懸浮ACR接枝共聚樹脂與普通PVC共混樹脂性能比較

張?zhí)m華

（河北盛華化工有限公司，河北張家口075000）

懸浮ACR接枝共聚樹脂與普通PVC共混樹脂性能比較

張?zhí)m華

（河北盛華化工有限公司，河北張家口075000）

在相同的實驗檢測條件下，對比分析了懸浮ACR接枝共聚樹脂與PVC SG-5、PVC SG-5和抗沖改性劑CPE（或ACM）共混樹脂基本物理力學性能、流變性能等的差異。比較結果表明，懸浮ACR接枝共聚樹脂更具有優(yōu)勢。

懸浮ACR-g-VC；共混樹脂；性能測試

聚氯乙烯（PVC）是一種產量大、綜合性能優(yōu)良的通用樹脂，其制品具有硬度大、強度高、難燃、耐腐蝕、絕緣等特點，廣泛應用于建筑業(yè)、農業(yè)、工業(yè)等領域。但是硬質PVC制品的缺口沖擊強度很低，常溫下只有5 kJ/m3左右，受沖擊時極易脆裂，因此，在加工配方中需要添加必要的沖擊改性劑以獲得足夠的沖擊性能，達到增韌增強的目的。目前，國內提高PVC硬制品的沖擊性能幾乎全部采用共混增韌的方法，即在PVC樹脂中加入沖擊改性劑如CPE、MBS、ACM等以提高產品韌性，屬于物理改性。這種方法制做出的產品存在著韌性和剛性不能同時兼顧、對共混加工條件依賴性強、分散性差、助劑相互吸收不好、增韌效率低等缺點。因此，研究生產一種既能保證產品強度又具有高韌性的PVC專用樹脂來取代上述共混樹脂是必要的。

河北盛華化工有限公司和河北工業(yè)大學在國內外對高抗沖PVC合成研究的基礎上，詳細地進行了聚合配方和工藝的設計與探索，共同開發(fā)研制了懸浮法ACR接枝共聚高抗沖樹脂。該樹脂是以ACR為基質，接枝氯乙烯單體形成以ACR為主鏈，PVC為支鏈的共聚物。由于ACR懸浮樹脂是經過ACR改性的專用樹脂，其ACR含量約為6%，在使用該樹脂加工制品的配方中，不必另外加入增韌改性劑。是一種經過化學改性的樹脂，克服了物理改性共混料分散不勻、助劑相互吸收不好等缺點，在不影響其他指標的前提下，同樣能達到更優(yōu)異的增韌效果。本研究采用對比實驗，在所用助劑和檢測條件都相同的情況下，以PVCSG-5樹脂中加入10份CPE或10份ACM（通常管材生產配方中加入的沖擊改性劑的量），來與懸浮ACR樹脂以及PVCSG-5樹脂性能做比較。為了不改變材料本身的性能，助劑中只加內、外潤滑劑和熱穩(wěn)定劑，不添加其他改性劑和助劑。

1 實驗部分

1.1 主要原料

PVCSG-5型樹脂，河北盛華化工有限公司；懸浮ACR樹脂，公司自產；CPE135，淄博濟維澤化工有限公司；ACM，濰坊東臨化工有限公司；十八醇，硬脂酸鈣，有機錫熱穩(wěn)定劑8831，國產市售；試劑級二氯甲烷，分析純，國產市售。

1.2 主要儀器與設備

高速混合機（10 L，轉速1 430 r/min），張家港市欣東亞電機制造有限公司；開放式煉塑機（SK-160），江都市天發(fā)試驗機械廠；平板硫化機（XLB-D），湖州順力橡膠機械有限公司；壓力試驗機，濟南恒瑞金試驗機有限公司；萬能試驗機（WDW-20），承德德盛檢測設備有限公司；簡支梁沖擊試驗機（XJ-5），承德德盛檢測設備有限公司；高低溫濕熱試驗箱（DEJC-100），廈門德儀設備有限公司；轉矩流變儀（XSS-300），上?？苿?chuàng)橡塑機械設備有限公司；試樣鋸、缺口制樣機、啞鈴型制樣機、熱變形、維卡軟化溫度測定儀（RV-300F）、二氯甲烷浸漬性試驗機（XQZ-20），均為承德精密試驗機有限公司制造。

1.3 主要測試方法

依據GB/T1040.2-2006《塑料拉伸性能的測定》、GB/T9341-2008《塑料彎曲性能的測定》、GB/T1043-93《硬質塑料簡支梁沖擊試驗方法》、GB/ T1634.2-2004《塑料負荷變形溫度的測定》、GB/ T1633-2000《熱塑性塑料維卡軟化溫度的測定》、GB/T13526-92《硬聚氯乙烯管材二氯甲烷浸漬試驗方法》。

1.4 試樣制備工藝

1.4.1 配料、混料工藝

在一定量的懸浮ACR樹脂、PVCSG-5型樹脂、PVC SG-5型樹脂中加10份CPE及PVC SG-5型樹脂加10份ACM的混合料中分別加入0.8%的十八醇、0.8%的硬脂酸鈣及2%的液體熱穩(wěn)定劑8831，手動攪拌至8831分散開，放入高速混合機內，攪拌至溫度不低于100℃，出料，放至常溫，等待煉塑。

1.4.2 煉塑工藝

采用雙輥煉塑，前輥溫度為182℃，后輥溫度為180℃，前輥溫度較后輥溫度略高，這樣，片材容易粘到前輥上，方便操作。前輥轉速為8.95m/min，后輥轉速為12.06m/min（機器出廠時已調好）。粉料放進煉塑機內全部塑化后，先薄通4次（片材厚度為0.40~0.50mm），之后厚通4次（片材厚度約1.0mm左右），再薄通4次，最后，厚通出片（從進料開始到出片，輥壓時間約為5min），出片厚度為1.05~1.10mm。

1.4.3 壓板工藝

將上述片材裁剪成一定尺寸，每次把4片置入模具中，在平板硫化機上熱壓成型，熱壓溫度為180~185℃，預熱（可加1MPa壓力）6min，之后，加壓至5.0～6.0MPa，保持4min，然后，移到常溫壓力試驗機上，施加一定壓力，以試樣不改變熱壓時的厚度為宜，冷壓至試樣溫度達到室溫，即可得到（4±0.2）mm厚度的板材試樣。

1.4.4 制備試樣

利用試樣鋸，缺口制樣機，啞鈴型制樣機，將上述壓成的試樣制成所需要的規(guī)格樣條，去掉每個樣條的毛刺后，在23℃的恒溫環(huán)境下放置24 h后，量尺寸再分別進行性能檢測。

2 測試部分

2.1 拉伸性能

按照GB/T1040.2-2006《塑料拉伸性能的測定》測試。樣條選用GB/T1040.2-2006中1B型試樣，拉伸速度為20mm/min。

2.2 彎曲性能

按照GB/T9341-2008《塑料彎曲性能的測定》測試。樣條尺寸為長度（80±2）mm；寬度（10.0±0.2）mm；厚度（4.0±0.2）mm；跨度為64 mm，試驗速度為2 mm/min。

2.3 維卡軟化溫度

按照GB/T1633-2000《熱塑性塑料維卡軟化溫度的測定》測試。樣條為邊長10mm的正方形，采用A50法，即用10N的力，加熱速率為50℃/h，使用的傳熱介質為甲基硅油（閃點為260℃以上）。

2.4 負荷變形溫度

按照GB/T1634.2-2004《塑料負荷變形溫度的測定》測試。樣條尺寸為：長度（80±2）mm；寬度（10.0±0.2）mm；厚度（4.0±0.2）mm；跨度64mm。采用平放試驗，A法（即施加的彎曲應力為1.80MPa），加熱速率為120℃/h。

2.5 缺口沖擊強度

按照GB/T1043-93《硬質塑料簡支梁沖擊試驗方法》測試。樣條尺寸為長度（80±2）mm；寬度（10.0±0.2）mm；厚度（4.0±0.2）mm。采用C型缺口類型（缺口寬度2mm）。試樣分2部分，一部分在23℃進行常溫沖擊，使用4 J擺錘；另一部分在-10℃的恒溫下放置1 h后，進行低溫沖擊，使用1 J擺錘。

2.6 流變性能

用轉矩流變儀，在恒定溫度180℃和轉速40 r/min的條件下，分析1.4.1中混好的干混料的流變性能。

2.7 二氯甲烷浸漬試驗

參照GB/T13526-92《硬聚氯乙烯管材二氯甲烷浸漬試驗方法》測試。將1.4.4中制好的試樣切成長寬為5 cm×3 cm的長方形，用細砂紙打磨平整表面，放在恒溫15℃的二氯甲烷溶液中浸漬15min，取出，常溫放置15min，觀察其表面破壞程度。

3 結果與分析

以上所有試樣均在23℃恒溫下放置24 h以上，除-10℃（在-10℃下放置1 h）簡支梁沖擊強度外，其他項目都在23℃恒溫下檢測。測試結果分別見表1、表2。比較樹脂或其混料的流度曲線圖見圖1。

表1 懸浮ACR和PVC SG-5型樹脂及其共混料基本性能比較

表2 懸浮ACR和PVC SG-5型樹脂及其共混料流變性能比較

從表1可以看出，懸浮ACR樹脂的絕大部分測試項目數據都要高于PVCSG-5型樹脂及PVC樹脂加入10份CPE（或ACM），并且在不降低拉伸強度、彎曲強度等剛性指標的前提下，缺口沖擊強度、斷裂伸長率等韌性指標要遠遠高于它們的混合料，說明懸浮ACR樹脂具有很好的抗沖擊韌性，而且在低溫條件下也具有較好的沖擊強度，維卡軟化溫度及負荷變形溫度等指標與共混料相比比較接近。

從表2、圖1可看出，PVCSG-5型樹脂及其共混料都有一定的塑化時間，而ACR樹脂流變曲線則沒有明顯的最大、最小扭矩，說明很容易熔融塑化。4種材料到達熔融平衡點的時間沒有太大差別，均為5min左右，但是懸浮ACR樹脂的平衡扭矩卻要比另外3種材料小近5Nm，說明其流動性能很好，易于加工。另外，PVCSG-5試樣顏色發(fā)黃、透明，其與CPE或ACM的共混料試樣顏色也發(fā)黃、不透明，而懸浮ACR樹脂的試樣顏色更白、更光亮、不透明，說明其更適于加工成白色不透明制品。

通過結果，ACR樹脂和PVCSG-5型樹脂表面和斷面沒有受到破壞，而另2種共混料斷面沒有破壞，表面有很明顯的破壞，說明在相同的工藝條件下制備的試樣成品，共混料的塑化程度和均一性不及懸浮ACR樹脂和PVCSG-5樹脂。

4 結論

（1）懸浮ACR接枝共聚樹脂的各項性能指標明顯優(yōu)于PVCSG-5樹脂及其與CPE或ACM的共混料，尤其是在不降低拉伸強度、彎曲強度等指標的前提下，缺口沖擊強度大幅提高。

圖1 懸浮ACR和PVC SG-5型樹脂及其共混料流變曲線

（2）懸浮ACR接枝共聚樹脂比共混料容易塑化、流動性好、易于加工、而且顏色更白、更光亮，加工成白色不透明制品更具有優(yōu)勢。

（3）在相同的工藝條件下，懸浮ACR樹脂的塑化程度和均一性要好于PVCSG-5樹脂與CPE或ACM的共混料。

（4）懸浮ACR接枝共聚樹脂的各性能指標都比較好，尤其是抗沖擊方面更有優(yōu)勢，而且克服了共混料分散不勻、助劑相互吸收不好等缺點，可作為一種新型的專用高抗沖樹脂在加工生產中得到推廣。

Performance com parison between suspension ACR-g-VC copolymer resin and PVC SG-5m ixed resin

ZHANG Lan-hua
(Chlor-alkaliengineering centerofHebeiShenghua ChemicalCo.Ltd.,Hebei,Zhangjiakou,075000)

The basic physical and mechanical performance was analyzed among suspension ACR-g-VC copolymer resinwith high impact,PVCSG-5 resin,PVCSG-5 resin add 10%CPE and PVCSG-5 resin add 10%ACM in the same test conditions.Itwas concluded that suspension ACR-g-VC copolymer resin with high impacthadmore excellentphysicalandmechanical performance,and especially its impactstrength was much higher than othermixed resin.It isa kind ofhigh impact resin.

suspension ACR-g-VC;mixed resin;performance test

book=17,ebook=33

TQ325.3

B

1009－1785(2012)06-0017-04

2011-11-22

張?zhí)m華（1969—），女，工程師，1992年畢業(yè)于河北輕化工學院（今河北科技大學）有機化工專業(yè)，負責河北盛華化工有限公司氯堿工程技術研究中心從事分析檢測工作。