PVC配方设计剖析Word格式.docx
- 文档编号:22567343
- 上传时间:2023-02-04
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:94.88KB
PVC配方设计剖析Word格式.docx
《PVC配方设计剖析Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PVC配方设计剖析Word格式.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
SG4一级A工业和民用薄膜
一级B、二级软管、人造革、高强度管材
SG5一级A透明制品
一级B、二级硬管、硬片、单丝、导管、型材
SG6一级A唱片、透明片
一级B、二级硬板、焊条、纤维
SGG7一级A瓶子、透明片
一级B、二级硬质注塑管件、过氯乙烯树脂
二、增塑剂体系
增塑剂的加入,可以降低PVC分子链间的作用力,使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低,增塑剂可提高树脂的可塑性,使制品柔软、耐低温性能好。
增塑剂在10份以下时对机械强度的影响不明显,当加5份左右的增塑剂时,机械强度反而最高,是所谓反增塑现象。
一般认为,反增塑现象是加入少量增塑剂后,大分子链活动能
力增大,使分子有序化产生微晶的效应。
加少量的增塑剂的硬制品,其冲击强度反而比没有加时小,但加大到一定剂量后,其冲击强度就随用量的增大而增大,满足普适规律了。
此外,增加增塑剂,制品的耐热性和耐腐蚀性均有下降,每增加一份增塑剂,马丁耐热下有时为了提高加工流动性才加入几份2~3。
因此,一般硬制品不加增塑剂或少加增塑剂。
降增塑剂。
而软制品则需要加入大量的增塑剂,增塑剂量越大,制品就越柔软。
DOP增塑剂的种类有邻苯二甲酸酯类、直链酯类、环氧类、磷酸酯类等,就其综合性能看,属耐寒增塑剂,长用于PVC制品配方中,直链酯类如DOS是一个较好的品种,可用于各种份为宜,环氧类增塑剂除耐寒性好以外,PVC相容性不好,一般以不超过8农膜中,它与3尤其与金属皂类稳定剂并用时有协同效应,环氧增塑剂一般用量为还具有耐热、耐光性,本身具有份。
电线、电缆制品需具有阻燃性,且应选用电性能相对优良的增塑剂。
PVC~5制品具有阻燃性,应加入阻燃增塑剂阻燃性,但经增塑后的软制品大多易燃,为使软PVC如磷酸酯及氯化石蜡,这两类增塑剂的电性能也较其他增塑剂优良,但随增塑剂用量增加,制品,应采用无毒增塑剂如环氧大豆油等。
电性能总体呈下降趋势。
对用于无毒用途的PVC至于增塑剂总量,应根据对制品的柔软程度要求及用途、工艺及使用环境不同而不同。
一份。
50份左右。
吹塑薄膜略低些,一般在45~50般压延工艺生产PVC薄膜,增塑剂总用量在三、稳定剂体系具有自催化作用,在高温下加工,极易放出HCL,形成不稳定的聚烯结构。
同时,HCLPVC进一步降解。
另外,如果有氧存在或有铁、铝、锌、锡、铜和镉等离子存在,都会使PVC降解起催化作用,加速其老化。
因此塑料将出现各种不良现象,如变色、变形、会对PVC龟裂、机械强度下降、电绝缘性能下降、发脆等。
为了解决这些问题,配方中必须加入稳用的稳定剂包括热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂定剂,尤其热稳定剂更是必不可少。
PVC和螯合剂。
配方设计时根据制品使用要求和加工工艺要求选用不同品种,不同数量的稳定剂。
,或是能够树脂放出的具有自催化作用的HCL
(一)热稳定剂热稳定剂必须能够捕捉PVC树脂的分解。
一般在配PVC与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反映,以阻止或减轻方中选用的热稳定剂的特点、功能与制品的要求来考虑。
例如:
铅盐稳定剂主要用在硬制品中。
铅盐类稳定剂具有热稳定剂好、电性能优异,价廉等特点。
但是其毒性较大,易污染制品,只能生产不透明制品。
近年来复合稳定剂大量出现,单组分的稳定剂已有被取代的危险。
复合稳定剂的特点是专用性强,污染小,加工企业配料简便等优点。
但由于无统一的标准,所以各家的复合稳定剂差异很大。
农膜中使用较广。
通常是钡镉锌和有机钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。
在PVC亚磷酸酯及抗氧剂并用。
钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂,用在食品包装与医疗器械、药品包装,但其稳定性相对教低,钙类稳定剂用量大时透明度差,易喷霜。
钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来提高其性能,最近已经国内已经有用于硬质管材的钙锌复合稳定剂出现。
硬制品与透明制品的较好品种,尤其辛基锡几醭PVC有机锡类热稳定剂性能较好,是用于粒浼鄹窠瞎蟆薅景爸破凡豢扇鄙俚奈榷?
br>
晌环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。
这类稳定剂与钡镉钙锌类稳定剂并用时能提高光与热的稳定性,其缺点是易渗出。
作辅助稳定剂的还有多元醇,有机亚磷酸酯类能。
稀土类稳定剂主要特点是加工性能优良,近年来还出现了稀土类稳定剂和水滑石系稳定剂,
而水滑石则是无毒稳定剂。
(二)抗氧剂PVC制品在加工使用过程中,因受热、紫外线的作用发生氧化,其氧化降解与产生游离基有关。
主抗氧剂是链断裂终止剂或称游离基消除剂。
其主要作用是与游离基结合,形成稳定的化合物,使连锁反应终止,PVC用主抗氧剂一般是双酚A。
还有辅助抗氧剂或过氧化氢分解剂,PVC辅助抗氧剂为亚磷酸三苯酯与亚磷酸苯二异辛酯。
主辅抗氧剂并用可发挥协同作用。
(三)紫外线吸收剂在户外使用的PVC制品,因受到它敏感波长范围的紫外线照射,PVC分子成激发态,或其化学键被破坏,引起游离基链式反应,促使PVC降解与老化。
为了提高抗紫外线的能力,常加入紫外线吸收剂。
PVC常用的紫外线吸收剂有三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD、OBS。
三嗪-5效果最好,但因呈黄色使薄膜略带黄色,加入少量酞菁蓝可以改善。
在PVC农膜中常用UV-9,一般用量0.2~0.5份。
属水杨酸类的TBS、BAD与OBS作用温和,与抗氧剂配合使用,会得到很好的耐老化效果。
对于非透明制品,一般通过添加遮光的金红石型钛白粉来改善耐候性,这时如果再添加紫外线吸收剂,则需要很大用量,不十分合算。
(四)螯合剂在PVC塑料稳定体系中,常加入的亚磷酸酯类不仅是辅助抗氧剂,而且也起螯合剂的作用。
它能与促使PVC脱HCL的有害金属离子生成金属络和物。
常用的亚磷酸酯类有亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯与亚磷酸二苯辛酯。
在PVC农膜中,一般用量为0.5~1份,单独用时初期易着色,热稳定性也不好,一般与金属皂类并用。
四、润滑剂
润滑剂的作用在于减少聚合物和设备之间的摩擦力,以及聚合物分子链之间的内摩擦。
前者称为外润滑作用,后者称为内润滑作用。
具有外润滑作用的如硅油、石蜡等,具有内润滑作用的如单甘酯,硬脂醇及酯类等。
至于金属皂类,则二者兼有。
另外需要说明的是,内外润滑的说法只是我们的一种习惯称谓,并没有明显的界限,有些润滑剂在不同的条件起不同的作用,如硬脂酸,在低温或少量的时候,能起内润滑作用,但当温度升高或用量增加时,它的外润滑作用就逐渐占优势了,还有一个特例是硬脂酸钙,它单独使用时作外润滑剂,但当它和硬铅及石蜡等并用时就成了促进塑化的内润滑剂了。
在硬质PVC塑料中,润滑剂过量会导致强度降低,也影响工艺操作。
对于注射制品会产生脱皮现象,尤其是在浇口附近会产生剥层现象。
对注射制品,硬脂酸和石蜡总用量一般为0.5~1份:
挤出制品一般不超过1份。
在软制品配方中,润滑剂用量太多,会起霜并影响制品的强度及高频焊接和印刷性。
而润滑剂太少则会粘辊,对吹塑薄膜而言,润滑剂太少会粘住口模,易使塑料在模内焦化。
同时,为了改善吹膜的发粘现象,宜加入少量的内润滑剂单甘酯。
生产PVC软制品时,润滑剂加入量一般小于1份。
五、填充料
在PVC中加入某些无机填料作为增量剂,以降低成本,同时提高某些物理机械性能(如硬度、PVC塑料配方的设计热变形温度、尺寸稳定性与降低收缩率),增加电绝缘性和耐燃性。
近年来,将无机填料纳米化,并将它运用到塑料中成为改性剂一直是研究热点,并已经有了部分研究成果如纳米碳酸钙增韧增强PVC,这其中要解决的重要问题就是如何将纳米产品均匀分散于塑料中。
.
在硬质挤压成型过程中,PVC制品一般的填料为碳酸钙和硫酸钡。
队注塑制品,要求有较好的流动性和韧性,一般宜用钛白粉和碳酸钙。
硬质制品的填料量在10份以内对制品的性能影响不大,近年来大家为了降低成本,使劲添加填料,这对制品的性能是不利的。
在软制品方面,加入适量的填料,会使薄膜具有手感很好的弹性,光面干燥而不显光亮,并有耐热压性高和永久形变小等优点。
在软制品配方常用到滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、钛白粉与陶土等填料。
其中滑石粉对透明性影响较小。
生产薄膜是,填料用量可达3份,多了影响性能。
同时要注意填料细度,否则易形成僵块,使塑料断裂。
在普通附层级电缆中主要添加碳酸钙;
绝缘级电缆附层中加入煅烧陶土,可以提高塑料耐热性和电绝缘性。
此外,三氧化二锑也可作为填料加入软制品中,以提高制品耐燃性。
六、着色剂
用于PVC塑料的着色剂主要是有机颜料和无机颜料。
PVC塑料对颜料的要求较高,如耐加工时高温,不受HCL影响,加工中无迁移,耐光等。
常用的有:
(一)红色主要是可溶性偶氮颜料、镉红无机颜料、氧化铁红颜料、酞菁红等;
(二)黄色主要有铬黄、镉黄和荧光黄等;
(三)兰色主要有酞菁蓝(四)绿色主要为酞菁绿;
(五)白色主要用钛白粉;
(六)紫色主要是塑料紫RL;
(七)黑色主要是碳黑。
另外,荧光增白剂用于增白,金粉、银粉用于彩色印花,珠光粉使塑料具有珍珠般散光。
七、发泡剂
PVC用的发泡剂主要是ADC发泡剂和偶氮二异丁腈及无机发泡剂。
另外,铅盐和镉盐也有助发泡作用,可使AC发泡剂的分解温度降到150~180℃左右。
发泡剂的用量根据发泡倍率而定。
八、阻燃剂
用于建材、电气、汽车、飞机的塑料,均要求有阻燃性。
一般含卤素、锑、硼、磷、氮等化合物均有阻燃作用,可作阻燃剂。
硬质PVC塑料由于含氯量高,本身具有阻燃性,对于PVC电缆、装饰墙壁及塑料帏布掺入阻燃剂,可增加其耐火焰性。
常用氯化石蜡、三氧化二锑(2~5份)、磷酸酯等阻燃剂。
磷酸酯类和含氯增塑剂也有阻燃性。
pvc塑料配方设计概要二
类型:
设计点击次数:
945
增塑剂的种类有邻苯二甲酸酯类、直链酯类、环氧类、磷酸酯类等,就其综合性能看,DOP是一个较好的品种,可用于各种PVC制品配方中,直链酯类如DOS属耐寒增塑剂,长用于农膜中,它与PVC相容性不好,一般以不超过8份为宜,环氧类增塑剂除耐寒性好以外,还具有耐热、耐光性,尤其与金属皂类稳定剂并用时有协同效应,环氧增塑剂一般用量为3~5份。
PVC本身具有阻燃性,但经增塑后的软制品大多易燃,为使软PVC制品具有阻燃性,应加入阻燃增塑剂如磷酸酯及氯化石蜡,这两类增塑剂的电性能也较其他增塑剂优良,但随增塑剂用量增加,电性能总体呈下降趋势。
对用于无毒用途的PVC制品,应采用无毒增塑剂如环氧大豆油等。
而{TodayHot}至于增塑剂总量,应根据对制品的柔软程度要求及用途、工艺及使用环境不同
不同。
一般压延工艺生产PVC薄膜,增塑剂总用量在50份左右。
吹塑薄膜略低些,一般在45~50份。
三、稳定剂体系
PVC在高温下加工,极易放出HCL,形成不稳定的聚烯结构。
同时,HCL具有自催化作用,会使PVC进一步降解。
另外,如果有氧存在或有铁、铝、锌、锡、铜和镉等离子存在,都会对PVC降解起催化作用,加速其老化。
因此塑料将出现各种不良现象,如变色、变形、龟裂、机械强度下降、电绝缘性能下降、发脆等。
为了解决这些问题,配方中必须加入稳定剂,尤其热稳定剂更是必不可少。
PVC用的稳定剂包括热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和螯合剂。
配方设计时根据制品使用要求和加工工艺要求选用不同品种,不同数量的稳定剂。
(一)热稳定剂热稳定剂必须能够捕捉PVC树脂放出的具有自催化作用的HCL,或是能够与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反映,以阻止或减轻PVC树脂的分解。
一般在配方中选用的热稳定剂的特点、功能与制品的要求来考虑。
铅盐稳定剂主要用在硬制品中。
复合稳定剂的特点是专用性强,污染小,加工企业配料简便等优点。
钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。
在PVC农膜{HotTag}中使用较广。
通常是钡镉锌和有机亚磷酸酯及抗氧剂并用。
钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂,用在食品包装与医疗器械、药品包装,但其稳定性相对教低,钙类稳定剂用量大时透明度差,易喷霜。
钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来提高其性能,最近已经国内已经有用于硬质管材的钙锌复合稳定剂出现。
有机锡类热稳定剂性能较好,是用于PVC硬制品与透明制品的较好品种,尤其辛基锡几乎成为无毒包装制品不可缺少的稳定剂,但其价格较贵。
环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。
近年来还出现了稀土类稳定剂和水滑石系稳定剂,稀土类稳定剂主要特点是加工性能优良,而水滑石则是无毒稳定剂。
(二)抗氧剂PVC制品在加工使用过程中,因受热、紫外线的作用发生氧化,其氧化降解与产生游离基有关。
(三)紫外线吸收剂在户外使用的PVC制品,因受到它敏感波长范围的紫外线照射,PVC分子成激发态,或其化学键被破坏,引起游离基链式反应,促使PVC降解与老化。
作用温和,OBS与BAD、TBS份。
属水杨酸类的0.2~0.5,一般用量UV-9农膜中常用PVC在.
与抗氧剂配合使用,会得到很好的耐老化效果。
(四)螯合剂在PVC塑料稳定体系中,常加入的亚磷酸酯类不仅是辅助抗氧剂,而且也起螯合剂的作用。
DOP与DBP对PVC糊树脂性能影响的比较
2007-07-2816:
58
由图6可看到,当DOP在增塑体系中的含量加大时,制品的邵氏A硬度呈逐渐升高的趋势。
这是因为在DOP/BP增塑体系中,由于DOP的分子量大于DBP的分子量,而且其粘度也大于DBP的粘度,所以当增塑剂的总量不变时,DOP的含量越大则制品的硬度越大。
但是由于[3]。
的迁移性和抽出性均大于DOP,所以在制品中很少单独用作增塑剂DBP
(五)增塑剂对制品撕裂强度的影响
1.DOP与DBP加入量对制品撕裂强度的影响
图7为增塑剂加人量对制品撕裂强度的影响。
由图7可见,随着DOP、DBP加人量的增加,制品的撕裂强度越来越小,但是变化趋势却越来越趋平缓。
作为处于粘弹态的增塑PVC,随着增塑剂含量的增大,大分子之间的作用力减小,抵抗外力的能力不断下降。
但在保持三维网状结构的情况下,仍有相应的撕裂强度[4]。
2.DOP在增塑体系(DOP/DBP)中的含量对制品撕裂强度的影响
当PVC糊树脂为100份,DOP+DBP=80份时,DOP在增塑体系(DOP/DBP)中的含量对。
8制品撕裂强度的影响见图
由图8可以清楚地看到,随着DOP在增塑体系中的含量增加,制品的撕裂强度呈上升的趋势,这是因为DOP的分子进人PVC大分子后,在撕裂时所需要的能量比DBP大。
三、PVC增塑糊的应用
通过研究增塑剂DOP与DBP的配比对PVC糊树脂性能的影响,进而了解各种配比与性能之间的关系,以获得最佳的综合性能。
参考本研究结果设计合理配方,得到的PVC增塑糊经搪塑、旋转模塑。
浸渍成型、发泡等工艺可以制作汽车座手靠、仪表板表皮、换挡器套、座椅垫等汽车内装饰件,这些内装饰件都能如实复制精致的模具表面图案和构型,都具有良好的耐热性、抗冲击性、抗撕裂性,而且手感和外观良好。
同时利用这种增塑糊配制胶粘剂可以用来粘接某些汽车部件。
(四)性能测试
拉伸性能按GB/T6344-86测试;
邵氏硬度按GB/T2411-89测试;
撕裂强度按GB/T10808-89测试。
二、结果与讨论
(一)增塑剂的选择
邻苯H甲酸酯类增塑剂是PVC糊树脂较常用的增塑剂,常用的品种有DOP、DBP、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)。
邻苯H甲酸H异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸丁节酯(BBP)等。
其中,DOP是最为普遍采用的增塑剂,它性能全面,广泛应用于各种PVC,通常用作主增塑剂;
DBP与PVC的相容性好,但具有较大挥发性,对PVC糊树脂粘度影响较大。
笔者选择DOP与DBP作为PVC糊树脂的增塑剂。
(二)增塑剂对制品拉伸强度的影响
1.IDOP与DBP加入量对制品拉伸强度的影响
图1为增塑剂加人量对制品拉伸强度的影响。
由图1可见,随着DOP、DBP用量的增加,制品的拉伸强度呈下降趋势,且DBP下降的幅度明显快于DOP,这是由DOP、DBP本身的性质决定的。
作为小分子增塑剂,这两者的增塑机理基本上是一致的。
小分子增塑剂通常为油状液体,加人PVC糊树脂中后,经过塑化,液体增塑剂扩散到PVC大分子间,形成均匀的、具有一定柔软性的材料[2]。
由于DBp的分子量较小、分子极性大于DOP,DBP对PVC的溶剂,所以当加人量较大时,制品的拉伸强度下降较快。
DOP化程度高于
2.DOP在增塑体系(DOP/DBP)中的含量对制品拉伸强度的影响
当PVC糊树脂为100份,DOP+DBP=80份时,DOP在增塑体系(DOP/DBP)中的含量对制品拉伸强度的影响见图2。
由图2可见,当增塑剂总量不变的时候,DOP和DBP的含量各占50%时,会出现一个比较平缓的峰,这种现象表明,DOP/DBP的配合体系有一个最佳配比,这个配比约为1∶1,此时制品的拉伸强度达到最大。
(三)增塑剂对制品断裂伸长率的影响
1.DOP与DBP加入量对制品断裂伸长率的影向
图3为增塑剂加人量对制品断裂伸长率的影响。
由图3可见,随着DOP和DBP加人量的增加,制品的断裂伸长率呈增大的趋势。
这是由于当增塑剂加人PVC中,经搅拌,低分子的增塑剂进人PVC树脂粒子内部,被粒子吸收。
树脂粒子发生溶胀,当升温时就凝胶化了「2]。
因为
DOP与DBP属于低分子物质,与树脂结合时,使树脂软化,具有弹性。
这样PVC糊树脂制品就具有了橡胶的特征。
断裂时伸长率就会很大。
2.DOP在增塑体系(DOP/BP)中的含量对制品断裂伸长率的影响
当PVC糊树脂为100份,DOP+DBP=80份时,DOP在增塑体系(DOP/BP)中的含量对制品断裂伸长率的影响见图4。
由图4可知,随着DOP加人量的增加,制品的断裂伸长率会出现一个平缓的峰。
说明在增塑剂加人总量一定的情况下,DOP和DBP的加人量在一定比例下会使断裂伸长率达到一个最好的效果。
这个最佳的比例约为卜。
之所以会出现这种情况是由DOP和DBP本身的性质决定的。
(四)增塑剂对制品邵氏A硬度的影响
1.DOP与DBP加入量对制品邵氏A硬度的影响。
图5为增塑剂加人量对制品邵氏A硬度的影响。
由图5可明显地看到,当DOP、DBP的用量增加,制品的邵氏A硬度呈明显下降趋势。
DOP、DBP的用量开始加大时,制品的邵氏A硬度下降幅度大;
DOP、DBP的用量继续加大时,制品的邵氏A硬度变化渐趋平缓,变化的幅度越来越小,这是因为此时增塑PVC的分子链之稍大。
DBP对硬度的影响比DOP还可知,5间形成了三维网状结构所致。
由图
硬度的影响DOP/BP)中的含量对制品邵氏A在增塑体系(2.DOP)中的含量对DOP/BPDOP在增塑体体系(=DOP+DBP80份时,当PVC糊树脂为100份,。
硬度的影响见图6制品邵氏APVC糊树脂性能影响的比较对DOP与DBP
(2007-03-2815:
27:
49)
但是由于DBP的迁移性和抽出性均大于DOP,所[3]。
以在制品中很少单独用作增塑剂
为增塑剂加人量对制品撕裂强度的影响。
7图
但在保持三维网状[4]。
结构的情况下,仍有相应的撕裂强度
当PVC糊树脂为100份,DOP+DBP=80份时,DOP在增塑体系(DOP/DBP)中的含量对制品撕裂强度的影响见图8。
由图8可以清楚地看到,随着DOP在增塑体系中的含量增加,制品的撕裂大分子后,在撕裂时所需要PVC的分子进人DOP强度呈上升的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PVC 配方 设计 剖析
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)