1, keemiline modifikatsioon
Keemiline modifitseerimine hõlmab kopolümerisatsiooni modifitseerimist, pookimisreaktsiooni ja kloorimist.
Kopolümerisatsiooni modifikatsioon: vinüülkloriidi monomeeri kopolümeriseerimine teiste monomeeridega. Näiteks kopolümeriseeritakse see vinüülatsetaadi, vinülideenkloriidi, akrülonitriili, akrülaadi, maleiinanhüdriidi ja muude monomeeridega, et parandada vormimisprotsessi jõudlust, vähendada vormimistemperatuuri või töötada välja uusi rakendusi või ilmuda uute materjalidena.
Siirdamisreaktsioon: sisestage pookimise reaktsiooni jaoks PVC külgahelasse teine monomeerrühm või mõni muu polümeer. Näiteks poogitud etüleenvinüülatsetaat vinüülkloriidiga, et kontrollida vinüülkloriidiga poogitud osade arvu ja polümerisatsiooniastet, et parandada selle modifitseeritud materjali löögiomadusi, madalal temperatuuril haprust ja vananemiskindlust.
Kloorimine: kloorige PVC veefaasi suspensiooni meetodil (või gaasifaasi meetodil), et tõsta kloorisisaldust 57%-lt ligikaudu 65%-le. Selle modifikatsiooni eesmärk on parandada PVC kuumakindlust. Kasutustemperatuur on 35–40 ℃ kõrgem kui algsel PVC-l, mida nimetatakse klooritud polüvinüülkloriidiks (CPVC).
CPVC tihedus on kõrgem kui PVC tihedus, mis on 1,7 g / cm3. CPVC leegiaeglustav jõudlus on parem kui PVC-l ja ka tõmbetugevus on parem kui PVC-l. Puuduseks on madal löögitugevus.
CPVC-d on raske moodustada ja töödelda ning selle vormimistemperatuur on 10–20 ℃ kõrgem kui PVC-l; Kitsas temperatuuri reguleerimise vahemik; Stabilisaatori kogus on 1–2 korda suurem kui PVC-l; Ka määrdeaine kogus on rohkem kui PVC.
CPVC suudab toota tooteid ekstrusiooni, süstimise ja kalandreerimise teel. CPVC-d saab kasutada torude, plaatide, profiilide, vahumaterjalide, liimide, pinnakatete, modifikaatorite jms jaoks.
2, Füüsiline modifikatsioon
Füüsiline muutmine on selle omaduste parandamine erinevate lisandite või täidise, segamise ja tugevdamise teel.
Näiteks ACR lisamine PVC materjalide vormimis- ja töötlemisomaduste parandamiseks; Materjalide viskoossuse ja voolavuse parandamiseks lisada sise- ja välismäärdeaineid või polüetüleenvaha; Lisage soojusstabilisaatorit, et parandada materjalide termilist stabiilsust vormimise ajal ja vähendada nende lagunemistemperatuuri; Lisage antioksüdant ja ultraviolettkiirguse vastane aine, et parandada toodete vananemist; Lisage plastifikaatorit, et parandada materjalide plastifitseerimisomadusi ja suurendada toodete pehmust. Täidise muutmine on teatud omaduste parandamine anorgaaniliste või orgaaniliste täiteainete lisamise teel.
Näiteks puidupulbri täiteaine lisamine PVC-toodete erikaalu vähendamiseks ja puidu lähedusse; Metallipulbri, näiteks vasepulbri ja alumiiniumipulbri lisamine toote juhtivuse parandamiseks; Ferriidi magnetpulbri lisamine toodete magnetiliste omaduste parandamiseks; Kaltsiumkarbiidi lisamine, et parandada toodete kõvadust ja samal ajal vähendada materjali maksumust; Punast muda lisatakse, et parandada toodete kuumakindlust ja kerget vananemiskindlust ning samal ajal vähendada materjali maksumust.
Segamise modifikatsiooni eesmärk on saada nn"polümeersulami" ühe või kahe polümeeri (kummi, plasti, elastomeeri jne) lisamisega ja segamisega, et parandada PVC voolavust või löögikindlust. Näiteks muud polümeerid, mida saab segada PVC-ga, hõlmavad akrüülnitriilbutadieenstüreeni kopolümeeri (ABS), metüülmetakrülaatbutadieenstüreeni kopolümeeri (MBS), polüakrülaati, klooritud polüetüleeni (CPE), etüleenvinüülatsetaadi kopolümeeri (EVA), nitriilpropüleenkummi, kumm, klooritud polüvinüülkloriid (CPVC), dioktüülmaleaat jne.
1) PVC/NBR SEGUD
Ühilduvus: nitriilkummi (NBR) on polaarne polümeer. Ühilduvus PVC-ga suureneb koos akrüülnitriili sisalduse suurenemisega NBR-is. Kui an sisu on 40%, on ühilduvus parim. Kui PVC ja NBR segati mehaaniliselt temperatuuril 150 ℃, leiti, et PVC/NBR süsteem võib moodustada osalise ristsidumise süsteemi isegi siis, kui süsteemis ei olnud ristsildavat ainet.
Löögitugevus: kui an sisaldus on 20%, on PVC-ga segu löögitugevus suurim.
Tõmbetugevus: PVC / NBR segude tõmbetugevuse ja löögitugevuse muutumise seadus on erinev: see suureneb NBR akrüülnitriili sisalduse suurenemisega. Kui sisu on alla 50%, on nende vahel lineaarne seos.
Rakendus:
Võrreldes modifitseerimata PVC-ga on PVC / NBR segul parem elastsus, tõmbetugevus, kulumiskindlus ja õlikindlus. Lahustikindlus on oluliselt paranenud. Praegu kasutatakse seda laialdaselt õli-, korrosiooni- ja libisemiskindlate tööjalatsite, erinevate tihendustihendite, lõõtsade ja muude painduvate torude tootmisel. Traatkattematerjalid, elektriisolatsiooniosad ja penoplastid.
NBR on küllastumata kumm, mistõttu selle ilmastikukindlus ei ole hea, mida saab vulkaniseerimisega parandada.
2) PVC / EPDM segud
EPDM on etüleenpropüleendieeni terpolümeer, mis on toatemperatuuril pehme kumm. EPDM on mittepolaarne polümeer, seega on EPDM-i ja PVC ühilduvus väga halb. Kolmas komponent merkaptaanühend lisatakse segamissüsteemi kui ühilduvust, et parandada kahe faasi ühilduvust. Segamisprotsessis reageerib merkaptaanühendi üks ots PVC-ga, moodustades pookmaterjali, ja teine ots keritakse EPDM-iga. Selle funktsioon on täpselt nagu polümeeripõhistes komposiitmaterjalides kasutatav sideaine. Ühilduvusaine toimel tugevdatakse PVC ja EPDM-i vahelist liidest, et saavutada muutmise ja karmistamise eesmärk. Merkaptaaniühenditega segude sälguga löögitugevus oli enam kui 6 korda kõrgem kui PVC-maatriksvaigul.
3) PVC / MBS segud
MBS-vaik on teatud tüüpi kõrgpolümeer, mis saadakse metakrüülhappe ja stüreeni kopolümeeri pookimisel polübutadieen- või difenüülkummile. Polümeeri molekulaarahelas on stüreen jäik segment ja polübutadieen või stüreenbutadieenkumm on painduv segment. Nende kahe sünergistlik toime annab MBS-i molekulidele hea paindlikkuse.
MBS-il ja PVC-l on sarnased lahustuvusparameetrid ja need võivad moodustada hea ühilduvusega segusüsteemi. Kõrgel temperatuuril on ainult üks klaasistumistemperatuur Tg (89,14 ℃), mis jääb kahe TG vahele.
SEM-i vaatlus näitas, et selles süsteemis moodustasid MBS-faasis olevad MS segmendid"pidev faas" hea ühilduvusega PVC faasiga, samas kui kummisegmendid hajusid pidevas faasis ja moodustasid mikro"dispergeeritud faasi". Löögi korral võivad hajutatud faasi kummiketi segmendi ja pideva faasi vahele tekkida praod, et neelata ja edastada löögienergiat. Saavutatakse hea pinguldav efekt.
MBS-i lisamine võimaldab PVC-l saavutada nii sitkuse kui ka valguse läbilaskvuse, mistõttu MBS-i nimetatakse PVC läbipaistvaks löögi modifikaatoriks.
4) PVC / ABS segusüsteem
Ühilduvus: ABS on akrüülnitriilbutadieenstüreeni kopolümeer. Sarnaselt MBS-ile on sellel jäigad ketisegmendid ja painduvad kummist ketisegmendid. ABS-il ja PVC-l on sarnased lahustuvusparameetrid ja need sobivad keemilise termodünaamikaga. Molekulaarstruktuuri analüüsist nähtub, et ABS-i molekulaarahel sisaldab suurt hulka akrüülnitriili segmente, millel on PVC molekulidega tugev jõud ja need võivad moodustada hea ühilduvussüsteemi.
Löögitugevus: segu löögitugevus on suurem kui mis tahes toorainel; Kui PVC / ABS=70/30, saavutab segu löögitugevus maksimumi.
Kõrge temperatuuri jõudlus: PVC pehmenemispunkt on suhteliselt madal 75-85 ℃; ABS-i pehmenemistemperatuur on 105 ℃. Seetõttu saab pärast segamist parandada PVC kõrge temperatuuri jõudlust.
Töödeldavus: ABS suhte suurenemisega näitab sulamisindeks tõusutrendi. Suurenenud voolavus parandab töödeldavust.
Lisandid: ühilduvus, plastifikaator, soojusstabilisaator, antioksüdant, karastusaine, määrdeaine jne.
Kasutusala: ekstrusioon plaatide, torude ja heteroseksuaalsete materjalide tootmiseks. See võib asendada ABS-i pagasitoodetes. Seda saab kasutada ka survevalu jaoks tekstiiliseadmete, masinaosade, armatuurlaudade jms valmistamiseks.
5) PVC / ACR segud
Jäiga PVC vaigu modifikaatorina võib ACR jagada töötlemislisanditeks ja lööklisanditeks.
Töötlemise abivahendid on peamiselt mõeldud jäikade PVC materjalide geelistumisaja vähendamiseks. See on mugav sekundaarseks töötlemiseks, näiteks kuumvormimiseks.
Löögikindel ACR moodustab"core-shell" struktuur. Kest on hästi ühilduv PVC-ga; Selle südamikul oli segusüsteemis suurepärane karastav efekt.
ACR on MBS-i järel kõige edukam läbipaistev modifikaator.
6) PVC / EVA segusüsteem
EVA on etüleenvinüülatsetaat. PVC / EVA segusid saab toota mehaanilise segamise (peamiselt sulasegamise) ja pookkopolümerisatsiooni segamise teel. PVC ja Eva ühilduvus on mõõdukas, seega on mehaanilisel segamisel valmistatud PVC/EVA segudel suured faasidomeenid; Pookekopolümerisatsiooni segamismeetodil valmistatud PVC/EVA segude faasidomeen on korras.
PVC / EVA segu morfoloogiline struktuur on samuti otseselt seotud kahe polümeeri segamissuhtega. Kui EVA-d on PVC/EVA-s mehaanilisel segamisel alla 7–8%, on PVC pidev faas, mis ümbritseb EVA osakesi, kuid kui see ületab 7–8%, muutub EVA pidevaks ja ümbritseb PVC osakesi. Seetõttu on selle segu faasivahetuse tsoon 7–8% EVA sisaldusega.
Üks PVC/EVA segude silmapaistvaid eeliseid on see, et nende paindlikkus on oluliselt parem kui PVC-l. PVC/EVA segudes sisalduva EVA koguse järgi jagunevad need ka kahte põhitüüpi: kõvad ja pehmed; Pehme PVC/EVA segu pehmenemisaste on samaväärne 40 või 60 osa plastifikaatoriga pehme PVC-ga, kuid sellel on paremad madala temperatuuri omadused, stabiilne plastifikatsiooniefekt ja hea käetunne kui viimasel.
PVC / EVA pooke kopolümerisatsioonisegu
PVC / EVA pookkopolümerisatsioonisegus suurenes EVA sisalduse suurenemisega ka plastifitseeriv toime, kuid vähenes tõmbetugevus, suurenes õhu läbilaskvus ja vähenes valguse läbilaskvus.
Üldiselt, mida väiksem on EVA ja eva-pvc pookkopolümeeri molekulmass, seda madalam on PVC / EVA pookkopolümeeri segu kõvadus ja pehmem.
Rakendus:
PVC / EVA segusid kasutatakse laialdaselt kõvade ja pehmete toodete valmistamisel. Kõvad tooted on peamiselt ekstrudeeritud lööktorud, mida kasutatakse ka löökplaatide ja ekstrudeeritud erikujuliste materjalide tootmiseks. Kõvade toodete hulka kuuluvad ka vähevahutav sünteetiline puit, survevalutooted (lööktoruliitmikud, tööstuslikud osad) jne. Pehmed tooted on peamiselt külmakindlad kiled, kiled, kunstnahk, kaablid ja vahtmaterjalid.
Lisaks saab PVC omadusi parandada modifitseerimise tugevdamise, ristsidumise modifitseerimise, vahustamise, kiirguse modifitseerimise ja muude modifitseerimismeetodite abil. Näiteks kasutatakse tugevdamiseks suure kuvasuhtega vilgukivipulbrit; Tugevust parandati ristsidumisel diisopropüülperoksiidiga (DCP); PVC-toodete erikaalu vähendamiseks kasutatakse asodikarbonamiidi vahuainet, tugevuse parandamiseks kasutatakse koobaltkiirgust jne.
