jī),張家港市白

4、熊集團(tuán);SK-160B雙輥煉塑機(jī),上海橡膠機(jī)械廠;QBL-D400平板硫化機(jī),青島機(jī)床廠;ZH Y-10萬能制樣機(jī),承德試驗(yàn)機(jī)廠;JB6沖擊試驗(yàn)機(jī),10 40kJ m2,德國;A G-10TA 萬能材料試驗(yàn)機(jī),0.01N100kN,日本島津制作所。1.3工藝流程和條件PV C樹脂增塑劑其它助劑高速混合雙輥開煉模壓制樣性能測試配方:復(fù)合使用增韌劑時(shí),增韌劑總用量固定。文中所用CPE如未特別說明,均為CPE135A。高速混合:出料溫度110120;雙輥開煉:160170,時(shí)間:1015m in;模壓:175預(yù)熱3m in,12M Pa下熱壓5 10m in,冷卻35m in。1.4性能測試簡支梁缺

5、口沖擊強(qiáng)度按GB T1043-92測試;拉伸性能按GB T1040-92測試。2結(jié)果與討論2.1CPE牌號和用量表1列出幾種牌號CPE增韌R-PV C共聚物的力學(xué)性能。所用四種CPE的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和差異為3: 135A、239A的分子量高于140B;140B、239A的氯含量(3840%高于135A(3436%;蕪湖CPE的氯含量分布較寬;239A的殘余結(jié)晶度(1525%較高。表1CPE牌號對共混物力學(xué)性能的影響11PE用量15質(zhì)量份(以100質(zhì)量份PV C為基準(zhǔn),下同由表1可見,135A、239A改性的共混物缺口沖擊強(qiáng)度較高,而140B、蕪湖CPE改性的共混物沖擊強(qiáng)度較低;140B、239A改性

6、的共混物拉伸強(qiáng)度較高,而135A 、蕪湖CPE 改性的共混物拉伸強(qiáng)度較低。說明共混物沖擊強(qiáng)度受CPE 分子量和氯含量分布的影響較大,而共混物的拉伸強(qiáng)度主要由氯含量和殘余結(jié)晶度所控制;CPE 的分子量高、氯含量分布窄和氯含量高、殘余結(jié)晶度高分別對提高共混物的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度有利 。圖1PV C CPE 共混物的力學(xué)性能(CPE 用量以PV C 總量100質(zhì)量份為基礎(chǔ),下同F(xiàn) ig 1M echan ical p roperties of PV C CPE b lend1-缺口沖擊強(qiáng)度;2-拉伸強(qiáng)度圖1表示PV C CPE 共混物的缺口沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度隨CPE 用量的變化。由圖1可見,CPE

7、用量為15質(zhì)量份時(shí)共混物的沖擊強(qiáng)度發(fā)生躍升,引起脆-韌轉(zhuǎn)變;而隨CPE 用量增加,共混物的拉伸強(qiáng)度成線性下降,下降幅度接近60%。說明用CPE 增韌PV C 時(shí),共混物的韌性提高是以犧牲拉伸強(qiáng)度為代價(jià)的。2.2CPE 與CV 的比較表2比較了CPE 、CV 和CPE CV =11增韌R -PV C 共混物的力學(xué)性能。表中CV 實(shí)際用量(以100質(zhì)量份PV C 為基準(zhǔn),下同按其CPE 含量(60%折算而加大(下同。由表2結(jié)果初步說明:CPE 與CV 并用能提高共混物的沖擊性能,而拉伸強(qiáng)度損失較單獨(dú)使用CPE 為小,顯示出CV 對PV C -CPE 有一定的增容作用。本文后面還要對此進(jìn)行討論。表2

8、CPE 與CV 并用對共混物力學(xué)性能的影響1T ab 2Effec of com b ined u se of CPE and CV on m echan icalp roperties of b lend用法CPE (135A CV CPE CV (1 1缺口沖擊強(qiáng)度 kJ m -240.243.140.81(以100質(zhì)量份PV C 樹脂為基準(zhǔn),CPE 用量15質(zhì)量份圖2表示PV C CV 共混物的缺口沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度隨CV 用量 (以其中CPE 含量表示的變化。與圖1比較可見,CV 增韌R -PV C 時(shí),不顯示明顯的脆-韌轉(zhuǎn)變,在CV 中CPE 含量在015質(zhì)量份范圍內(nèi),缺口沖擊強(qiáng)度近

9、乎呈線性上升;而共混物拉伸強(qiáng)度隨用量增加下降較慢。說明較之對-PV C 的增韌有拉伸強(qiáng)度保持率較高的優(yōu)點(diǎn),而這應(yīng)與CV 較之CPE 與PV C 的相容性為好有關(guān)。圖2PV C CV 共混物的力學(xué)性能F ig 2M echan ical p roperties of PV C CV b lend1-缺口沖擊強(qiáng)度;2-拉伸強(qiáng)度2.3含CPE 、CV 的復(fù)合增韌體系圖34分別表示CPE A CR 、CPE MB S 復(fù)合增韌R -PV C 共混物的力學(xué)性能與增韌劑組成比(以復(fù)合增韌劑100質(zhì)量份為基準(zhǔn)的關(guān)系。圖3PV C CPE A CR 共混物的力學(xué)性能F ig 3M echan ical p r

10、operties of PV C CPE A CR b lend 11-缺口沖擊強(qiáng)度;2-拉伸強(qiáng)度圖4PV C CPE M BS 共混物的力學(xué)性能F ig 4M echan ical p roperties of PV C CPE M BS b lend1-缺口沖擊強(qiáng)度;2-拉伸強(qiáng)度由圖34可見PV C CPE A CR 或M B S 共混物的缺口沖擊強(qiáng)度隨增韌劑組成比的變化情況,在A CR 或M B S 含量約30%處出現(xiàn)極大值,兩種增韌劑之間表現(xiàn)出明顯的協(xié)同增韌效應(yīng);兩種共混物的拉伸強(qiáng)度則隨A CR 或M B S 用量的增加(CPE 含量減少而增大。圖5表示PV C CV A CR 共混物

11、的力學(xué)性能與A CR 用量的關(guān)系。圖6表示PV C CPE CV A CR 共混物的力學(xué)性能與CPE CV 組成比(以(CPE +CV 100質(zhì)量份為基準(zhǔn)的關(guān)系,A CR 用量固定 。圖5PV C CV A CR 共混物的力學(xué)性能F ig 5M echan ical p roperties of PV C CV A CR b lend1-缺口沖擊強(qiáng)度;2-拉伸強(qiáng)度 圖6PV C CPE CV A CR 共混物的力學(xué)性能(以(CPE +CV 100質(zhì)量份為基準(zhǔn),A CR 用量固定F ig 6M echan ical p roperties of PV C CPE CV A CR b lend1-

12、缺口沖擊強(qiáng)度;2-拉伸強(qiáng)度圖5中缺口沖擊強(qiáng)度A CR 用量關(guān)系再現(xiàn)了圖3的結(jié)果,即適宜A CR 用量(40%下,CV A CR 增韌體系的缺口沖擊強(qiáng)度有極大值,表現(xiàn)出協(xié)同增韌效應(yīng)。圖6表明,若使用CPE CV A CR 復(fù)合增韌,則CPE CV組成比為1 1時(shí),與A CR 的協(xié)同增韌效果最好。圖5與圖3的比較還表明,使用CV 較之使用CPE ,在CPE (實(shí)際用量增加時(shí),共混物拉伸強(qiáng)度的下降明顯為小。由上所述,可以表明,A CR 、M B S 與CPE 、CV 并用,適宜組成比(A CR 、M B S 含量3040%下,對R -PV C 有協(xié)同增韌作用。此外,由于A CR 、M B S 不僅與

13、PV C 相容性好,而且其玻璃化溫度低,能明顯提高R -PV C 的低溫韌性。加之CPE 、CV 與A CR 或M B S具有協(xié)同增韌效應(yīng),并在增韌同時(shí),保留較高力學(xué)強(qiáng)度,獲得良好綜合性能,因此在R -PV C 增韌改性中,改CPE 、CV 單獨(dú)使用為與A CR 、M B S 復(fù)合使用,是解決目前CPE 單組分增韌R -PV C 存在前述兩大問題的可行辦法。3結(jié)論1.CPE 的分子量高、氯含量分布窄和氯含量高、殘余結(jié)晶度高分別對提高其改性R -PV C 材料的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度有利。這可作為選用CPE 牌號的參考依據(jù)。2.CV 單獨(dú)或與CPE 合用,可改善CPE -PV C 相容性,并在提高共

14、混物沖擊韌性的同時(shí),減小力學(xué)強(qiáng)度的損失。CV 和CPE 合用時(shí),其組成比以11為宜。3.CPE 、CV 與A CR 或M B S 聯(lián)合使用,在適宜組成比下能對R -PV C 產(chǎn)生協(xié)同增韌效應(yīng),改善體系相容性,提高沖擊強(qiáng)度,并保留較高的其它力學(xué)性能(如拉伸強(qiáng)度,是解決目前PV C CPE 共混材料性能缺陷問題的有效方法。參考文獻(xiàn)1何培新,潘少波,鄒從炎等.中國塑料,1994,8(2:132Siegm an A ,H iltner A 1Po lym Eng Sci ,1984,24(11:8693白杰.塑料工業(yè),1992,(3:48(本文于1997-10-20收到Study on Toughen

15、 i ng and Co m pound Toughen i ng of RPVC by CPE ,CV and Co m b i ned w ith ACR or M BSChen Jun D u Yueb ing N i H aiying Shen J inw ei(D ep t of P lastics Engineering ,Sichuan U n i on U n iversity AbstractsT he effects of differen t typ es of CPE and CPE 2PV C grafted copo lym er (CV ,w h ich w as

16、 a sub stitu te o r p artial 2sub stitu te fo r CPE ,on the i m p rovem en t of the i m p act strength and ten sile strength of R PV C w ere stud 2ied .T he effects of the com pound toughen ing system (CPE and CV com b ined w ith A CR and M B S resp ectively o r CPE CV A CR com pounded system on the

17、 i m p rovem en t of the m echan ical p rop erties of R PV C w ere also stud 2ied .T he resu lts show ed the h igh m o lecu lar w eigh t ,ch lo rin ity and residual crystallin ity ,and the narrow ch lo rin i 2ty distribu ti on of CPE w ere favo rab le to the i m p rovem en t of i m p act strength an

18、d ten sile strength of R PV C re 2sp ectively .T he com b ined u se of CV and CPE cou ld i m p rove the i m p act strength of R PV C ,and the lo ss of ten sile strength w as s m aller than that w hen CV and CPE w as u sed individually ,the com pounding rati o w ou ld better to be 1 1,the com b ined

19、u se of CPE and CV w ith A CR o r M B S under a certain rati o had a synergistic toughen ing effect on R PV C ,i m p roving the com p atib ility ,increasing the i m p act strength and keep ing o ther m echan ical p rop 2erties of the system unchanged ,w h ich w as an efficien t m ethod fo r so lving

20、 the p rop erty defects of PV C CPEb lend.Keywords:R PV CToughen ingCom pound Toughen ing(上接第74頁and xylene as in terfacial agen t.T he effects of reacti on temperatu re,in itiato r con ten t,monom er con ten t and in terfacial agen t type on the graft reacti on w ere studied and the reacti on w as c

21、haracterized by m ean s of I R spectrom etry.T he resu lts show ed the graft reac2 ti on w as sen sitive to temperatu re,the graft rati o increased w ith the increase of temperatu re and the increases of in itiato r con ten t, monom er con ten t and agitati on speed to a certain ex ten t.A little am

22、oun t of in terfacial agen t cou ld accelerate the reacti on of BPO and M A H w ith PE.A PE2g2M A H po lym er w ith a graft rati o of9%w as p repared by the graft reacti on.Keywords:PEM aleic A nhydrideSo lid Phase Graft(上接第87頁Study on Ther ma l Property and M elti ng Behav iour of PA1010D aiW en li

23、(R esearch In stitu te of M o ld and M aterial,X iangtan U n iversityAbstractsT he relati on of the sp ecific heat cap acity(Cof PA1010w ith tem p eratu re w as studied by m ean s of D SC and X2ray diffracti on,and the m elting behavi ou r of PA1010under conditi on s of non iso therm al coo ling and

24、 shearing rate w as discu ssed.T he resu lts show ed C changed a little at210to260,and th ree m elting p eak s in D SC traces w ere ob served in the case of h igh shearing rate1A cco rding to the analyses of X2ray diffracti on and after2crystalizati on,the cau se of p eak app earance w as the effect

25、 of m elting of the crystals w ith h igher m eltig po in t w h ich w ere fo rm ed by fu rther grow th du ring the heating p rocessing,becau se the crystals size distribu ti on w as w ide and there ex isted m any crystals w ith grow th po ten tial in the case of h igh shearing rate.T he h igher the m

26、 o ld tem p eratu re,the h igher the in itial m elting tem p eratu re and m o re narrow m elting range;the h igher the shearing rate,the w ider the crystal size and w ider m elting range1Keywords:PA1010M elting B ehavi ou rT herm al P rop ertySp ecific H eat Cap acity(上接第89頁w ith a sho rt runner and