糊樹脂的顆粒形態(tài)

1、PVC糊樹脂的顆粒形態(tài)及粒徑分布聚氯乙烯糊樹脂的性質(zhì)和性能，不僅受分子特征（分子量及其分布、鏈結(jié)構(gòu)）的影響，而且還與顆粒表面形貌、平均粒徑和粒度分布等分子形態(tài)學(xué)特征有密切的關(guān)系。糊樹脂的顆粒形態(tài)好，平均粒徑適中，粒度分布均勻，有利于聚合物的成型加工。1 顆粒形態(tài)PVC糊樹脂的顆粒形態(tài)是影響PVC增塑糊粘度和流變性能的主要因素。樹脂的顆粒形態(tài)主要有兩種類型：初級粒子型，次級粒子型。圖1 顆粒形態(tài)的分類1.1 初級粒子初級粒子，是在聚合過程中形成的，可分為單峰分布型和雙峰分布型。初級粒子呈連續(xù)的、單峰的顆粒窄分布時，增塑糊具有較大的粘度，不利于加工；當(dāng)初級粒子呈連續(xù)的、單峰的顆粒寬分布或雙峰顆粒分

2、布時，由于樹脂大小顆粒之間的相互填充作用，使樹脂顆粒之間的填充增塑劑的量減少，而能自由流動的增塑劑量就會增多，因此增塑糊就具有較小的粘度，比較有利于糊樹脂的高質(zhì)量制品加工。因此，在工業(yè)PVC糊樹脂的生產(chǎn)中，產(chǎn)品的粒子分布一般均為單峰的顆粒寬分布或雙峰顆粒分布，以使增塑糊具有較低且很穩(wěn)定的B氏粘度。1.2 次級粒子次級粒子，是指在噴霧干燥過程中，由次級粒子形成的團(tuán)聚體，可分為緊密型和松散型。因此，干燥工藝不同，可使樹脂的次級粒子顆粒形態(tài)發(fā)生變化，影響樹脂在增塑劑中的崩解程度，從而導(dǎo)致增塑糊流變行為發(fā)生明顯變化。糊樹脂的最大特點是二次粒子在增塑劑中能“崩解”還原成初級粒子，制成穩(wěn)定的糊料。而普通P

3、VC樹脂在增塑劑中只能溶脹，不能崩解成初級粒子，也不能成糊，這是兩種樹脂最本質(zhì)的區(qū)別。疏松型的次級粒子，在分散過程中，易崩解成次級粒子，其性能主要由初級粒子的形態(tài)決定。緊密型的糊樹脂不易崩解，且在增塑糊中容易沉降，次級粒子的形態(tài)對增塑糊性能產(chǎn)生重要影響。為了得到較好的糊流動性和避免沉降，緊密型糊樹脂通常在80100份增塑劑范圍內(nèi)使用，而且在分散過程中需要的剪切力更大，或者需要較大的攪拌速度，較長的攪拌時間，才能將PVC糊樹脂更好的分散到增塑劑中。此外，用緊密型樹脂制備的增塑糊，在存放過程中，增塑劑會滲透到次級粒子內(nèi)部，使糊粘度上升，因?qū)е略鏊芎拇娣欧€(wěn)定性較差。1.3 測試方法國內(nèi)外的一些研究

4、者，通常采用掃描電鏡（SEM）研究PVC糊樹脂的顆粒形態(tài)。測試方法是用干凈的毛筆，將不同樣品分別蘸撒在粘有雙面膠帶的樣品臺上，用洗耳球輕輕吹掉浮粒，然后于離子濺射儀中鍍金一定時間。制樣完成后，放入掃描電鏡的樣品室內(nèi)，對其進(jìn)行不同放大倍數(shù)的觀察分析，進(jìn)行拍照。 （a） （b）圖1 PVC糊樹脂的電鏡圖片研究表明，微懸浮法糊樹脂的顆粒呈較為規(guī)整的圓球型，表面光滑（圖a）；種子乳液法糊樹脂的顆粒表面凹凸不平，如“珍珠簇”黏在一起，有大尺寸粒子存在。2 粒徑和粒徑分布2.1 粒徑簡單的講，粒徑就是顆粒直徑。當(dāng)被測顆粒的某種物理特性或物理行為與某一直徑的同質(zhì)球體（或組合）最相近時，就把該球體的直徑（或組

5、合）作為被測顆粒的等效粒徑。那為什么是等效粒徑呢，粒徑和等效粒徑有什么關(guān)系呢？眾所周知，只有圓球體才有直徑，其它形狀的幾何體是沒有直徑的，而組成粉體的顆粒又絕大多數(shù)不是圓球形的，而是各種各樣不規(guī)則形狀的，有片狀的、針狀的、多棱狀的等等。這些復(fù)雜形狀的顆粒，從理論上講是不能直接用直徑這個概念來表示它的大小的。而在實際工作中直徑是描述一個顆粒大小的最直觀、最簡單的一個量，我們又希望能用這樣的一個量來描述顆粒大小，所以在粒度測試的實踐中的我們引入了等效粒徑這個概念。2.2 粒徑分布所謂的粒徑分布是指某一粒子群中，用特定的儀器和方法反映出的不同粒徑的粒子所占比例，亦稱為粒子的分散度。有區(qū)間分布和累計分

6、布兩種形式。區(qū)間分布又稱為微分分布或頻率分布，它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累計分布也叫積分分布，它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量。 粒度分布的表示方法(1) 表格法：用表格的方法將粒徑區(qū)間分布、累計分布一一列出的方法。 (2) 圖形法：在直角標(biāo)系中用直方圖和曲線等形式表示粒度分布的方法。 (3) 函數(shù)法：用數(shù)學(xué)函數(shù)表示粒度分布的方法。這種方法一般在理論研究時用。表示粒度特性的幾個關(guān)鍵指標(biāo)(1) D50一個樣品的累計粒度分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時所對應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50%，小于它的顆粒也占50%，D50也叫中位徑或中值粒徑。D50常用來表示粉體的平均粒度。 (

7、2) D97一個樣品的累計粒度分布數(shù)達(dá)到97%時所對應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑小于它的的顆粒占97%。D97常用來表示粉體粗端的粒度指標(biāo)。2.3 PVC糊樹脂的粒徑及分布糊樹脂的初級粒子粒度范圍一般在0.12un，噴霧干燥后的二級粒子大小粒度范圍約為3070um。粒徑分布主要分為單峰和雙峰分布。一般，較細(xì)的粒子，會產(chǎn)生較高的粘度。為了獲得流動性較好的增塑糊，通常希望糊樹脂的大小粒子按一定的比例呈現(xiàn)較寬的“單峰分布”或“雙峰分布”。這要從填充效應(yīng)的觀點來解釋：任何圓球顆粒分散在液體中，都有孔隙存在，這種孔隙若由液體填允則使分散體易于流動，但液體用量增加。如果要使孔隙率降低至最低，則必須使PVC顆粒粒徑分布寬，大顆粒之間的空隙被小顆粒所填充，增加了顆粒之間的潤滑性，增塑劑消耗減少，從而使增塑劑產(chǎn)生過量效應(yīng)，配制成糊后體系的粘度下降，糊的穩(wěn)定性、流動性較好。這也是聚氯乙烯摻混樹脂（粒徑在10100um之間）降低增塑糊粘度的機(jī)理。圖2 PVC糊樹脂的粒度分布2.4 粒度測試的基本方法 粒度測試方法有多種，較大顆粒的直徑常用篩來測定，并用篩號即目數(shù)來表示，即篩分法。較小顆粒，則常用顯微鏡（包括光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡）和激光散射法來測定。其中PVC糊樹脂常用激光散射法。粒度分布測試條件參考