PVC型材配方設(shè)計(jì)及及原理與加工工藝

1、PVC型材配方設(shè)計(jì)原理與加工工藝PVC型材配方設(shè)計(jì)原理與加工工藝配方的設(shè)計(jì)原理和各類配方的特點(diǎn)PVC塑料型材配方主要由pvc樹脂和助劑組成的，其中助劑按功能又分為：熱穩(wěn)定劑、潤滑，劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑、著色劑等。在設(shè)計(jì)PVC配方之前，首先應(yīng)了解PVC樹脂和各種助劑的性能。原料與助劑PVC樹脂生產(chǎn)PVC塑料型材的樹脂是聚氯乙烯樹脂(PVC)，聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物，產(chǎn)量僅次于PE，居第二位。PVC樹脂由于聚合中的分散劑的不同可分為疏松型(XS)和緊密型()兩種。疏松型粒徑為，表面不規(guī)則，多孔，呈棉花球狀，易吸收增塑劑，緊密型粒徑為以下，表面規(guī)則，實(shí)心，呈乒

2、乓球狀，不易吸收增塑劑，目前使用疏松型的較多。PVC又可分為普通級(有毒PVC)和衛(wèi)生級 (無毒PVC)。衛(wèi)生級要求氯乙烯(VC)含量低于lOXl0-6，可用于食品及醫(yī)學(xué)。合成工藝不同，PVC又可分為懸浮法PVC和乳液法PVC。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5761-93懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，懸浮法PVC分為PVC-SGl到PVC-SG8Jk種樹脂，其中數(shù)字越小，聚合度越大，分子量也越大，強(qiáng)度越高，但熔融流動越困難，加工也越困難。具體選擇時，做軟制品時，一般使用PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3型，需要加人大量增塑劑。例如聚氯乙烯膜使用SG-2樹脂，加入5080份的增塑劑。而

3、加工硬制品時，一般不加或很少量加入增塑劑，所以用PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型。如PVC硬管材使用SG-4樹脂、塑料門窗型材使用SG-5樹脂，硬質(zhì)透明片使用SG-6樹脂、硬質(zhì)發(fā)泡型材使用SG-7、SG-8樹脂。而乳液法PVC糊主要用于人造革、壁紙及地板革和蘸塑制品等。一些PVC樹脂廠家出廠的PVC樹脂按聚合度(聚合度是單元鏈節(jié)的個數(shù)，聚合度乘以鏈節(jié)分子量等于聚合物分子量)分類，如山東齊魯石化總廠生產(chǎn)的PVC樹脂，出廠的產(chǎn)品為SK-700;SK-800;SK1000;SK1100;SK-1200等。其SG-5樹脂對應(yīng)的聚合度為10001100。PV

4、C樹脂的物化性能見第四篇。pvc粉末為一種白色粉末，密度在cm3之間，表觀密度在。視增塑劑含量大小可為軟、硬制品，一般增塑劑含量0-5份為硬制品，5-25份為半硬制品，大于25份為軟制品。PVC是一種非結(jié)晶、極性的高分子聚合物，軟化溫度和熔融溫度較高，純PVC一般須在160210C時才可塑化加工，由于大分子之間的極性鍵使PVC顯示出硬而脆的性能。而且，PVC分子內(nèi)含有氯的基團(tuán)，當(dāng)溫度達(dá)到120C時，純PVC即開始出現(xiàn)脫HCl反應(yīng)，會導(dǎo)致PVC熱降解。因此，在加工時須加入各種助劑對PVC進(jìn)行加工改性和沖擊改性，使之可以加工成為有用的產(chǎn)品。PVC樹脂主要用于生產(chǎn)各類薄膜(如日用印花膜、工業(yè)包裝膜、

5、農(nóng)用大棚膜及熱收縮膜等)、各類板、片材(其片材可用于吸塑制品)，各類管材(如無毒上水管、建筑穿線管、透明軟管等)、各類異型材(如門、窗、裝飾板)，中空吹瓶(用于化妝品及飲料)，電纜、各類注塑制品及人造革、地板革、搪塑玩具等。穩(wěn)定劑純的PVC樹脂對熱極為敏感，當(dāng)加熱溫度達(dá)到90Y：以上時，就會發(fā)生輕微的熱分解反應(yīng)，當(dāng)溫度升到120C后分解反應(yīng)加劇，在150C，10分鐘，PVC樹脂就由原來的白色逐步變?yōu)辄S色紅色棕色黑色。PVC樹脂分解過程是由于脫HCL反應(yīng)引起的一系列連鎖反應(yīng)，最后導(dǎo)致大分子鏈斷裂。防止PVC熱分解的熱穩(wěn)定機(jī)理是通過如下幾方面來實(shí)現(xiàn)的。通過捕捉PVC熱分解產(chǎn)生的HCl，防止HCl的

6、催化降解作用。鉛鹽類主要按此機(jī)理作用 ，此外還有金屬皂類、有機(jī)錫類、亞磷酸脂類及環(huán)氧類等。置換活潑的烯丙基氯原子。金屬皂類、亞磷酸脂類和有機(jī)錫類可按此機(jī)理作用。與自由基反應(yīng)，終止自由基的反應(yīng)。有機(jī)錫類和亞磷酸脂按此機(jī)理作用。與共扼雙鍵加成作用，抑制共扼鏈的增長。有機(jī)錫類與環(huán)氧類按此機(jī)理作用。分解過氧化物，減少自由基的數(shù)目。有機(jī)錫和亞磷酸脂按此機(jī)理作用。鈍化有催化脫HCl作用的金屬離子。同一種穩(wěn)定劑可按幾種不同的機(jī)理實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定目的。常用穩(wěn)定劑品種：1、鉛鹽類鉛鹽類是PVC最常用的熱穩(wěn)定劑，也是十分有效的熱穩(wěn)定劑，其用量可占PVC熱穩(wěn)定劑的70%以上。鉛鹽類穩(wěn)定劑的優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性優(yōu)良，具有長期熱穩(wěn)

7、定性，電氣絕緣性能優(yōu)良，耐候性好，價格低。鉛鹽類穩(wěn)定劑的缺點(diǎn)：分散性差、毒性大、有初期著色性，難以得到透明制品，也難以得到鮮明色彩的制品，缺乏潤滑性，易產(chǎn)生硫污染。常用的鉛鹽類穩(wěn)定劑有：(1)三鹽基硫酸鉛分子式為，代號為TLS，簡稱三鹽，白色粉末，密度cm。三鹽基硫酸鉛是最常用的穩(wěn)定劑品種，一般與二鹽亞磷酸鉛一起并用，因無潤滑性而需配人潤滑劑。主要用于PVC硬質(zhì)不透明制品中，用量一般27份。(2)二鹽基亞磷酸鉛分子式為，代號為DL，簡稱二鹽，白色粉末，密度為cm3。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩(wěn)定性稍低于三鹽基硫酸鉛，但耐候性能好于三鹽基硫酸鉛。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基硫酸鉛并用，用量一般為三鹽基硫酸鉛

8、的1/2。(3)二鹽基硬脂酸鉛代號為DLS，不如三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛常用，具有潤滑性。常與三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛并用，用量為份。2、金屬皂類為用量僅次于鉛鹽的第二大類主穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性雖不如鉛鹽類，但兼具潤滑性。金屬皂類可以是脂肪酸(月桂酸、硬脂酸、環(huán)烷酸等)的金屬(鉛、鋇、鎘、鋅、鈣等)鹽，其中以硬脂酸鹽最為常用，其活潑性大小順序?yàn)椋篫n鹽Cd鹽Pb鹽Ca鹽鹽。金屬皂類一般不單獨(dú)使用，常常為金屬皂類之間或與鉛鹽及有機(jī)錫等并用。除Gd、Pb外都無毒，除Pb、Ca外都透明，無硫化污染，因而廣泛用于軟質(zhì)PVC中，如無毒類、透明類制品等。常用的金屬鹽類穩(wěn)定劑有：(1)硬脂酸鋅(ZnS

9、t)，無毒且透明，用量大后，易引起“鋅燒”制品變黑，常與Ba、Ca皂并用。(2)硬脂酸鎘(CdSt)，為一重要的透明穩(wěn)定劑品種，毒性較大，不耐硫化污染，抑制初期變色能力大，常與Ba皂并用。(3)硬脂酸鉛(PbSt)，熱穩(wěn)定性好，可兼做潤滑劑。缺點(diǎn)為易析出，透明差，有毒且硫化污染嚴(yán)重，常與Ba、Cd皂并用。(4)硬脂酸鈣(CaSt)，加工性能好、熱穩(wěn)定能力較低，無硫化污染，無毒，常與Zn皂并用。(5)硬脂酸鋇(BaSt)，無毒，長期熱穩(wěn)定性好，抗硫化污染，透明，常與Pb、Ca皂并用。復(fù)合品種常用的有：Ca/Zn(無毒、透明)、Ba/Zn(無毒、透明)、Ba/Cd(有毒、透明)及Ba/Cd/Zn。

10、3、有機(jī)錫類有機(jī)錫類為熱穩(wěn)定劑中最有效的，在透明和無毒制品中應(yīng)用最廣泛的一類，其突出優(yōu)點(diǎn)為：熱穩(wěn)定性好，透明性好，大多數(shù)無毒。缺點(diǎn)為價格高，無潤滑性。有機(jī)錫類大部分為液體，只有少數(shù)為固體。可以單獨(dú)使用，也常與金屬皂類并用。有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑主要包括含硫有機(jī)錫和有機(jī)錫羧酸鹽兩類。(1)含硫有機(jī)錫類：主要為硫醇有機(jī)錫和有機(jī)錫硫化物類穩(wěn)定劑，與Pb、Cd皂并用會產(chǎn)生硫污。含硫有機(jī)錫類透明性好。主要品種有：a、二巰基乙酸異辛酯二正辛基錫(DOTTG)，外觀為淡黃色液體，熱穩(wěn)定性及透明性極好，無毒，加入量低于2份。b、二甲基二巰基乙酸異辛酯錫(DMTFG)，外觀為淡黃澄清液體，為無毒、高效、透明穩(wěn)定劑，常

11、用于扭結(jié)膜及透明膜中。(2)有機(jī)錫羧酸鹽：穩(wěn)定性不如含硫有機(jī)錫，但無硫污染，主要包括脂肪酸錫鹽和馬來酸錫鹽。主要品種有：a、二月桂酸二正丁基錫(DBTL)淡黃色液體或半固體，潤滑性優(yōu)良，透明性好，但有毒，常與Cd皂并用，用量1-2份;與馬來酸錫及硫醇錫并用，用量0。51份。b、二月桂酸二正辛基錫(DOTL)，有毒且價高，潤滑性優(yōu)良，常用于硬PVC中，用量小于份。c、馬來酸二正丁基錫(DBTM)，白色粉末，有毒，無潤滑性，常與月桂酸錫并用，不可與金屬皂類并用于透明制品中。4、有機(jī)銻類具有優(yōu)秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量時，熱穩(wěn)定性優(yōu)于有機(jī)錫類，特別適于用雙螺桿擠出機(jī)的PVC配方使用。有

12、機(jī)銻類主要包括硫醇銻鹽類、巰基乙酸酯硫醇銻類、巰基羧酸酯銻類及羧酸酯銻類等。國內(nèi)的銻穩(wěn)定劑主要以三巰基乙酸異辛酯銻(ST)和以ST為主要成分的復(fù)合穩(wěn)定劑STHI和STH-兩種為主。五硫醇銻為透明液體，可用作透明片、薄膜、透明粒料的熱穩(wěn)定劑。STH-I可以代替京錫C-102，可抑制PVC的初期著色，熱穩(wěn)定性好，制品透明，顏色鮮艷，STH無毒，主要用于PVC水管等。5、稀土穩(wěn)定劑選材多為稀土氧化物和稀土氯化物為主，其氧化物和氯化物多為鑭、鈰、鐠、釹等輕稀土元素的單一體或混合體。稀土元素有著相似且異?；顫姷幕瘜W(xué)性質(zhì)，有著眾多的軌道可作為中心離子接受配位體的孤對電子，同時稀土金屬離子有較大的離子半徑，

13、與無機(jī)或有機(jī)配位體主要通過靜電引力形成離子配鍵，作為絡(luò)合物的中心原子，常以d2SP3、d4dP3、f3d5Ssp3等多種雜化形式形成配位數(shù)為612的絡(luò)合物。稀土元素優(yōu)良的力學(xué)性能及其分組原理都與稀土元素的幾何性質(zhì)有關(guān)。因?yàn)樵雍碗x子的半徑是決定晶體的構(gòu)型、硬度、密度和熔點(diǎn)等物理性質(zhì)的重要因素，在常溫、常壓條件下，稀土金屬鑭、鐠、釹呈雙六方晶體結(jié)構(gòu)，而鈰呈立方晶體密集(面心)結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度、壓力變化時，多數(shù)稀土金屬發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。由于鑭系收縮，鑭系元素的原子半徑、原子體積隨原子序數(shù)增加而減小，密度隨原子序數(shù)增加而增加，但鈰與鑭、鐠、釹相比，有異?，F(xiàn)象。在鑭、鈰、鐠、釹中，鑭的化學(xué)性質(zhì)是最活潑，但三價

14、鑭與C1只能生成RECl正絡(luò)合物，而且此絡(luò)合物不穩(wěn)定，而鈰、鐠這些高價的稀土離子與Cl生成絡(luò)合物的能力比三價的鑭要強(qiáng)，它們與Cl配體能生成穩(wěn)定的負(fù)絡(luò)離子，因此，在稀土熱穩(wěn)定劑的選材上要綜合鑭、鈰、鐠、釹的各自優(yōu)點(diǎn)，在不同的應(yīng)用范圍，用其高純單一體、混合體或合理搭配。稀土離子為典型的硬陽離子，即不易極化變形的離子，它們與金屬硬堿的配位原子，如氧的絡(luò)合能力很強(qiáng)。稀土化合物對CaC03的偶聯(lián)作用，由于稀土離子和PVC鏈的氯離子之間存在強(qiáng)配位相互作用，有利于剪切力的傳遞從而使稀土化合物能有效地加速PVC的凝膠化，即可促進(jìn)PVC塑化，又可起到加工助劑ACR的作用。同時，稀土金屬離子與CPE中的C1配位，

15、可使CPE更加發(fā)揮其增韌改性的作用。這些效能發(fā)揮的充分與否、平衡與否，與稀土復(fù)合物中的復(fù)配助劑有著相當(dāng)大的關(guān)系，復(fù)合物中的潤滑體系、加工改性體系都至關(guān)重要，因此復(fù)配工藝的好壞直接影響著稀土多功能復(fù)合穩(wěn)定劑的效能。性能優(yōu)良的稀土穩(wěn)定劑應(yīng)具有以下功能：(1)優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能靜態(tài)動態(tài)熱穩(wěn)定性，均與京錫8831相當(dāng)，好于鉛鹽及金屬皂類，是鉛鹽的三倍及Ba/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑的4倍。可復(fù)配成為無毒、透明的，還可部分代替有機(jī)錫類穩(wěn)定劑而廣泛應(yīng)用。稀土穩(wěn)定劑的作用機(jī)理為捕捉HCl和置換烯丙基氯原子，與環(huán)氧類的輔助穩(wěn)定劑具有較好的協(xié)同作用。(2)偶聯(lián)作用具有優(yōu)良的偶聯(lián)作用，與鉛鹽相比，與PVC有很好的相容作用，對

16、于PVC-CaCO，體系偶聯(lián)作用較好，有利于PVC塑料門窗異型材強(qiáng)度的提高。用稀土穩(wěn)定劑加工的pvc型材的焊角強(qiáng)度比鉛鹽穩(wěn)定劑的PVC型材焊角強(qiáng)度要高，原料價格也高一些。(3)增韌作用與PVC樹脂和增韌劑CPE的良好的相容性以及與CaCO3，的偶聯(lián)作用，使PVC樹脂在加工中塑化均勻，塑化溫度低，型材的耐沖擊性能較好。稀土穩(wěn)定劑無潤滑作用，應(yīng)與潤滑劑一起加入， 目前我國生產(chǎn)的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑是將稀土、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑復(fù)配而成的，加入量一般為4-6份。6、復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑鉛鹽穩(wěn)定劑價格低廉，熱穩(wěn)定性好，一直被廣泛使用，但鉛鹽的粉末細(xì)小，配料和混合中，其粉塵被人吸入會造成鉛中毒，為此，科技人員又研究出一

17、種新型的復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑。這種復(fù)合助劑采用了共生反應(yīng)技術(shù)將三鹽、二鹽和金屬皂在反應(yīng)體系內(nèi)以初生態(tài)的晶粒尺寸和各種潤滑劑進(jìn)行混合，以保證熱穩(wěn)定劑在PVC體系中的充分分散，同時由于與潤滑劑共熔融形成顆粒狀，也避免了因鉛粉塵造成的中毒。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑包容了加工所需要的熱穩(wěn)定劑組份和潤滑劑組份，被稱作為全包裝熱穩(wěn)定劑。它具有以下的優(yōu)點(diǎn)：(1)復(fù)合熱穩(wěn)定劑的各種組份在其生產(chǎn)過程中可得到充分混合，大幅度改善了與樹脂混合分散的均勻性。(2)配方混合時，簡化了計(jì)量次數(shù)，減少了計(jì)量差錯的概率及由此所帶來的損失。(3)簡便了輔料的供應(yīng)和貯備，有利于生產(chǎn)、質(zhì)量管理。(4)提供了無塵生產(chǎn)產(chǎn)品的可能性，改善了生產(chǎn)條件。

18、總之，復(fù)合熱穩(wěn)定劑有利于規(guī)模生產(chǎn)，為鉛鹽熱穩(wěn)定劑的發(fā)展提供了新的方向。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑一個重要指標(biāo)是鉛的含量，目前所生產(chǎn)的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑含鉛量一般為20%-60%;在PVC塑料門窗型材生產(chǎn)上的用量為6份。表2是一些PVC型材生產(chǎn)用的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑的牌號和用量。7、主要的輔助熱穩(wěn)定劑品種輔助墊穩(wěn)定劑本身不具有熱穩(wěn)定作用，只有與主穩(wěn)定劑一起并用，才會產(chǎn)生熱穩(wěn)定效果，并促進(jìn)主穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果。輔助熱穩(wěn)定劑一般不含金屬，因此也稱為非金屬熱穩(wěn)定劑。輔助熱穩(wěn)定劑的主要品種有：(1)亞磷酸酯類。是一重要的輔助熱穩(wěn)定劑，與Ba/Cd、Ba/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑及Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑等有協(xié)同作用，主要用于軟質(zhì)PVC透明

19、配方中，用量為1份。(2)環(huán)氧化合物類，與金屬皂類有協(xié)同作用，與有機(jī)錫類稀土穩(wěn)定劑并用效果好，用量為2-5份，常用的品種為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧脂。(3)多元醇類，主要有季戊四醇、木糖醇、甘露醇等，可與Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑并用。潤滑劑潤滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的摩擦力，從而降低熔體的流動阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動性，避免熔體與設(shè)備的粘附，提高制品表面的光潔度等。根據(jù)不同成型方法，其潤滑作用側(cè)重不同：壓延成型，防止熔料粘輥;注射成型，提高流動，提高脫模性;擠出成型，提高流動，提高口模分離性;壓制及層壓成型， 利于壓板與制品分離。潤滑劑的分類：按潤滑劑成份分類，主要有飽和烴和

20、鹵代烴類、脂肪酸類、脂肪酸酯類、脂肪族酯胺類、金屬皂類、脂肪醇和多元醇類等。按潤滑劑的作用分類，分為內(nèi)，外潤滑劑。其主要區(qū)分是依其與樹脂的相容性大小。 內(nèi)潤滑劑與樹脂親和力大，其作用是降低分子間的作用力;外潤滑劑與樹脂的親和力小，其作用是降低樹脂與金屬表面之間的摩擦。內(nèi)外潤滑劑之分只是相對而言，并無嚴(yán)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。在極性不同的樹脂中，內(nèi)、外潤滑劑的作用有可能發(fā)生變化。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸單甘油酯對極性樹脂(如PVC及PA)而言，起內(nèi)潤滑作用;但對于非極性樹脂(如PE、PP)，則顯示外潤滑作用。相反，高分子石蠟等與極性樹脂相容性差，如在極性PVC中用做外潤滑劑，而在PE、P

21、P等非極性樹脂中則為內(nèi)潤滑劑。在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤滑劑的作用也會發(fā)生變化，如硬脂酸和硬脂醇用于PVC壓延成型初期，由于加工溫度低，與PVC相容性差，主要起外潤滑作用;當(dāng)溫度升高后，與PVC相容性增大，則轉(zhuǎn)起內(nèi)潤滑劑作用。按潤滑劑的組成可分為：飽和烴類、金屬皂類、脂肪族酰胺、脂肪酸類、脂肪酸酯類及脂肪醇類。1、飽和烴類飽和烴類按極性可分為非極性烴(如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟)、極性烴(如氯化石蠟、氧化聚乙烯等)。飽和烴類按分子量大小可分為;液體石蠟(C16-C21)、固體石蠟(C26-C32)微晶石蠟(C32-C70)及低分子量聚乙烯(分子量100010000)等，主要用于PVC無毒外潤滑劑。(

22、1)液體石蠟：俗稱白油，為無色透明液體，可用作PVC的透明性外潤滑劑，用量為份左右，用量大會嚴(yán)重影響焊角強(qiáng)度。(2)固體石蠟，又稱為天然石蠟，白色固體，可用作pvc的外潤滑劑，用量為份，用量太大會影響透明度。(3)微晶石蠟，又稱為高熔點(diǎn)石蠟，外觀為白色或淡黃色固體，因結(jié)晶微細(xì)而稱為微晶石蠟。潤滑效果和熱穩(wěn)定性好于其他石蠟。在PVC中用量較小，一般為份。(4)低分子量聚乙烯，又稱聚乙烯蠟，外觀為白色或淡黃色固體粉末，透明性差，可用于PVC擠出和壓延加工外潤滑劑，用量一般為份以下。(5)氧化聚乙烯蠟，為聚乙烯蠟部分氧化產(chǎn)物，外觀為白色粉末。有優(yōu)良的內(nèi)、外潤滑作用，透明性好，價格低，用量在份。(6)

23、氯化石蠟，與PVC相容性好，透明性差，與其他潤滑劑并用效果好，用量份以下為宜。2、金屬皂類既是優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑，又是一種潤滑劑，其內(nèi)、外潤滑作用兼有，不同品種側(cè)重稍有不同，潤滑性以硬脂酸鈣、硬脂酸鉛為最好。3、脂肪族酸胺包括單脂肪酸酰胺和雙脂肪酰胺兩大類，單脂肪酸胺主要呈內(nèi)潤滑作用，主要品種包括乙基雙硬脂酰胺、N，N亞乙基雙蓖麻醇酸酰胺等。4、脂肪酸類如硬脂酸，是僅次于金屬皂類而廣泛應(yīng)用的潤滑劑，可用于PVC，用量少時，起內(nèi)潤滑作用;用量大時，起外潤滑作用。硬脂酸的加入量低于份。5、脂肪酸酯類(1)硬脂酸丁酯，外觀為無色或淡黃色油狀液體，在PVC中以內(nèi)潤滑為主兼具外潤滑作用，用量份。(2)單硬脂

24、酸甘油酯，代號GMS，外觀為白色蠟狀固體，為PVC優(yōu)良內(nèi)潤滑劑，對透明性影響小，加入量低于份，可與硬脂酸并用。(3)酯蠟和皂化蠟，主要指以褐煤蠟為主要原料、經(jīng)漂白等工序制成的后序產(chǎn)品。漂白蠟有S蠟和L蠟，皂化蠟有0蠟和OP蠟。主要用于HPVC，用量份。6、脂肪醇類硬脂醇，外觀為白色細(xì)珠狀物，起內(nèi)潤滑作用，透明好，在PVC中用量份。還可用于PS中。如季戊四醇，作為PVC高溫潤滑劑，用量份。加工改性助劑1、加工助劑的作用原理由于PVC熔體延展性差，易導(dǎo)致熔體破碎;PVC熔體松弛慢，易導(dǎo)致制品表面粗糙、無光澤及鯊魚皮等。因此，PVC加工時往往需要加人加工助劑，以改善其熔體上述缺陷。加工助劑為可以改善

25、樹脂加工性能的助劑，其主要作用方式有三種：促進(jìn)樹脂熔融、改善熔體流變性能及賦予潤滑功能。促進(jìn)樹脂熔融：PVC樹脂在加熱的狀態(tài)下，在一定的剪切力作用下熔化時，加工改性劑首先熔融并粘附在PVC樹脂微粒表面，它與樹脂的相容性和它的高分子量，使PVC粘度及摩擦增加，從而有效地將剪切應(yīng)力和熱傳遞給整個PVC樹脂，加速PVC熔融。改善熔體流變性能：PVC熔體具有強(qiáng)度差、延展性差及熔體破裂等缺點(diǎn)，而加工改性劑可改善熔體上述流變性。其作用機(jī)理為：增加PVC熔體的粘彈性，從而改善離模膨脹和提高熔體強(qiáng)度等。賦予潤滑性：加工改性劑與PVC相容部分首先熔融，起到促進(jìn)熔融作用;而與PVC不相容部分則向熔融樹脂體系外遷移

26、，從而改善脫模性。2、常用加工改性劑一ACRACR為甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等單體的共聚物。除可用做加工助劑外，還可用做沖擊改性劑。我.國的ACR可分為ACR201、ACR301和ACR401、ACR402幾種，國外的牌號有：K120N、K125、K175、P530、P501、P551、P700、PAl00等。表21-3是國內(nèi)外ACR加工助劑牌號對照。表3國內(nèi)外ACR加工助劑牌號對照。ACR加工改性劑的重要作用是促進(jìn)PVC的塑化，縮短塑化時間，提高熔體塑化的均勻性，降低塑花溫度。表4是用BLANBENDE塑度儀測得的ACR對塑化時間、溫度等的影響情況。在PVC塑料門窗型材中一般使用AC

27、R201或ACR401，用量為份。沖擊改性劑高分子材料改性的一個重要內(nèi)容是改善其耐沖擊性能，PVC樹脂是一個極性非結(jié)晶性高聚物，分子之間有較強(qiáng)的作用力，是一個堅(jiān)硬而脆的材料;抗沖擊強(qiáng)度較低。加人沖擊改性劑后，沖擊改性劑的彈性體粒子可以降低總的銀紋引發(fā)應(yīng)力，并利用粒子自身的變形和剪切帶，阻止銀紋擴(kuò)大和增長，吸收掉傳人材料體內(nèi)的沖擊能，從而達(dá)到抗沖擊的目的。改性劑的顆粒很小，以利于增加單位重量或單位體積中改性劑的數(shù)量，使其有效體積份數(shù)提高，從而增強(qiáng)了分散應(yīng)力的能力。目前應(yīng)用比較廣泛的為有機(jī)抗沖擊改性劑。按有機(jī)抗沖擊改性劑的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可將其分為如下幾類。1、預(yù)定彈性體(PDE)型沖擊改性劑，它屬

28、于核一殼結(jié)構(gòu)的聚合物，其核為軟狀彈性體，賦予制品較高的抗沖擊性能，殼為具有高玻璃化溫度的聚合物，主要功能是使改性劑微粒子之間相互隔離，形成可以自由流動的組分顆粒，促進(jìn)其在聚合物中均勻分散，增強(qiáng)改性劑與聚合物之間相互作用和相容性。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：MBS、ACR、MABS和MACR等，這些都是優(yōu)良的沖擊改性劑。2、非預(yù)定彈性體型(NPDE)沖擊改性劑，它屬于網(wǎng)狀聚合物，其改性機(jī)理是以溶劑化作用(增塑作用)機(jī)理對塑料進(jìn)行改性。因此，NPDE必須形成一個包覆樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它與樹脂不是十分好的相容體。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：CPE、EVA。3、過度型沖擊改性劑，其結(jié)構(gòu)介于兩種結(jié)構(gòu)之間，如ABS。用于P

29、VC樹脂的具體品種有：(1)氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中進(jìn)行懸浮氯化的粉狀產(chǎn)物，隨著氯化程度的增加使原來結(jié)晶的HDPE逐漸成為非結(jié)晶的彈性體。作為增韌劑使用的CE，含C1量一般為25-45%。CPE來源廣，價格低，除具有增韌作用外，還具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化學(xué)藥品性。目前在我國CPE是占主導(dǎo)地位的沖擊改性劑，尤其在pvc管材和型材生產(chǎn)中，大多數(shù)工廠使用CPE。加入量一般為515份。CPE可以同其它增韌劑協(xié)同使用，如橡膠類、EVA等，效果更好，但橡膠類的助劑不耐老化。(2)ACR為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物，ACR為近年來開發(fā)的最好的沖擊改性劑，它可使材料的抗沖

30、擊強(qiáng)度增大幾十倍。ACR屬于核殼結(jié)構(gòu)的沖擊改性劑，甲基丙烯酸甲酯丙烯酸乙酯高聚物組成的外殼，以丙烯酸丁酯類交聯(lián)形成的橡膠彈性體為核的鏈段分布于顆粒內(nèi)層。尤其適用于戶外使用的PVC塑料制品的沖擊改性，在PVC塑料門窗型材使用ACR作為沖擊改性劑與其它改性劑相比具有加工性能好，表面光潔，耐老化好，焊角強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但價格比CPE，高1/3左右。國外常用的牌號如K-355，一般用量610份。目前國內(nèi)生產(chǎn)ACR沖擊改性劑的廠家較少，使用廠家也較少。(3)MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三種單體的共聚物。MBS的溶度參數(shù)為之間，與PVC的溶度參數(shù)接近，因此同PVC時相容性較好，它的最大特點(diǎn)是：加入

31、PVC后可以制成透明的產(chǎn)品。一般在PVC中加人10-17份，可將PVC的沖擊強(qiáng)度提高615倍，但MBS的加入量大于30份時，PVC沖擊強(qiáng)度反而下降。MBS本身具有良好的沖擊性能，透明性好，透光率可達(dá)90%以上，且在改善沖擊性同時，對樹脂的其他性能，如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等影響很小。MBS價格較高，常同其他沖擊改性劑，如EAV、CPE、SBS等并用。MBS耐熱性不好，耐候性差，不適于做戶外長期使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。(4)SBS為苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物，也稱為熱塑性丁苯橡膠，屬于熱塑性彈性體，其結(jié)構(gòu)可分為星型和線型兩種。SBS中苯乙烯與丁二烯的比例主要

32、為30/70、40/60、28/72、48/52幾種。主要用做HDPE、PP、PS的沖擊改性劑，其加入量515份。SBS主要作用是改善其低溫耐沖擊性。SBS耐候性差，不適于做戶外長期使用制品。(5)ABS為苯乙烯(40%-50%)、丁二烯(25%30%)、丙烯腈(25%-30%)三元共聚物，主要用做工程塑料，也用做PVC沖擊改性，對低溫沖擊改性效果也很好。ABS加入量達(dá)到50份時，PVC的沖擊強(qiáng)度可與純ABS相當(dāng)。ABS的加入量一般為520份，ABS的耐候性差，不適于長期戶外使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。(6)EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物，醋酸乙烯酯的引入改變了聚乙

33、烯的結(jié)晶性，醋酸乙烯酯含量大量差，而且EVA與PVC折光率不同，難以得到透明制品，因此，常將EVA與其它抗沖擊樹脂并用。EVA添加量為10份以下。4、橡膠類抗沖擊改性劑是性能優(yōu)良的增韌劑，主要品種有：乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)及丁苯橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、聚異丁烯、丁二烯橡膠等，其中EPR、EPDM、NBR三種最常用，其是改善低溫耐沖擊性優(yōu)越，但都不耐老化，塑料門窗型材一般不使用這類沖擊改性劑。常用的其它助劑1、光穩(wěn)定劑PVC制品多數(shù)暴露在陽光和其它各種光線下，根據(jù)制品應(yīng)用環(huán)境添加一定量的光穩(wěn)定劑可防止和延緩其分解和老化，延制品使用壽命。光穩(wěn)定

34、劑大體可以分為四類：(1)光屏蔽劑。如鈦白和碳黑，可以阻擋紫外線進(jìn)入型材的內(nèi)部，以阻止聚合物的光降解進(jìn)行。如加入2%的碳黑的LDPE片材其耐老化程度比不加碳黑的LDPE片材提高20倍。鈦白對型材的耐老化程度有較大的提高，鈦白應(yīng)使用金紅石型的，在PVC塑料門窗型材中的使用量在3-6份。(2)紫外線吸收劑?？梢詮?qiáng)烈吸收280-400nm的紫外線，轉(zhuǎn)換成可見光或熱量。常用的有UV531、UV-327、UV-326、UV-p等產(chǎn)品，用量一般為。但價格較高。(3)淬滅劑。主要是消滅受激發(fā)的聚合物分子的能量，使之回到基態(tài)。具體品種為鎳、鈷絡(luò)合物，品種有光穩(wěn)定劑2002、光穩(wěn)定劑1084等。一般與其它光穩(wěn)定

35、劑配合使用，用量。(4)自由基捕捉劑。是一種高效的光穩(wěn)定劑，它捕捉光降解分解出的自由基，終止降解反應(yīng)的進(jìn)行。一般使用在LDPE農(nóng)膜中。品種主要有：光穩(wěn)定劑GW-540、GW544、CW-310、BW10LD、光穩(wěn)定劑744、光穩(wěn)定劑622、光穩(wěn)定劑944等，用量。2、填料使用填料的主要目的是占據(jù)空間以降低成本，當(dāng)然，一些填料也賦予材料一些特殊的性能，如阻燃、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、剛性等。填料的主要指標(biāo)為：白度、粒徑、顆粒形狀和顆粒表面活性。其主要品種有：(1)碳酸鹽類 主要為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。一般在PVC塑料型材使用的是活性輕質(zhì)碳酸鈣，粒徑為300目700目。(2)炭黑 如天然氣槽黑、

36、混氣槽黑、高耐磨爐黑、熱裂法炭黑、乙炔炭黑等。主要作用橡膠的補(bǔ)強(qiáng)，有些品種亦作填充劑，如用于導(dǎo)電和防靜電高分子材料制品中。(3)硫酸鹽類 有硫酸鋇、硫酸鈣、鋅鋇白(立德粉)等，主要作填充劑，也有著色作用，硫酸鋇可減少X光透過度。(4)金屬氧化物 如氧化鋁、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化銻、氧化鎂、氧化鐵、磁粉等，作填充劑和著色劑。(5)金屬粉 如鋁、青銅、鋅、銅、鉛等粉末，作裝飾用和改善導(dǎo)熱性。在塑料型材生產(chǎn)中有時用銅粉、鋁粉生產(chǎn)仿鋁窗的型材。(6)含硅化合物 陶土中最常使用的為高嶺土，作填充劑。硬質(zhì)陶土有補(bǔ)強(qiáng)作用?；圩魈畛鋭?7)纖維類 如玻璃纖維、硼纖維、碳纖維等，作增強(qiáng)劑。型材的配方設(shè)計(jì)PVC塑料型材配方設(shè)計(jì)原則1、樹脂應(yīng)選擇PVC-SC5樹脂或PVC-SG4樹脂，也就是聚合度在1200-1000的聚氯乙烯樹脂。2、須加入熱穩(wěn)定體系。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求選擇，注意熱穩(wěn)定劑之間的協(xié)同效應(yīng)和對抗效應(yīng)。不同熱穩(wěn)定體系的特點(diǎn)如上表所述：3、須加入沖擊改性劑?？梢赃x擇CPE和ACR沖擊改性劑。根據(jù)配方中其它組成以及擠出機(jī)塑化能力，加入量在812份。CPE價格較低，來源廣泛;ACR耐老化能力、焊角強(qiáng)度高。4、適量加入潤滑系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)可以降低加工機(jī)械負(fù)荷，使產(chǎn)品光滑，但過量會造成焊角強(qiáng)度下降。5、加入加工改性劑可以提高塑化質(zhì)量，改善 制品外觀。一般加入ACR加