论聚氯乙烯树脂耐热和增韧改性研究进展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 论聚氯乙烯树脂耐热和增韧改性研 究进展 摘 要：聚氯乙烯简称为 PVC， 是一种通用树脂，应用很广泛，比如农 业、建筑、工业、汽车、电子电气等领 域。它具有电绝缘性、耐化学腐蚀性、 质轻、强度高且易于加工还有阻燃性等 特征。同时聚氯乙烯树脂也存在不足， 它本身的热稳定性比较差，在制作聚氯 乙烯树脂混合料的过程中必须要与润滑 剂、稳定剂、增塑剂、填料、颜料等搭 配使用。该文就简述目前我国对聚氯乙 烯树脂的耐热性、增韧改性性能的研究 进展情况。 中国论文网 /8/view-12943725.htm 关键词：聚氯乙烯树脂 耐热改 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 性 增韧改性 中图分类号：TQ325.3 文献标识 码：A 文章编号：1672-3791（2017） 04（c）-0085-02 我们国家的聚氯乙烯树脂的品种 就有上百种，共聚树脂 5 种、均聚树脂 约 71 种、专用料 11 种。聚氯乙烯树脂 可加工成硬质、半硬质或软质制品，用 途广泛，方便了人们的生活。 1 聚氯乙烯树脂的产品需求及品 种 聚氯乙烯树脂在各行各业的使用 量还是很大的，从目前来看，聚氯乙烯 树脂产品中 35%用于软质品生产，软质 品生产中主要还是包装材料、电线电缆 和壁纸等。另外的 65%消费领域都在硬 质品的生产上，比如门窗及型材、管材、 硬片及板材和管件等，硬质品的发展还 是以符合建材市场要求的一些制品和原 料为主。不管是硬质品还是软质品，都 朝着低增塑剂、无毒性方向发展。 我国目前聚氯乙烯树脂牌号可分 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 为两类，引M 国外的技术树脂牌号和 国内的技术牌号。国内的主要是中国国 标疏松型（SG1SG8 ）8 个，而聚氯 乙烯树脂的国外引进技术牌号是比较多 的，比如有 6 个美国古德里奇技术、6 个欧洲 EVC 公司技术、15 个日本窒素 公司和 6 个日本信越公司技术。国内自 行开发的牌号主要有医用级、卫生级、 高聚合度、低聚合度和球形树脂等。还 有混合型的比如糊树脂，这种树脂里面 的牌号包括 9 个中国国标、6 个日本吉 昂公司、8 个三菱化成公司、10 个美国 西方石油化学公司。 2 聚氯乙烯树脂耐热改性的方法 因为我们常用的聚氯乙烯树脂存 在热稳定性差的缺点，所以导致在加工 的过程中容易发生由于受热活性部位产 生催化脱氯化氢反应，并会引发交联、 断链等反应，从而导致其降解、变色。 为了弥补其目前的这些缺点，拓宽其使 用的范围，国家努力对通用的聚氯乙烯 树脂进行了耐热改性，研究开发了新型 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的耐热聚氯乙烯树脂。对于耐热型的聚 氯乙烯树脂的改性方法主要采用的是共 混、添加热稳定剂、共聚、氯化还有交 联等方法1。这种新型的耐热聚氯乙烯 树脂既可以改善耐热的性能，也能拓宽 其使用的范围。 第一，共混改性。在所有高分子 改性中最常用、研究最多的方法就是共 混改性。这种改性方法的使用是在聚氯 乙烯树脂的材料中通过加入玻璃化来转 变较高温度的树脂，然后通过两种树脂 的混合来达到提高其耐热性能的效果。 这种方法可实施性强并且比较简单。能 进行工业化生产的并且颇具代表性的耐 热改性剂应该就是在 20 世纪 80 年代出 现的一种 N-取代马来酰亚胺（N.MI） 型高分子耐热改性剂，这种改性剂的特 点是与各种树脂相容性好、热稳定性好、 耐热程度高、无毒。 第二，交联改性。在制备耐热材 料里面非常重要的一种方法就是交联， 交联的应用原理是通过使用交联剂来接 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 枝、共聚或者是通过辐射来促使分子发 生交联反应，从而形成网状的结构，这 种网状的结构不仅可以大大提高材料的 热变形温度、降低热收缩率，并且可以 使分子之间不能滑移，提高了力学的性 能。我国目前对聚氯乙烯树脂交联的方 法有化学交联、X 射线交联和紫外光交 联2。对比研究比较多的是盛茵他们， 通过用过氧化二异丙苯与双马来酰胺酸 两者的配合来交联聚氯乙烯，从他们的 研究里面发现增塑剂的用量和交联剂的 用量都与凝胶率的关系很大，得出的结 论是如果增塑剂用量增加的话，会导致 聚氯乙烯的交联反应速率变慢，从而使 凝胶率变低；如果交联剂用量增多的话， 凝胶率也会跟着增大。所以发现了增加 反应时间或者提高反应温度都可以提高 凝胶率，并且交联的聚氯乙烯材料的热 稳定性、拉伸强度、电性能、弹性模量 等均比未交联聚氯乙烯好，并且随着交 联聚氯乙烯凝胶率的增加而增加，而其 断裂伸长率则随着聚氯乙烯交联程度的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 增加而减少了。 第三，添加热稳定剂。提高聚氯 乙烯耐热性能的一条重要途径就是添加 热稳定剂，聚氯乙烯的制品结构是不一 样的，所以对热稳定剂的消费结构也是 不同的，我国和世界最常用的是金属皂 复合稳定剂和传统的铅盐稳定剂。目前 在世界上已经被商品化的热稳定剂主要 有几种，例如：有机的锡稳定剂、铅盐 的稳定剂、稀土的稳定剂还有金属皂复 合的稳定剂等。 使用最多的是金属皂复合稳定剂， 它的主要组成成分是用金属皂类稳定剂， 并在里面加入一些其他的复合产品，例 如：有机锡类稳定剂、铅类稳定剂等。 因为金属皂类稳定剂大多是由碱土金属 和重金属等生成的，所以品种比较多， 但是按稳定机理一般可以分为 Ba/Ca 和 Cd/Zn 两大类。金属皂的热稳定性其实 要差于其他，但是它无硫污染并且有一 定的润滑作用。 3 聚氯乙烯树脂增韧改性的机理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 聚氯乙烯树脂增韧改性机理主要 有两个方面，一是刚性粒子的增韧机理， 二是弹性体增韧机理。 第一，刚性粒子增韧机理。 （1）冷拉机理。冷拉机理的原 理是把椭圆形或者圆形的粒子均匀地分 散到聚氯乙烯树脂之中，因为分散相 ROP 与连续相 PVC 的泊松比（r）和杨 氏模量（E）存在着很多的不同，这时 候就会产生一种静压强，存在于两相界 面之间，随着这种静压强逐渐变高，就 会使分散相 ROF 出现屈服而变成拉伸3。 由于产生了塑性形变所以分散相粒子就 会逐渐变扁、变长，所以想要提高材料 的韧性就要吸收大量的冲击能量，那就 必须要 ROP 发生转变。 （2）空穴增韧机理。由于分散 相 ROF 呈现出规整的球状分散在 PVC 基体的连续相中，这样就会在分散相粒 子的四周出现空穴，两相之间也才有了 最明显的界面。当受冲击的时候，界面 有时会产生脱离，脱离以后会形成微小 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的空穴，那这些空穴就容易吸收所有的 能量，这样也会使材料受冲击的强度得 到提高。 第二，弹性体增韧机理。 （1）网络增韧机理。弹性体会 形成连续的网络结构，这种网络结构中 包含有聚氯乙烯树脂的初级粒子。在这 个里面想要材料的韧性得到提高，就需 要做到弹性网络的结构吸收冲击能，同 时需要初级粒子也会吸收部分的能量。 （2）剪切屈服-银纹化理论。弹 性体它会分散于基体连续相中以颗粒状 的形态均匀地分布，这样才能出现两种 情况，一种是宏观的均相，另一种是微 观的分相，并且作为力集中体的弹性体 颗粒，会因为产生和发展了这些银纹和 剪切带而消耗掉大量的能量，从而增强 韧性。 4 结语 综上所述，聚氯乙烯简称为 PVC，是一种通用树脂，应用很广泛， 比如农业、建筑、工业、汽车、电子电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 气等领域。它具有电绝缘性、耐化学腐 蚀性、质轻、强度高且易于加工还有阻 燃性等特征。同时聚氯乙烯树脂也存在 不足，它本身的热稳定性比较差，在制 作聚氯