刚性有机粒子对硬聚氯乙烯韧性体的增韧改性研究Word下载.docx

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vz即要求被增韧基体

腊基体抗冲击能力的同时,保持剐性和拉伸本身有一定韧性,而不是典型脆性体;

②要

强度不受损失且也有改善,加工流动性和耐求分散的ROF粒子与被增韧基体的界面粘

热变形性得到提高,为材料进一步高性能化接良好,以满足应力传递条件,@粒子的分

开拓了新路.散浓度应恰当,浓度太低,改性效果不明显,

ROF增韧机理也有别于传统观点,文献但浓度太大,相邻粒子产生的压力场相互迭

介绍,ROF并没有在基体内引发大量银纹加抵消,也将失去增韧改性作用.故ROF

和剪切带,而在拉力场作用下,基体对ROF.材料的品种,用量及共混工艺必须严格选择.

产生强压应力.使之发生脆一韧转变,R0F本实验设计选用的刚性有机粒子有

——■.j西萌i蔼弼中石化甚公司资助及齐鲁石化苦司研兜院协助谨虼蕞I『

第5期聚氯乙烯199:

2奄:

SAN树脂（苯乙烯一丙烯腈共聚物）,PS

（聚苯乙烯）7量PMMA（聚甲基丙烯酸甲

瑟）,被增韧基俸为硬PVc韧性f$,tiff-一类

经增韧改性的硬PVC二元共混体,如I）VC

/ABS.PVC/MBS,PVC/CPE婷

此类材料,经多年研究开发,有的已得到工

业应用,但从材料改性角度看,上述增韧改

性,是以牺牲PVC宝贵刚性为代价的.本

实验采用刚性有机粒子对其改性,期望恢复

材料的强凄,或在材料强受和剐性不继续下

降条件下,进一步提高基体的抗冲击能力.

硬PVc韧性侔本身具有一定韧性,共弹性

模量和泊松比可根据需要加以调节,易满足

上述条件①.硬PVC韧性体与所选的三种

剐性粒子有程度不同的相容性,基本满足条

件②（具体实验结果如下）

=,实验韶分

I,主要原材料

PVC,TK—1000,齐鲁石化公司氯碱

厂产}

ABS,上海高桥化工厂产|

MBS,B一31,B一22,日本钟涌公司产,

CPE;

山东潍坊化工厂产,氯含量35%l

SAN;

粉料,粒料两种,兰州化学工

业公司产|

PS:

PS1,t4C,西德BASF公司产,

PMMAt注塑料及造牙粉两种,上海

珊潮化工厂产.

2,共混体制备

分别采用三种不同的共混工艺t

①

2

③jPVCl～……一一,

青--一'

霞

⑨1篓HI+1嗣

_一J『

性能测试

拉仲性能:

按GB—lO4O一9,采用美瑚

Monsanto公司T一10型电子拉力机.

冲击性能:

按GB—lO43—79采用承德

材料试验机厂XCJ一4O型摆锤武冲击试验机.

流变性能:

采用吉林大学教学仪器厂产

xLY一2型毛细管流变仪,T=170℃,毛细

管L/D=4O/i

维卡软化温度:

技GB一1833—79,采

用意大利CEAST公司CIHE_-44809SV型

维卡被化点柳I定仪.

三,结果与讨论

l,硬PVC韧性体的制备及选择

对PVc/ABS,PVc/MBS,PVc/

CPE俸系,分别研究改性剂用量对基体力学

性能的影响,发现有类同的规律性,典型表

现如图1所示

由图知,随弹性体用量增加,共混物冲

击强度改善,但同时拉伸强度下降,用量超过

l5份后,上降尤为明显.这种典型的"

增韧

不增强特征符台橡胶改性塑料的一般规

律.也是本实验期望解决的问题要害.

为进一步改性研究用,选择PVC/ABS

=100/8,PVC/ABS=100/18,PVC/

MBS=100/10,PYC/CPE;

loo/10作硬

PVC韧性体,考察剐性有机粒子对其改性

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第5期聚氯乙烯l992年

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ABS腿对PVc/ABs共涅物力

..F碡量（熏勘寺呶）学性能的影响………

的效果.对PVC/ABS体系选用两种不同

共混比试样,目的在于对比,当基体强度,

模量,韧性不同时,ROF粒子改性救果的差

异.

2,刚性有机粒子对硬PVC韧性体力学

性能的影响

在上述韧性体中分别填加小份量的

SAN,Ps及PMMA粒子,测得的共混体力

学性能变化情形如图2～4所示.由图可见,刚

性有机粒子对硬PVC韧性体确有改性作用,

总体表现为,填加小份量时,体系冲击强度

有显着改善,而拉伸强度保持不降趋势.不

同粒子对不同韧性体的改性效果不一.

对Pvc/ABS=100/8体系,填加小

份量的SAN和PS粒子,使体系冲击强度和

断裂伸长率明显改善,拉伸强度基本保持不

变（见图2）,而填加PMMA粒子的改性效

果不佳.

对PVC/MBS=100/10体系,填加小

份量的PMMA和SAN粒子的综合改性效果

较好,而填加PS粒子有增韧不增强的

.

图2ROF用羹对PVC/ADS=1OO/8

体系力学性能的影响

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1里乞.艘E苎￡PVC/MBS=100/10f~暴力学性能的影响

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筹5期聚氯乙烯1992奸

趋势（见图3）.

对PVc/CPE=100/10体系,填加3

份Ps粒子,使体蒹冲击强度,断裂伸长率

得到很大提高,且显示出小份量ROF粒子

既增韧叉增强的岍显优点（见图4）.

时:

同切性体,各种刚性有机粒子的改

性效果备异,估计与三相材料共混时的复合

相容性f茭.

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圉tPS对PVC/CPE=100/1O体系

力学性能的影响

3共混工艺对硬PVc三元共混体性

能的影响

（具体共混工艺见实验部分）.

对PVc/ABS=100/8体系,分别采

用了第①,⑨两种加料顺序;

对PVC/ABS

=100/18体系,先后采用了垒都三种加料

顺序,测得的材料力学性能对比见图5,6.

对比可知,同样采用第①种加料顺序,

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圉6加料顺序对PVC/ABS/SAN

=

100/18/变量体系性能的影响

△第①种工艺,0第@种工艺}0第@种工艺

但SAN粒子对PVC/ABS=100/8体系改

性效果好,对PVC/ABS=100/18体系改

性效果差.初步分析,这种差源于被增韧

基体本身模量及强度的不同,前者较强较

硬,后者较弱较软.分析模量的差异,PVC

/ABS=100/8的模量为1.11x10Pa,

PVC/ABS=1O0/l8的模量为1.08×

10

Pa,SAN之模量为2.5×

10Pa,均满足

E.&

E的条件,但改性效果不同,说明仅满

足该条件是不够的.至少还应当要求,被螬

韧基体应有一定强度及强一韧比,被增韧基

体与剐性有机粒子问有恰当的韧一脆比.以

利于应力的集中与传递.

对此三种加料顺序,在PVc/ABS=

100/18体系中,以第@种加料顺序改性披

果较好.这种工艺的特点是先将两种改性剂

预混台,使之局部相容,再加人P~C基体

中,可以料想,这种工艺使三相材料均能充

分相互接触,复台相客性较佳.故改性效果

好.由此可见相容性的优劣对实现刚性有机

粒子增韧的重要性.

4,硬PVC三元共混体流变性研究

为考察改性体系加工行为的优劣,采用

毛细管流变仪研究其挤出行为及挤出物外

观,结果见圉7～9

已知传统的橡胶增韧塑料,由于改性剂

固有性质所致,往往使加工流动性变劣.但

由圈7,8可见,对刚性有机粒子增韧改性,

由于改性剂用量较少,体系粒度变化不大.

图7中加入sAN粒度略有增大,反映出sAN

有提高体系组分『H1相容性的作甩,与前面讨

^

图7ROF对PVC/ABS韧性俸粘度

曲线的黟响

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图8SAN用量对P~C/ABS韧性体

牯度曲线的影响

若暹昀组盛挤苗孙稿'

PBs曹曩雹圈自踊

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Pv嗍Bs曼懿圈酾豳

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图6典型试样挤出外观对比

温度lZTO'

c.忉应力l3.16xlDPa

论的结果一致.图8为清楚起见,坐标轴适

当进行了平移.

虽然剐性有机粒子对体系粘度影响不

大,但挤出外观却有明显改观圈9中,PVc

5

第§

期聚氯乙爝1992年

/ABS--元共靛物挤出外观较粗糙,挤出

膨胀较明显.加入SAN后,在同样挤出速

率下,挤出物表面光滑,膨胀率减小,产生

熔体破裂的临界剪切应力提高,这对材料挤

出加工十分霞要

5,体系稳定性研究

分别考察了共混体系的耐热性,热尺寸

稳定性及耐酸碱性,测试结果如表所示.

表几种典型试样的稳定性比较

作蕞热变形率&

）堆卡稚两l瞳性?

耐碱

化点性?

?

Pvc/Aes/烈向横向（'

C）（g/m）t耳,m0,

SAN

10/O/0一2.{-:

.693.0—0.t60.5l

100/8/0—2.:

一1.695.0

100/I8/0—1.{一2.298.0

1OO/8/2—0.{?

2.8

1OO/8/4—2.8?

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1OO/8/0-1.0—2.299.0?

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100/S/B—0.:

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睦?

赦崖为37.5的Hq

藏度身.0的NaOH

…指硬PVC饭材曲国家标准要术

已知糠胶增韧塑料易导致塑辩基体的热

变形温度下降,耐酸碱性变劣,而刚性有机

粒子改性硬!

PVC韧性体刚由于改性剂内在

性质的优良使上述性能也得到改善.

四,结论

I.刚性有机被子改性硬PVC韧性体妁

规律和特征不同于传统的榱腔增韧塑料.最

明显妁特点是舔加小份量刚性有机粒子挠田

显提高基体的冲击韧性,挣保持基体拉仲强

度不受损害或也有改善,添充份数增多,改

性效果不明显.

2,不同有机柱子对各种硬PVC韧性催

改性效果不同,不同戈混工艺（加料顺序）

的影响很大,对PVC/ABS俸系,以填加

SAN,PS为宜,对PVC/MBS体系,以漠

加PMMA,SAN为宜,对PVC/CPE体

系,壤加PS的改性效果亦佳.

3,初步得知,实现刚性有机粒子增韧

改性的必要条件至少应有;

粒子与被增韧基

体间的良好相容性,基体本身应有足够的强

度与韧性以及粒子与被增韧基体间有恰当的

脆一韧比.

4,剐性有机粒子改性硬PVC韧性体使

材料一流变性和耐热,耐酸碱稳定性得到改

善?

挤出膨胀减弱,挤出物外观光洁维卡软

化温度提高.

参考文献

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