1, modificación química
La modificación química incluye la modificación por copolimerización, la reacción de injerto y la cloración.
Modificación de la copolimerización: copolimerización del monómero de cloruro de vinilo con otros monómeros. Por ejemplo, se copolimeriza con acetato de vinilo, cloruro de vinilideno, acrilonitrilo, acrilato, anhídrido maleico y otros monómeros para mejorar el rendimiento del proceso de moldeo, reducir la temperatura de moldeo o desarrollar nuevas aplicaciones o aparecer como nuevos materiales.
Reacción de injerto: introduzca otro grupo monómero u otro polímero en la cadena lateral de PVC para la reacción de injerto. Por ejemplo, se injerta etileno acetato de vinilo con cloruro de vinilo para controlar el número y grado de polimerización de las piezas injertadas con cloruro de vinilo, con el fin de mejorar las propiedades de impacto, la fragilidad a baja temperatura y la resistencia al envejecimiento de este material modificado.
Cloración: clorar el PVC mediante el método de suspensión en fase acuosa (o método en fase gaseosa) para aumentar el contenido de cloro del 57% a aproximadamente el 65%. El propósito de esta modificación es mejorar la resistencia al calor del PVC. La temperatura de servicio es 35 ~ 40 ℃ más alta que la del PVC original, que se llama cloruro de polivinilo clorado (CPVC).
La densidad del CPVC es más alta que la del PVC, que es de 1,7 g / cm3. El rendimiento ignífugo del CPVC es mejor que el del PVC y la resistencia a la tracción también es mejor que la del PVC. La desventaja es la baja resistencia al impacto.
El CPVC es difícil de formar y procesar, y su temperatura de formación es 10 ~ 20 ℃ más alta que la del PVC; Rango de regulación de temperatura estrecho; La cantidad de estabilizador es 1 ~ 2 veces mayor que la de PVC; La cantidad de lubricante también es mayor que el PVC.
CPVC puede producir productos por extrusión, inyección y calandrado. El CPVC se puede utilizar para tuberías, placas, perfiles, materiales espumantes, adhesivos, revestimientos, modificadores, etc.
2, modificación física
La modificación física consiste en mejorar sus propiedades agregando varios aditivos o rellenando, mezclando y fortaleciendo.
Por ejemplo, agregar ACR para mejorar las propiedades de formación y procesamiento de los materiales de PVC; Agregue lubricantes internos y externos o cera de polietileno para mejorar la viscosidad y fluidez de los materiales; Agregue estabilizador de calor para mejorar la estabilidad térmica de los materiales durante el moldeo y reducir su temperatura de descomposición; Agregue un agente antioxidante y anti ultravioleta para mejorar la vida útil de los productos; Agregue plastificante para mejorar el rendimiento de plastificación de los materiales y aumentar la suavidad de los productos. La modificación del relleno consiste en mejorar algunas propiedades mediante la adición de rellenos orgánicos o inorgánicos.
Como agregar relleno de polvo de madera para reducir la gravedad específica de los productos de PVC y cerca de la madera; Agregar polvo metálico, como polvo de cobre y polvo de aluminio, para mejorar la conductividad del producto; Agregar polvo magnético de ferrita para mejorar las propiedades magnéticas de los productos; Agregar carburo de calcio para mejorar la dureza de los productos y reducir el costo del material al mismo tiempo; Se agrega barro rojo para mejorar la resistencia al calor y la resistencia al envejecimiento ligero de los productos y, al mismo tiempo, reducir el costo del material.
La modificación de la mezcla es para obtener la denominada&"aleación de polímero &"; añadiendo uno o dos polímeros (caucho, plástico, elastómero, etc.) y mezclando, para mejorar la fluidez o la tenacidad al impacto del PVC. Por ejemplo, otros polímeros que se pueden mezclar con PVC incluyen copolímero de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), copolímero de metacrilato de metilo butadieno estireno (MBS), poliacrilato, polietileno clorado (CPE), copolímero de etileno acetato de vinilo (EVA), caucho de nitrilo, etileno propileno. caucho, cloruro de polivinilo clorado (CPVC), maleato de dioctilo, etc.
1) MEZCLAS DE PVC / NBR
Compatibilidad: el caucho de nitrilo (NBR) es un polímero polar. La compatibilidad con PVC aumenta con el aumento del contenido de acrilonitrilo en NBR. Cuando el contenido de an es del 40%, la compatibilidad es la mejor. Cuando se mezclaron mecánicamente PVC y NBR a 150 ° C, se descubrió que el sistema de PVC / NBR podía formar un sistema de reticulación parcial incluso si no había ningún agente de reticulación en el sistema.
Resistencia al impacto: cuando el contenido de an es del 20%, la resistencia al impacto de la mezcla con PVC es la más alta.
Resistencia a la tracción: la ley de cambio de la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto de las mezclas de PVC / NBR es diferente: aumenta con el aumento del contenido de acrilonitrilo en NBR. Cuando el contenido de un es inferior al 50%, existe una relación lineal entre ellos.
Solicitud:
En comparación con el PVC sin modificar, la mezcla de PVC / NBR tiene mejor elasticidad, resistencia a la tracción, resistencia al desgaste y resistencia al aceite. La resistencia a los disolventes se ha mejorado significativamente. En la actualidad, se usa ampliamente en la producción de zapatos de trabajo resistentes al aceite, resistentes a la corrosión y antideslizantes, varias juntas de sellado, fuelles y otras tuberías flexibles. Materiales de recubrimiento de cables, piezas de aislamiento eléctrico y plásticos de espuma.
El NBR es caucho insaturado, por lo que su resistencia a la intemperie no es buena, lo que puede mejorarse mediante vulcanización.
2) Mezclas de PVC / EPDM
EPDM es un terpolímero de etileno propileno dieno, que es caucho blando a temperatura ambiente. EPDM es un polímero no polar, por lo que la compatibilidad entre EPDM y PVC es muy pobre. El compuesto de mercaptano del tercer componente se añade al sistema de mezcla como compatibilizador para mejorar la compatibilidad entre las dos fases. En el proceso de mezcla, un extremo del compuesto de mercaptano reacciona con PVC para formar material de injerto y el otro extremo se enrolla con EPDM. Su función es como el agente de acoplamiento utilizado en materiales compuestos a base de polímeros. A través de la acción del compatibilizador, se refuerza la interfaz entre PVC y EPDM, para lograr el propósito de modificación y endurecimiento. La resistencia al impacto con muescas de las mezclas con compuestos de mercaptano fue más de 6 veces mayor que la de la resina de matriz de PVC.
3) mezclas de PVC / MBS
La resina MBS es un tipo de polímero elevado que se obtiene injertando el copolímero de ácido metacrílico y estireno sobre caucho de polibutadieno o difenilo. En la cadena molecular del polímero, el estireno es un segmento rígido y el caucho de polibutadieno o estireno butadieno es un segmento flexible. El efecto sinérgico de los dos confiere a las moléculas de MBS una buena flexibilidad.
MBS y PVC tienen parámetros de solubilidad similares y pueden formar un sistema de mezcla con buena compatibilidad. Solo hay una temperatura de transición vítrea Tg (89,14 ℃) a alta temperatura, que se encuentra entre los dos TG.
La observación de SEM mostró que en este sistema, los segmentos de MS en la fase MBS formaron una&"fase continua &"; con buena compatibilidad con la fase de PVC, mientras que los segmentos de caucho se dispersaron en la fase continua y formaron una micro&"fase dispersa &". Cuando se somete a un impacto, se pueden formar grietas entre el segmento de la cadena de caucho de la fase dispersa y la fase continua para absorber y transferir la energía del impacto. Se consigue un buen efecto endurecedor.
La adición de MBS hace posible que el PVC obtenga tanto tenacidad como transmitancia de luz, por lo que MBS se denomina modificador de impacto transparente del PVC.
4) Sistema de mezcla de PVC / ABS
Compatibilidad: ABS es copolímero de acrilonitrilo butadieno estireno. Como MBS, tiene segmentos de cadena rígidos y segmentos de cadena de caucho flexibles. El ABS y el PVC tienen parámetros de solubilidad similares y son compatibles en termodinámica química. A partir del análisis de la estructura molecular, la cadena molecular de ABS contiene una gran cantidad de segmentos de acrilonitrilo, que tiene una gran fuerza con las moléculas de PVC, y pueden formar un buen sistema de compatibilidad.
Resistencia al impacto: la resistencia al impacto de la mezcla es mayor que la de cualquier materia prima; Cuando PVC / ABS=70/30, la resistencia al impacto de la mezcla alcanza el máximo.
Rendimiento a alta temperatura: el punto de ablandamiento del PVC es relativamente bajo a 75-85 ℃; El punto de ablandamiento del ABS es 105 ℃. Por lo tanto, el rendimiento del PVC a alta temperatura se puede mejorar después de la mezcla.
Procesabilidad: con el aumento de la relación ABS, el índice de fusión muestra una tendencia al alza. Una mayor fluidez mejora la procesabilidad.
Aditivos: compatibilizante, plastificante, estabilizador térmico, antioxidante, endurecedor, lubricante, etc.
Aplicación: extrusión para producir placas, tubos y materiales heterosexuales. Puede reemplazar al ABS en productos de equipaje. También se puede utilizar para el moldeo por inyección para la fabricación de equipos textiles, piezas de máquinas, paneles de instrumentos, etc.
5) mezclas de PVC / ACR
Como modificador de la resina de PVC rígido, el ACR se puede dividir en aditivos de procesamiento y aditivos de impacto.
Las ayudas de proceso tienen como objetivo principal reducir el tiempo de gelificación de los materiales rígidos de PVC. Es conveniente para procesos secundarios como el conformado en caliente.
El ACR resistente al impacto forma un" core-shell" estructura. La cáscara tiene buena compatibilidad con PVC; Su núcleo jugó un excelente efecto endurecedor en el sistema de mezcla.
ACR es el modificador transparente de mayor éxito después de MBS.
6) Sistema de mezcla de PVC / EVA
EVA es etileno acetato de vinilo. Las mezclas de PVC / EVA se pueden producir mediante mezcla mecánica (principalmente fusión por fusión) y mezcla de copolimerización por injerto. El PVC y Eva tienen una compatibilidad moderada, por lo que las mezclas de PVC / EVA preparadas mediante mezcla mecánica tienen dominios de fase grandes; El dominio de fase de las mezclas de PVC / EVA preparadas mediante el método de mezcla de copolimerización por injerto es bueno.
La estructura morfológica de la mezcla de PVC / EVA también está directamente relacionada con la proporción de mezcla de los dos polímeros. Si EVA es menos del 7-8% en PVC / EVA por mezcla mecánica, el PVC es una fase continua, que rodea las partículas de EVA, pero cuando excede el 7 ~ 8%, EVA cambia a continuo y rodea las partículas de PVC. Por lo tanto, la zona de inversión de fase de esta mezcla tiene un contenido de EVA del 7 ~ 8%.
Una de las ventajas sobresalientes de las mezclas de PVC / EVA es que su flexibilidad es significativamente mejor que la del PVC. Según la cantidad de EVA contenida en las mezclas de PVC / EVA, también se dividen en dos tipos principales: duro y blando; El grado de ablandamiento de la mezcla de PVC blando / EVA es equivalente al del PVC blando con 40 o 60 partes de plastificante, pero tiene mejores características a baja temperatura, efecto plastificante estable y buen tacto que este último.
Mezcla de copolimerización de injerto de PVC / EVA
En la mezcla de copolimerización de injerto de PVC / EVA, con el aumento del contenido de EVA, el efecto plastificante también aumentó, pero la resistencia a la tracción disminuyó, la permeabilidad al aire aumentó y la transmitancia de luz disminuyó.
Generalmente, cuanto menor es el peso molecular del copolímero de injerto de EVA y eva-pvc, menor es la dureza y más blanda es la mezcla de copolímero de injerto de PVC / EVA.
Solicitud:
Las mezclas de PVC / EVA se utilizan ampliamente en la producción de productos duros y blandos. Los productos duros son principalmente tubos de impacto extruidos, que también se utilizan para producir placas de impacto y materiales extruidos de formas especiales. Los productos duros también incluyen madera sintética de baja espuma, productos de moldeo por inyección (accesorios de tubería de impacto, piezas industriales), etc. Los productos blandos son principalmente películas resistentes al frío, películas, cuero artificial, cables y materiales de espuma.
Además, las propiedades del PVC se pueden mejorar reforzando la modificación, la modificación de la reticulación, la modificación de la formación de espuma, la modificación de la radiación y otros métodos de modificación. Por ejemplo, para refuerzo se utiliza polvo de mica con una gran relación de aspecto; La resistencia se mejoró reticulando con peróxido de diisopropilo (DCP); El agente espumante de azodicarbonamida se usa para reducir la gravedad específica de los productos de PVC, la radiación de cobalto se usa para mejorar la resistencia, etc.
