前言：聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，簡(jiǎn)稱PVC)，是中國第一、世界第二大通用型合成樹脂材料，由于具有優(yōu)異的難燃性、耐磨性、抗化學(xué)腐蝕性、綜合機(jī)械性、制品透明性、電絕緣性及比較容易加工等特點(diǎn)，目前，PVC已經(jīng)成為應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的塑料品種之一，在工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、日常生活、包裝、電力、公用事業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，與聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS統(tǒng)稱為五大通用樹脂。

聚氯乙烯是一種無毒、無臭的白色粉末。它的化學(xué)穩(wěn)定性很高，具有良好的可塑性。除少數(shù)有機(jī)溶劑外，常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90%以下的硫酸、50～60%的硝酸及20%以下的燒堿，對(duì)于鹽類亦相當(dāng)穩(wěn)定；PVC的熱穩(wěn)定性和耐光性較差，在140℃以上即可開始分解并放出氯化氫(HCl)氣體，致使PVC變色。PVC的電絕緣性優(yōu)良，一般不會(huì)燃燒，在火焰上能燃燒并放出HCl，但離開火焰即自熄，是一種“自熄性”、“難燃性”物質(zhì)。基于上述特點(diǎn)，PVC主要用于生產(chǎn)型材、異型材、管材管件、板材、片材、電纜護(hù)套、硬質(zhì)或軟質(zhì)管、輸血器材和薄膜等領(lǐng)域。

    PVC的用途廣泛，在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用其性能還顯不足，所以需要通過改性來增強(qiáng)其性能。例如增加其阻燃性、耐熱性、韌性、抗沖擊能力等。改性方法有化學(xué)改性和物理改性，化學(xué)改性是在PVC鏈段上引入其它單元，通過改變其整體結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)改性，物理改性是改性劑與PVC共混，從而改變物質(zhì)性能，增加所需性能。下面介紹幾種主要的增韌共混改性。

1.PVC增韌共混改性方式

1.1  PVC／ABS共混增韌改性

ABS與PVC溶解度參數(shù)相近，經(jīng)SEM分析發(fā)現(xiàn)二者有良好的相容性。楊育芹等研究發(fā)現(xiàn)PVC與ABS質(zhì)量比為70：30時(shí)，懸臂橋沖擊強(qiáng)度達(dá)377．4 J／m²，與PVC基體的43．1 J／m2相比，提高了將近10倍。若在PVC與ABS的共混體系中加入CPE，體系的沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率大幅度提高，而拉伸強(qiáng)度隨CPE用量的增加而下降。CPE用量約在5份時(shí)，ABS／PVC／CPE共混體系的彈性模量出現(xiàn)最大值。

1.2  PVC／TPU共混增韌改性

TPU是一種新型的熱塑性樹脂，具有較高的力學(xué)性能，彈性好，耐油、耐磨、介電性能好等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較高。其中聚酯型，TPU改性軟質(zhì)PVC效果要好于聚醚型TPU，加入約10份時(shí)拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率均出現(xiàn)最大值，而壓縮永久變形出現(xiàn)最小值，綜合性能最佳，但是二者的相容性差。方少明等將SBS—g—MMA接枝聚合物作為PVC／TPU的增容劑，與一般的彈性體或者橡膠增韌PVC相比，PVC／TPU／SBS—g—MMA共混體系沖擊強(qiáng)度得以改善的同時(shí)，保持了較高的拉伸強(qiáng)度，有較高的實(shí)用價(jià)值。

1.3  PVC／EVA共混增韌改性

EVA是乙烯與醋酸乙烯酯共聚而成的一種橡膠彈性體。EVA對(duì)PVC的增韌機(jī)理剪切帶約占90％，銀紋化約占10％，適當(dāng)數(shù)量的孔穴化也有利于材料的增韌。利用醋酸乙烯酯含量為48％的EVA占體系的6～8份時(shí)，共混物的抗沖擊強(qiáng)度改進(jìn)最明顯，當(dāng)EVA占7．5份時(shí)，EVA成為連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，體系沖擊強(qiáng)度最大，隨EVA含量增加，體系的沖擊性能、加工性能和光穩(wěn)定性增加，而模量、強(qiáng)度和熱變形溫度下降。章長(zhǎng)明等以丙烯酸酯類多官能團(tuán)不飽和單體為交聯(lián)敏化劑，采用電子束對(duì)PVC與EVA共混物進(jìn)行輻照交聯(lián)，發(fā)現(xiàn)VA質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高的EVA越有利于促進(jìn)PVC輻照交聯(lián)，共混體系的凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，力學(xué)性能及熱延伸性能的改善越明顯。

1.4  PVC／CPE共混增韌改性

CPE是通過在在聚乙烯分子鏈上引入氯原子得到的一種韌性高分子聚合物，含氯量小于36％的CPE體系，結(jié)晶度高，相容性差；而含氯量高于42％的CPE體系，彈性差。whittle A J等研究了不同含量的CPE對(duì)PVC的韌性影響，在他們的測(cè)試范圍內(nèi)，復(fù)合材料的韌性與CPE幾乎成線性關(guān)系。王士才等采用cPE增韌Pvc時(shí)發(fā)現(xiàn)增韌效果主要與氯含量和制備條件有關(guān)，摩爾質(zhì)量影響不大。用含氯量36％的CPE 7．15份(占體系質(zhì)量份數(shù)，下同)時(shí)，增韌效果突出，綜合性能最佳。

1.5 PVC／NBR共混增韌改性

NBR是增韌PVC最早商品化的改性劑，因其耐油、耐老化、耐腐蝕且與PVC相性好等優(yōu)點(diǎn)而倍受青睞。Mano等111J發(fā)現(xiàn)PVC與NBR在150℃下進(jìn)行機(jī)械共混時(shí)，兩相之間具有較好的相容性，體系交聯(lián)結(jié)構(gòu)的存在使體系具有良好的綜合力學(xué)性能。隨著NBR含量的增大，體系的斷裂伸長(zhǎng)率迅速增大，但拉伸強(qiáng)度有所下降。在PVC／NBR(質(zhì)量比)為75／25時(shí)，體系的拉伸強(qiáng)度為32 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)175％，表現(xiàn)出較好的韌性。Liu z H等將NBR相呈準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)態(tài)分布于PVC中，其增韌效果要優(yōu)于簡(jiǎn)單共混。Schwarz H F等發(fā)現(xiàn)羧酸化的丁腈橡膠(XN．BR)對(duì)PVC的增韌效果比NBR的要好，共混物的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、模量均比NBR更高，且耐磨性更好。Ishiaku等將NBR加人PVC／NR共混物中，既可增韌，又可改善共混物的抗氧老化性能。游長(zhǎng)江等利用有機(jī)膨潤土改性NBR所得的復(fù)合材料用于改性PVC，增韌效果好且能保持較高的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。

1.6  PVC／其他彈性體共混增韌改性

Dompas等提出了丙烯酸酯對(duì)PVC的增韌機(jī)理，由于其中的孔隙形變減弱了PVC的約束應(yīng)力，使這種應(yīng)力低于材料的斷裂強(qiáng)度，從而產(chǎn)生大面積的塑性形變，因而沖擊強(qiáng)度大幅度提高。在ACR為3份時(shí)，它在PVC中呈顆粒狀，并且粒徑發(fā)生了較大的變形和界面空化；當(dāng)ACR為8份時(shí)，在PVC中形成了清晰的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Canter等在配方中加入含磺化彈性體以降低PVC的Tg。Galvez等將硬質(zhì)PVC、PP與一種起增容作用的接枝乙烯基化合物的乙烯基的共聚物共混，其流動(dòng)性能比傳統(tǒng)的軟質(zhì)PVC更好。潘明旺等自制了3種ACR-g-PVC復(fù)合粒子，其常溫缺口沖擊強(qiáng)度隨ACR含量增加而顯著提高，其突躍點(diǎn)的發(fā)生具有等橡膠效應(yīng)，其臨界橡膠含量約為4％，且P(BA．EHA)比核一殼ACR I或ACRⅡ具有更高的增韌效率。楊波等[28]用韌性貢獻(xiàn)率探討了彈性體CPE，si02對(duì)PVC的協(xié)同增韌效果，當(dāng)CPE用量為6份，si02用量為4份時(shí)，PVC／CPE／Si02復(fù)合體系的沖擊強(qiáng)度達(dá)一最大值12．2kJ／m²，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度下降不明顯，且模量均比純PVC高，同時(shí)該體系的熱穩(wěn)定性由于PVC、PVC／CPE、PVC／si0₂，但對(duì)PVC維卡軟點(diǎn)的影響不明顯。

2. PVC／ABS共混改性

    ABS樹脂是在聚苯乙烯改性的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的三元共聚物,它體現(xiàn)了三種組分丙烯腈2丁二烯2苯乙烯的協(xié)同性能。由于它具有價(jià)格較低、綜合性能優(yōu)良的特點(diǎn),廣泛地應(yīng)用于汽車、電子電器、輕工家電和建筑等行業(yè)。但其卻存在一些缺陷,如不阻燃、耐熱性較差、成本偏高等,這些缺陷的存在在很大程度上限制了其進(jìn)一步拓寬應(yīng)用領(lǐng)域,同時(shí)也有被PP、PS 等通用樹脂排擠的危險(xiǎn),因此,國內(nèi)外都在加緊ABS樹脂的研究,相繼研究開發(fā)出了許多新牌號(hào)ABS樹脂。而通過將ABS樹脂與其他高聚物共混,制備ABS共混合金是提高ABS性能、降低成本的一個(gè)必備手段,ABS/ PVC共混合金便是其中一個(gè)。

    根據(jù)朱偉平的研究得出PVC與ABS共混中各條件對(duì)產(chǎn)物各性能影響如下。

2.1  PVC用量對(duì)ABS/ PVC體系性能的影響

2.1.1  PVC用量對(duì)ABS/ PVC 體系力學(xué)性能的影響

隨著加入的PVC量大,共混物的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度增大;并且在20phr后變化較明顯這是因?yàn)?/span>PVC為脆性材料,它受到?jīng)_擊時(shí)會(huì)在兩相界面誘發(fā)大量銀紋,吸收沖擊能,同時(shí)ABS中的丁二烯橡膠組分也會(huì)誘發(fā)大量的銀紋,吸收沖擊能,銀紋的相互干擾又導(dǎo)致銀紋的終止。這樣,ABS/ PVC合金在ABS含量較高時(shí),合金的沖擊強(qiáng)度隨PVC含量的增加而上升。

2.1.2  PVC用量對(duì)ABS/ PVC 共混體系熔融流動(dòng)性能的影響

隨著PVC用量的逐漸增加,體系熔融流動(dòng)性逐漸下降, 在PVC用量0 ～10phr 和20 ～30phr 范圍內(nèi),體系熔融流動(dòng)性逐漸下降比較緩慢。這是因?yàn)?/span>PVC的熔體粘度高,ABS/ PVC 是半相容體系,體系的粘度較大,所以隨著PVC 含量的增大,共混物的熔體流動(dòng)性下降。由于PVC 的熱敏感性強(qiáng),熱穩(wěn)定性相對(duì)ABS差,所以盡管加入了PVC的熱穩(wěn)定劑,共混物的耐熱性仍隨PVC 含量的增加而呈降低趨勢(shì)。

2.1.3 PVC用量對(duì)ABS體系耐熱性能的影響

隨著PVC含量的增加(0～40phr) ,體系的熱變形溫度下降,表明制品耐熱性下降,這與PVC本身耐熱性低于ABS有關(guān),但總體來說下降幅度并不大。

2.1.4 　PVC用量對(duì)ABS 燃燒性能的影響

    隨PVC加入量增多,體系內(nèi)含鹵量逐漸增多,表現(xiàn)為共混物的阻燃性能增大,但僅靠加入PVC還遠(yuǎn)不能達(dá)到UL94 V - 0 級(jí),還應(yīng)配合使用復(fù)合阻燃劑,只是復(fù)合阻燃劑用量可以減少,從而可以降低成本。

2.2 　相容劑對(duì)ABS/ PVC共混體系性能的影響

    ABS 與PVC具有一定的相容性,這是由于ABS中SAN與PVC極性將近,但二者的相容程度如何還要看ABS中膠含量多少、橡膠粒子在ABS中分布情況、ABS中SAN與PBL界面形態(tài)以及PVC在共混體系中的含量,因此一般說來不同牌號(hào)的ABS由于在ABS組分中膠含量不同、橡膠粒子在ABS中分布情況不同以及ABS 中SAN 與PBL 界面形態(tài)的差異表現(xiàn)為與PVC相容程度不同。為了最大程度上改善二者的相容性,通常要在ABS與PVC共混過程中加入適宜的相容劑。作為ABS與PVC相容劑通常可選用市場(chǎng)銷售的CPE、SBS、ACR 等,但這些材料作為相容劑,相容效果還要與ABS和PVC牌號(hào)相配才能實(shí)現(xiàn)。我們所研制開發(fā)的ABS與PVC相容劑是采用原位聚合技術(shù),在苯乙烯、丙烯氰共聚的同時(shí)引入活性點(diǎn),在適宜的工藝條件下接入不同含量的甲基丙烯酸甲酯,經(jīng)聚合而生成的YW相容劑,所制作的YW系列相容劑是根據(jù)所接入的甲基丙烯酸甲酯含量來確定的。下面就相容劑對(duì)ABS/ PVC共混體系性能影響進(jìn)行分析討論。

2.2.1 　相容劑對(duì)ABS/ PVC 混合體系力學(xué)性能的影響

    由于對(duì)于ABS/ PVC 共混物,在界面層內(nèi)或界面層與兩相之間存在著ABS、PVC 兩組分聚合物之間粘合的好壞和兩組分聚合物鏈段相互之間擴(kuò)散程度大小的問題,而兩組分聚合物粘和好壞和鏈段的擴(kuò)散程度對(duì)共混物的性能,尤其是力學(xué)性能具有決定性作用,粘合越好,擴(kuò)散程度越小,則力學(xué)性能越優(yōu)異。因此,通過測(cè)定共混物力學(xué)性能可以定性評(píng)價(jià)共混物相容性好壞。

由于CPE本身具有一定的韌性,當(dāng)ABS/ PVC合金中加入CPE作為體系的相容劑時(shí),制品的沖擊性能有很大幅度的改善,但同時(shí)也應(yīng)看到,加入體系中CPE后制品的其他性能如拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量等都減小了,這表明加入CPE后只能改善制品的沖擊性能,而對(duì)制品的其他力學(xué)性能貢獻(xiàn)不大,因此CPE作為ABS/ PVC共混物相容劑具有很大局限性.體系中加入YW系列相容劑后對(duì)制品力學(xué)性能有不同程度的影響,就整體而言,應(yīng)選用YW2 作為ABS/ PVC共混體系的相容劑,這是由于因此YW與PVC及ABS均有較好的相容性,使得它能有效地降低界面張力和界面層厚度,從而提高兩相之間的粘合力。

2.2.2   相容劑對(duì)ABS/ PVC 共混體系流變性能的影響

    由于的流變性能直接關(guān)系到加工性能,是成型加工的重要參數(shù)。在一定工藝條件下,如溫度及剪切應(yīng)力條件下,聚合物都有各自的流變性能。通過測(cè)定在一定溫度及剪切應(yīng)力條件下,共混物各自的流變性能和形成共混物后的流變性能,同時(shí)運(yùn)用等粘點(diǎn)理論和軟包硬法則(軟相通常粘度較小,易成為連續(xù)相;而硬相粘度較大,易成為分散相) ,可以通過流變手段評(píng)價(jià)共混物相容性,預(yù)測(cè)共混物形態(tài),進(jìn)而預(yù)測(cè)共混物性能。

    在ABS與PVC共混體系中加入YW相容劑明顯提高了共混物的熔融流動(dòng)性,而體系中加入CPE 卻使共混物的熔融流動(dòng)性下降,由于熔融指數(shù)在一定程度上反映了物料的流變性能,因此可以這樣認(rèn)為,在ABS 與PVC共混體系中加入YW相容劑改善了物料的流變性能,從流變角度來講改善了ABS 與PVC的相容性,其中YW2和YW3比較理想。

2.2.3   分子運(yùn)動(dòng)測(cè)定法研究相容劑對(duì)共混體系相容性的影響

   　由于聚合物的玻璃化溫度(Tg) 是高聚物的一個(gè)重要特性參數(shù),是高聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的溫度。從分子結(jié)構(gòu)上講,玻璃化轉(zhuǎn)變是主聚合物無定型部分從凍結(jié)狀態(tài)到解凍狀態(tài)的一種松馳現(xiàn)象,而不是相轉(zhuǎn)變那樣有相變熱,所以他是一種二級(jí)相變(高分子動(dòng)態(tài)力學(xué)中稱為主轉(zhuǎn)變) 。Tg 是高分子鏈段運(yùn)動(dòng)的特征溫度,一般認(rèn)為分散相粒徑> 011μ時(shí)共混物出現(xiàn)兩個(gè)Tg ,顆粒在0102～011μ時(shí)兩個(gè)Tg 加寬和明顯靠近, <150A 時(shí)僅有一個(gè)Tg。可以通過測(cè)定共混物兩個(gè)玻璃化溫度Tg與原有的玻璃化溫度Tg相差值以及共混物中兩個(gè)玻璃化溫度Tg相互靠近程度來品評(píng)制品相容性好壞,從而定性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)共混物的界面形態(tài)。測(cè)試設(shè)備為DSC、動(dòng)態(tài)粘彈譜(DMTA)。其中DSC測(cè)定Tg就是利用高聚物在玻璃化溫度轉(zhuǎn)變時(shí),熱容增加這一性質(zhì)。

由于每種聚合物由于其比較固定的玻璃化溫度,對(duì)于完全相容的兩種聚合物來說,共混后的制品有惟一一個(gè)玻璃化溫度;而對(duì)于完全不相容的兩種聚合物來說,共混后的制品有兩個(gè)玻璃化溫度,且每個(gè)玻璃化溫度都與原來聚合物的玻璃化溫度相同;而對(duì)于部分相容的兩種聚合物來說,共混后的制品有兩個(gè)玻璃化溫度,且每個(gè)玻璃化溫度都與原來聚合物的玻璃化溫度不相同,兩個(gè)玻璃化溫度差值變小,而這正是通常所需要的。對(duì)于ABS/ PVC 共混物來說也是如此。通過采用DSC 測(cè)定ABS/ PVC 共混物的玻璃化溫度,觀察玻璃化溫度差值的大小,并與單獨(dú)的ABS、PVC 玻玻化溫度差值對(duì)比,可以初步確定ABS/ PVC 共混物相容性好壞。

     PVC 與ABS 的基質(zhì)SAN間存在部分的相容性,從而導(dǎo)致ΔTg 減小,但加入相容劑之后ABS/ PVC 混合物的ΔTg減小趨勢(shì)更為明顯,而ΔTg 越小表明二者的相容性越好,因此就比較而言,在ABS 與PVC 共混體系中加入YW系列相容劑可以明顯改善ABS 與PVC 的相容性,從熱力學(xué)角度出發(fā)應(yīng)選用YW3 作為ABS與PVC共混體系的相容劑。

2.3　復(fù)合阻燃劑(ZR) 的用量對(duì)體系性能的影響

    在ABS 中加入PVC可以改善ABS 的耐燃性能,但由于PVC的加入會(huì)使制品的其他性能受到不同程度的損失如物料的熔融流動(dòng)性、耐熱性等,同時(shí)也會(huì)在一定程度上增加制品的成本,為此還需要在ABS/ PVC共混體系中添加阻燃劑,但傳統(tǒng)的阻燃劑的加入同樣會(huì)使物料和制品的其他性能受到很大損失,因此我們研究開發(fā)了針對(duì)本共混體系的復(fù)合阻燃劑。隨著復(fù)合阻燃劑量的增加,阻燃性能增強(qiáng),最后達(dá)到UL94 FV - 0級(jí),綜合考慮復(fù)合阻燃劑用量7～10phr 范圍內(nèi)。

3.ABS／PVC合金應(yīng)用現(xiàn)狀

ABS／PVC合金中，PVC提供了紫外線穩(wěn)定性和內(nèi)在的阻燃性；而ABS帶來了良好的抗沖擊性和易加工性能。目前ABS／PVC合金主要應(yīng)用于電子、儀表、航空、火車、建筑、輕工家電等各個(gè)工業(yè)部門。

3.1 汽車上的應(yīng)用

在我國汽車工業(yè)大發(fā)展的背景下，我國汽車用塑料水平有了顯著提高，但是隨著一批高檔車型進(jìn)一步引進(jìn)，一些高檔車用塑料仍然依賴進(jìn)口，如果不盡快提高我國自身的材料開發(fā)力度，必然會(huì)影響到我國民族汽車工業(yè)的發(fā)展，表2是ABS／PVC合金在汽車制造業(yè)上的應(yīng)用。

3.2 電子電器上的應(yīng)用

隨著個(gè)人電腦，電視機(jī)等家用電器產(chǎn)量的不斷增加，對(duì)電器外殼用ABS塑料需求量也愈來愈大。但是ABS塑料本身為可燃材料，耐燃等級(jí)不高，而同時(shí)國外發(fā)達(dá)國家對(duì)家用電器的耐燃等級(jí)提出了比較高的要求，所以為了降低成本，提高電器外殼的耐燃等級(jí)，以提高經(jīng)濟(jì)效益和出口競(jìng)爭(zhēng)能力，采用綜合性能良好，價(jià)格低廉的ABS／PVC合金來代替ABS塑料制作各種家用電器外殼已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)，而且國外很多電器公司都采用ABS／PVC合金制作電器外殼。

4.結(jié)語

    我國在ABS／PVC合金方面研制起步比較晚，雖然在科研院所內(nèi)進(jìn)行了一系列的研究開發(fā)，但是真正工業(yè)化的不多，而且產(chǎn)品品種單一，在質(zhì)量上無法與國外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。隨著我國民族汽車工業(yè)、電子電器行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)ABS／PVC合金的需求量越來越大，性能要求也越來越高。因此，我國必須加快ABS／PVC合金研究的開發(fā)速度，大力開展ABS／PVC合金的應(yīng)用研究開發(fā)。

關(guān)鍵詞：聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、進(jìn)口聚乙烯蠟、進(jìn)口聚乙烯蠟廠家、專業(yè)聚乙烯蠟生產(chǎn)廠家、聚乙烯蠟制造商、塑料助劑、DBM、SBM、光亮分散潤滑劑、EBS、賽諾助劑、木塑助劑、聚丙烯蠟、EVA蠟、茂金屬蠟、微粉蠟、裂解蠟、聚乙烯蠟品牌、聚乙烯蠟廠商、青島聚乙烯蠟、專業(yè)聚乙烯蠟