淮海工学院学报塑料合金的研制与改性高健(连云港职业技术学院化学工程系,江苏连云港206)进合金抗冲性能的几点措施。
0前言聚氯乙烯( PV C)是*早工业化的塑料品种之一,它具有极性强、刚性大、耐酸碱腐蚀、电气性能好、易加工成型等一系列优点,但也存在着热稳定性差、冲击强度低、加工性能不够理想等缺陷。目前,通过在聚氯乙烯中添加各种改性剂以提高其韧性和加工流动性的方法应用较为广泛,本文所研究的塑料合金即系丙烯腈苯乙烯与氯化聚乙烯的二元共混物)和PV C通过机械方法共混而形成的性能较优良的聚合物共混体系。试验通过对共混配方及型号的改进提高了制品的抗冲强度,改善了流动性及耐热性,制品的缺口抗冲强度2.该种材料可应用于机械零件、耐压管道及密码箱等的制造生产。
1实验部分1. 1主要原料聚氯乙烯( PVC)树脂, SG5型(上海天原化工苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物) (岳阳石化总厂)复合稳定剂(自制)各种助剂(市售)。
1. 2主要设备双辊筒炼塑机, SK160B(上海橡胶机械厂)25 t平板硫化机, Q LB350(上海橡胶机械厂)低速捏和机, WH2型(大连橡胶塑料机械厂) 回转头立式铣床, X5221型(江东机床厂)。
1. 3共混配方稳定剂: 10份。
1. 4 ASC/PVC塑料合金成型先将PV C、ASC在双辊筒炼塑机上混炼,共混温度为150~180℃,双辊间距小于0. 5 m,炼塑时间为15 min,使各物料尽量塑化均匀,后模压成型规格的标准试条备用。
1. 5性能测试方法塑料冲击试验方法: GB104370.
塑料拉伸试验方法: GB104070.
塑料弯曲试验方法: GB104270.
塑料布氏硬度试验方法: HG865.
耐热试验方法: RW1热变形试验仪,升温速度流变性能试验方法: X LYⅡ型流变仪,温度定值200℃,毛细管直径1 mm,毛细管长度40 mm,2结果与讨论2. 1 ASC型号对合金性能的影响本试验通过塑料相丙烯腈苯乙烯共聚物)和橡胶相氯化聚乙烯)在增溶剂的存在下进行共混的方法,自制了四种不同型号的ASC: 253与的接枝共聚物)作增溶剂, B型系采用EV A(乙烯醋酸乙烯的共聚物)作增溶剂, C型也采用作增溶剂,但其中CPE、AES含量较A型低,而D型与A型的**区别在于引进了接枝试验分别以质量分数40的四种不同型号的与共混,测得体系性能。
试样编号ASC型号抗冲强度/( kJ/m)抗弯强度/M Pa拉伸强度/M Pa热变形温度/℃表观粘度/Pa? s布氏硬度/ HB 2. 1. 1增溶剂种类对体系抗冲性能的影响比较1号、2号的试验结果,我们发现以A型制备的塑料合金抗冲强度远高于型。其原因主要在于AES和EV A对PV C的相溶性不同。EV A系乙烯醋酸乙烯的共聚物,选其作为增溶剂主要依赖于与的相溶性及的柔韧性和耐候性。而AES系EV A与AS的接枝共聚物, AS能与PV C完全混溶,并且AES上的支链AS与塑料相AS完全混溶,因而AES的增溶能力大于EV A,且仍具有的优点。因此, 1号试样的柔性较大,刚性变小,抗冲强度较大,而抗拉性、抗弯性变小,其它性能变化不大。
2. 1. 2橡胶相含量对体系抗冲性能的影响比较1号、3号试样,可以发现前者的柔韧性高于后者,其原因在于橡胶相含量的不同。不难看出,橡胶相含量越高,增溶剂含量越多,抗冲强度越大。但我们应注意到,当AS相对含量减少时热变形温度降低,表观粘度升高。
的引入对体系性能的影响比较1号、4号的试样结果,我们发现采用接枝CPEgPVC能大幅度地提高抗冲强度,并且其它性能变化不大。其原因在于接枝共聚物的引入能有效降低橡塑体系的表面张力,在CPE与PV C间起着乳化作用,使橡胶粒子均匀稳定地分散在塑料相中,并且在两相间起着良好的粘结作用。因而接枝CPE与的相溶性比非接枝的与的相溶性要好,橡胶相与基体间就具有更良好的粘结力,更能有效地引发、终止银纹并分担施加的负荷,宏观上表现为抗冲性能的提高。
2. 2 ASC含量对体系性能的影响通过加入不同量的253A型ASC,测得各体系性能,数据。
试样编号抗弯强度/M Pa拉伸强度/MPa热变形温度/℃表观粘度/Pa? s布氏硬度/ HB从上表可直观地看出, ASC用量对体系性能的影响是明显的,随ASC含量的增多,抗冲强度提高,表观粘度减小,热变形温度提高,但抗拉、抗弯性能变差,硬度值下降。
试样编号)抗弯强度/M Pa拉伸强度/MPa热变形温度/℃表观粘度/Pa? s布氏硬度/ HB 2. 3第三组份对体系性能的影响在合金体系中添加一定量的第三组份SBS,其抗冲强度显著上升,但加工性能明显变差,其它各项指标变化不大。具体数据见表3.
从表3数据我们不难看出,加入少量热塑性弹性体SBS后,对体系影响*大的就是抗冲性能和流动性能。SBS属热塑性弹性体,是一种三元嵌段的聚合物,中间是弹性体丁二烯( B) ,两端是短的刚性嵌段链苯乙烯( S) ,其中苯乙烯相区结构起了多官能交联点的作用,每一条链的端基都嵌进了这些相区,因而SBS具有高强力的特性, SBS能提高体系的抗冲强度,原因就在于此。而流动性变差是由于其自身粘度较大,加入后影响了整个体系的流动。
3结论( 1)采用不同型号的ASC,会对体系的性能有一定影响。
含量越大,体系的抗冲性、流动性越好,刚性及硬度下降。
( 3)添加第三组份SBS对体系的抗冲性及流动性影响较大。
( 4)提高体系抗冲性能的措施有如下几种:提高ASC含量、添加热塑性弹性体SBS、引入接枝CPEgPVC、选择合适的增溶剂、增大橡胶相及增溶剂的用量。
吴培熙。聚合物共混改性原理及工艺[M ].北京:中国轻工业出版社, 1981.
[ 2 ]钱翼清,张仲华,韦亚兵。 FPE, CaCO非弹性体增韧吴其晔。硬PV C /交联PE /CPE三元共混物性能研究杨金平。氯乙烯与氯化聚乙烯共混的研究[ J].中国塑[ 5 ]方少明,陈志军,周立明。 PVC /PV DF /CPE共混体系技术学院化学工程系讲师,主要从事高分子化工与环境工程方面的教学与研究。
淮海工学院学报2000年12月
(完)