聚氯乙烯具有難燃、耐磨和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。聚氯乙烯及其合金制品根據(jù)增塑劑的加入量的多少,可分為硬質(zhì)制品和軟質(zhì)制品。軟質(zhì)制品是在聚合物中加入一定量的增塑劑,降低聚合物分子間的作用力,增加分子鏈的移動性,以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,改善低溫加工性能。DOP是軟PVC制品的主要增塑劑之一[1]。

由于ABS具有抗沖擊性能高、耐熱性好、尺寸穩(wěn)定及易于加工成型等PVC所欠缺的優(yōu)良特點(diǎn),將ABS用于PVC的共混改性,不僅能改善PVC的加工性能,而且還能顯著提高PVC的力學(xué)性能,使ABS/PVC共混物的沖擊強(qiáng)度超過純ABS和PVC[2,4]。PVC/ABS共混物是一種重要的改性塑料。本實(shí)驗(yàn)全面分析了DOP對純PVC和PVC/ABS共混物力學(xué)性能、硬度等性能的影響。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原料

聚氯乙烯(PVC),SG-3,SG-5,新疆石化公司;丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS),PA-747S,臺灣奇美化學(xué)公司;鄰苯二甲酸二辛酯(DOP),工業(yè)級,市售;穩(wěn)定劑、加工助劑等均為國產(chǎn)工業(yè)級。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

雙輥煉塑機(jī),SK-160B,上海橡膠機(jī)械廠;電子拉力試驗(yàn)機(jī),AI-7000M,高鐵科技股份有限公司橡膠硬度計(jì),邵氏A,上海險(xiǎn)峰電影機(jī)械廠。

1.3實(shí)驗(yàn)工藝與方法

1.3.1原料預(yù)混

按照分段、分次原則先加入PVC樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑等,在充分捏合和增塑劑被完全吸收后,加入烘干的ABS(120℃烘5h),進(jìn)行捏合,使物料完全混勻。

1.3.2成型及制樣

雙輥開煉機(jī)溫度升至170￣175℃,加入混合好的原料,混煉3￣4min,使薄通(薄通是指將輥間距調(diào)到很小情況下混煉,以保證共混分布均勻)均勻,再加寬試片混煉1￣2min,再薄通1￣2min,最后加寬物料寬度至色澤均勻并表面有光澤時(shí)下片,整個(gè)過程大約6￣10min。

裁好的塑料片放入模具(模溫185℃,模壓10MPa)加壓預(yù)熱,排氣三次,熱壓10min,冷壓10min,制得試片后裁成標(biāo)準(zhǔn)樣。

1.4性能測試標(biāo)準(zhǔn)

拉伸試驗(yàn)按GB/T528-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;撕裂試驗(yàn)按GB/T529-91標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;硬度測試按GB531-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2結(jié)果與討論

2.1DOP含量對純PVC性能的影響

DOP常用于PVC軟制品,因此先分析DOP在單純PVC樹脂中的作用。懸浮法生產(chǎn)的疏松型PVC顆粒大,表面不規(guī)則,容易吸收增塑劑,易塑化,成型加工性良好[3];所以選擇SG-3、SG-5兩種型號的疏松型PVC作為實(shí)驗(yàn)對象。DOP含量對PVC拉伸強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度的影響見圖1及圖2。

由圖1、圖2中可以看出:隨著DOP含量的增加,體系的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度均呈下降趨勢。原因?yàn)镈OP是一種中等粘度的液體增塑劑,與PVC相容性較好,其增塑PVC樹脂具有較好的粘度穩(wěn)定性。從結(jié)構(gòu)上看,DOP含有苯環(huán),在高溫下與PVC混煉時(shí)DOP分子插入到PVC分子鏈間,DOP的酯基偶極與PVC的偶極相互作用并使DOP的苯環(huán)極化,于是DOP與PVC分子鏈很好地結(jié)合在一起[1]。由于DOP的非極化部分的亞甲基鏈不極化,它夾在PVC分子鏈間,增大了氯原子間的距離,削弱了PVC分子中鏈段間作用力,相當(dāng)于增大了PVC鏈段的長度,降低了PVC鏈段移動所需能量。因此隨著DOP用量增多,這種隔離作用也越大,從而使高聚物拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度均下降。

從圖3來看,隨DOP用量的增加,體系的斷裂伸長率變化趨勢與圖1、圖2強(qiáng)度的變化趨勢不同。在20%￣30%范圍內(nèi)隨著DOP用量增加,材料的斷裂伸長率降低;而大于30%后斷裂伸長率隨DOP含量的增加而提高。這是由于DOP在體系中達(dá)到一定濃度后增加了高分子鏈間的相對運(yùn)動能力,降低了高分子鏈的結(jié)晶性,提高了高分子材料的塑性,從而致使斷裂伸長率增加[5]。

從圖1、圖2、圖3同時(shí)可以看到,SG-3型PVC樹脂無論在拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度還是斷裂伸長率方面均大于SG-5型PVC樹脂。原因在于:在一般情況下,聚合度越大,其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度,彈性模量、抗撕裂、耐彎曲、低溫脆性、熱老化、耐磨、耐溶劑等性能越好,而且具有壓縮永久形變及回彈性好、強(qiáng)度高等一般橡膠所具備的特性,因此,聚合度大的PVC可制備熱塑性彈性體以代替一般橡膠制品,其耐磨性、著色性比橡膠好,且價(jià)格低[5]。

由圖4可以看出,隨著DOP用量的增加,PVC樹脂的硬度呈下降趨勢,加DOPSG-3型PVC樹脂硬度高于加DOPSG-5型PVC樹脂,這是SG-3型PVC樹脂的粘度和聚合度較大的緣故,也正體現(xiàn)了上述關(guān)于PVC聚合度和性能關(guān)系的原理。

2.2DOP、ABS含量對PVC/ABS共混物性能的影響

總之,加入40份或50份DOP時(shí)PVC/ABS共混物已基本滿足性能指標(biāo)[6]的要求。在以下試驗(yàn)中,我們比較了40份和50份兩種用量的DOP對共混物性能的影響趨勢,從而選出性能最佳的DOP用量,并討論了ABS用量對材料性能的影響。

ABS 用量對材料性能的影響

由圖5、圖6可以看出,DOP用量對共混物性能的影響趨勢與圖1￣3相似,即加40份DOP的體系與DOP為50份的體系相比,其拉伸和撕裂強(qiáng)度都高。另外,加入DOP后,部分DOP分散在PVC/ABS兩相界面上,阻礙了相容劑的相容作用,降低了兩相界面的結(jié)合強(qiáng)度,這也是降低了共混物的強(qiáng)度的一個(gè)原因。ABS含量少時(shí)(0￣50份),ABS中拉伸強(qiáng)度較小的橡膠相丁二烯對材料拉伸強(qiáng)度的負(fù)面作用是主要的,因此可以看到,隨著ABS的增加,丁二烯的含量增加,共混物拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度總體呈下降趨勢。

如表1所示,DOP從40份增加到50份時(shí),材料的硬度降低、斷裂伸長率增加。原因在于隨著DOP的增加,其在破壞界面相容性和增大高分子鏈間距方面的作用都在增大。另外由于ABS材料本身斷裂伸長率小,硬度較高,隨著ABS用量增加,共混物斷裂伸長率和硬度都會如表1所示呈現(xiàn)相應(yīng)的變化。

PVC/ABS共混材料用于生產(chǎn)汽車儀表板用表皮時(shí),考慮到表皮真空吸附成型工藝要求拉伸不破裂(斷裂伸長率>150%),而使用環(huán)境要求較高的拉伸性能等力學(xué)性能(拉伸強(qiáng)度12￣25MPa)[6]。結(jié)合2.1和2.2實(shí)驗(yàn)的分析,選用綜合性能較好的40份DOP作為實(shí)驗(yàn)的基本配方,選兼具流動性較好和力學(xué)性能較強(qiáng)的SG-3型PVC作為實(shí)驗(yàn)用原料。

3結(jié)論

當(dāng)DOP用量大于30%時(shí),隨著DOP用量的增加,在單純的PVC體系中,材料的加工性、斷裂伸長率都有了明顯的改善。這是由于當(dāng)DOP的含量較高時(shí),高分子鏈間的相對運(yùn)動能力增加,高分子鏈的結(jié)晶性降低,高分子材料的塑性提高,從而致使斷裂伸長率增加。但同時(shí)由于DOP的加入,增大了高分子鏈間的距離,削弱了它們之間的范德華力,從而使高聚物拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和硬度明顯下降。

在PVC/ABS共混物中,當(dāng)ABS含量低(0￣50份)時(shí),ABS材料本身的一些性能會對PVC/ABS共混物的相應(yīng)性能造成一定的負(fù)面影響。主要表現(xiàn)為,隨著ABS的含量增加,共混物拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、斷裂伸長率總體趨勢下降,硬度略微上升。

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