CPE,CV及其与ACR,MBS复合增韧RPVC的研究

1、CPE,CV及其与A CR,M B S复合增韧R PV C的研究陈军杜跃兵倪海鹰沈经纬(四川联合大学塑料工程系,610065考察了不同CPE牌号及用CPE-PV C接枝共聚物(CV部分或全部代替CPE对改善R-PV C冲击和拉伸性能的影响,在此基础上,研究了复合增韧体系(CPE、CV分别与A CR、M BS并用或CPE、CV同时和A CR并用等对提高R-PV C力学性能的影响。结果表明,CPE的分子量高、氯含量分布窄和氯含量高、残余结晶度高分别对提高R-PV C的冲击和拉伸强度有利;CV与CPE并用能提高R-PV C的冲击强度,并且拉伸强度的损失较单独使用CPE为小,并用时其组成比以1 1为宜

2、;CPE、CV与A CR或M BS联合使用,在适宜组成比下能对R-PV C产生协同增韧效应,改善体系的相容性,提高冲击性能并保留较高的其它力学强度,这是解决目前PV C CPE共混材料性能缺陷的有效方法。关键词:硬质PV C增韧复合增韧CPE是硬质PV C常用的抗冲改性剂,其应用技术已较成熟,但仍存在着用量稍大时制品分层和低温冲击不理想两大问题。这些问题与CPE-PV C相容性有关,涉及到CPE的分子参数如分子量、氯含量及其分布、以及残余结晶度等1,2。本文一方面从改善CPE-PV C相容性着手,考察CPE牌号及使用CPE-PV C接枝共聚物(CV部分或全部代替CPE的作用和影响;另一方面改用

3、复合增韧剂,即将CPE、CV与同PV C相容性良好的A CR、M B S并用,研究这些复合增韧R-PV C体系的性能与增韧体系及其组成比的关系。以寻求解决CPE增韧改性R-PV C存在上述两大问题的途径。1实验部分1.1实验原料PV C,S-1000,齐鲁石化公司氯碱厂;CPE (135A、239A、140B,山东潍坊亚星公司;CPE(氯含量约36%,分布较宽,安徽芜湖化工厂;CV,CPE含量60%,安徽歙县化工厂;A CR,K M323B,美国R hom H ass公司;M B S,A CEB22,日本钟渊公司;稳定剂、润滑剂,重庆长江化工厂。1.2实验设备SHR-5A高速混合机,张家港市白

4、熊集团;SK-160B双辊炼塑机,上海橡胶机械厂;QBL-D400平板硫化机,青岛机床厂;ZH Y-10万能制样机,承德试验机厂;JB6冲击试验机,10 40kJ m2,德国;A G-10TA 万能材料试验机,0.01N100kN,日本岛津制作所。1.3工艺流程和条件PV C树脂增塑剂其它助剂高速混合双辊开炼模压制样性能测试配方:复合使用增韧剂时,增韧剂总用量固定。文中所用CPE如未特别说明,均为CPE135A。高速混合:出料温度110120;双辊开炼:160170,时间:1015m in;模压:175预热3m in,12M Pa下热压5 10m in,冷却35m in。1.4性能测试简支梁缺

5、口冲击强度按GB T1043-92测试;拉伸性能按GB T1040-92测试。2结果与讨论2.1CPE牌号和用量表1列出几种牌号CPE增韧R-PV C共聚物的力学性能。所用四种CPE的结构特点和差异为3: 135A、239A的分子量高于140B;140B、239A的氯含量(3840%高于135A(3436%;芜湖CPE的氯含量分布较宽;239A的残余结晶度(1525%较高。表1CPE牌号对共混物力学性能的影响11PE用量15质量份(以100质量份PV C为基准,下同由表1可见,135A、239A改性的共混物缺口冲击强度较高,而140B、芜湖CPE改性的共混物冲击强度较低;140B、239A改性

6、的共混物拉伸强度较高,而135A 、芜湖CPE 改性的共混物拉伸强度较低。说明共混物冲击强度受CPE 分子量和氯含量分布的影响较大,而共混物的拉伸强度主要由氯含量和残余结晶度所控制;CPE 的分子量高、氯含量分布窄和氯含量高、残余结晶度高分别对提高共混物的冲击强度和拉伸强度有利 。图1PV C CPE 共混物的力学性能(CPE 用量以PV C 总量100质量份为基础,下同F ig 1M echan ical p roperties of PV C CPE b lend1-缺口冲击强度;2-拉伸强度图1表示PV C CPE 共混物的缺口冲击强度和拉伸强度随CPE 用量的变化。由图1可见,CPE

7、用量为15质量份时共混物的冲击强度发生跃升,引起脆-韧转变;而随CPE 用量增加,共混物的拉伸强度成线性下降,下降幅度接近60%。说明用CPE 增韧PV C 时,共混物的韧性提高是以牺牲拉伸强度为代价的。2.2CPE 与CV 的比较表2比较了CPE 、CV 和CPE CV =11增韧R -PV C 共混物的力学性能。表中CV 实际用量(以100质量份PV C 为基准,下同按其CPE 含量(60%折算而加大(下同。由表2结果初步说明:CPE 与CV 并用能提高共混物的冲击性能,而拉伸强度损失较单独使用CPE 为小,显示出CV 对PV C -CPE 有一定的增容作用。本文后面还要对此进行讨论。表2

8、CPE 与CV 并用对共混物力学性能的影响1T ab 2Effec of com b ined u se of CPE and CV on m echan icalp roperties of b lend用法CPE (135A CV CPE CV (1 1缺口冲击强度 kJ m -240.243.140.81(以100质量份PV C 树脂为基准,CPE 用量15质量份图2表示PV C CV 共混物的缺口冲击强度和拉伸强度随CV 用量 (以其中CPE 含量表示的变化。与图1比较可见,CV 增韧R -PV C 时,不显示明显的脆-韧转变,在CV 中CPE 含量在015质量份范围内,缺口冲击强度近

9、乎呈线性上升;而共混物拉伸强度随用量增加下降较慢。说明较之对-PV C 的增韧有拉伸强度保持率较高的优点,而这应与CV 较之CPE 与PV C 的相容性为好有关。图2PV C CV 共混物的力学性能F ig 2M echan ical p roperties of PV C CV b lend1-缺口冲击强度;2-拉伸强度2.3含CPE 、CV 的复合增韧体系图34分别表示CPE A CR 、CPE MB S 复合增韧R -PV C 共混物的力学性能与增韧剂组成比(以复合增韧剂100质量份为基准的关系。图3PV C CPE A CR 共混物的力学性能F ig 3M echan ical p r

10、operties of PV C CPE A CR b lend 11-缺口冲击强度;2-拉伸强度图4PV C CPE M BS 共混物的力学性能F ig 4M echan ical p roperties of PV C CPE M BS b lend1-缺口冲击强度;2-拉伸强度由图34可见PV C CPE A CR 或M B S 共混物的缺口冲击强度随增韧剂组成比的变化情况,在A CR 或M B S 含量约30%处出现极大值,两种增韧剂之间表现出明显的协同增韧效应;两种共混物的拉伸强度则随A CR 或M B S 用量的增加(CPE 含量减少而增大。图5表示PV C CV A CR 共混物

11、的力学性能与A CR 用量的关系。图6表示PV C CPE CV A CR 共混物的力学性能与CPE CV 组成比(以(CPE +CV 100质量份为基准的关系,A CR 用量固定 。图5PV C CV A CR 共混物的力学性能F ig 5M echan ical p roperties of PV C CV A CR b lend1-缺口冲击强度;2-拉伸强度 图6PV C CPE CV A CR 共混物的力学性能(以(CPE +CV 100质量份为基准,A CR 用量固定F ig 6M echan ical p roperties of PV C CPE CV A CR b lend1-

12、缺口冲击强度;2-拉伸强度图5中缺口冲击强度A CR 用量关系再现了图3的结果,即适宜A CR 用量(40%下,CV A CR 增韧体系的缺口冲击强度有极大值,表现出协同增韧效应。图6表明,若使用CPE CV A CR 复合增韧,则CPE CV组成比为1 1时,与A CR 的协同增韧效果最好。图5与图3的比较还表明,使用CV 较之使用CPE ,在CPE (实际用量增加时,共混物拉伸强度的下降明显为小。由上所述,可以表明,A CR 、M B S 与CPE 、CV 并用,适宜组成比(A CR 、M B S 含量3040%下,对R -PV C 有协同增韧作用。此外,由于A CR 、M B S 不仅与

13、PV C 相容性好,而且其玻璃化温度低,能明显提高R -PV C 的低温韧性。加之CPE 、CV 与A CR 或M B S具有协同增韧效应,并在增韧同时,保留较高力学强度,获得良好综合性能,因此在R -PV C 增韧改性中,改CPE 、CV 单独使用为与A CR 、M B S 复合使用,是解决目前CPE 单组分增韧R -PV C 存在前述两大问题的可行办法。3结论1.CPE 的分子量高、氯含量分布窄和氯含量高、残余结晶度高分别对提高其改性R -PV C 材料的冲击强度、拉伸强度有利。这可作为选用CPE 牌号的参考依据。2.CV 单独或与CPE 合用,可改善CPE -PV C 相容性,并在提高共

14、混物冲击韧性的同时,减小力学强度的损失。CV 和CPE 合用时,其组成比以11为宜。3.CPE 、CV 与A CR 或M B S 联合使用,在适宜组成比下能对R -PV C 产生协同增韧效应,改善体系相容性,提高冲击强度,并保留较高的其它力学性能(如拉伸强度,是解决目前PV C CPE 共混材料性能缺陷问题的有效方法。参考文献1何培新,潘少波,邹从炎等.中国塑料,1994,8(2:132Siegm an A ,H iltner A 1Po lym Eng Sci ,1984,24(11:8693白杰.塑料工业,1992,(3:48(本文于1997-10-20收到Study on Toughen

15、 i ng and Co m pound Toughen i ng of RPVC by CPE ,CV and Co m b i ned w ith ACR or M BSChen Jun D u Yueb ing N i H aiying Shen J inw ei(D ep t of P lastics Engineering ,Sichuan U n i on U n iversity AbstractsT he effects of differen t typ es of CPE and CPE 2PV C grafted copo lym er (CV ,w h ich w as

16、 a sub stitu te o r p artial 2sub stitu te fo r CPE ,on the i m p rovem en t of the i m p act strength and ten sile strength of R PV C w ere stud 2ied .T he effects of the com pound toughen ing system (CPE and CV com b ined w ith A CR and M B S resp ectively o r CPE CV A CR com pounded system on the

17、 i m p rovem en t of the m echan ical p rop erties of R PV C w ere also stud 2ied .T he resu lts show ed the h igh m o lecu lar w eigh t ,ch lo rin ity and residual crystallin ity ,and the narrow ch lo rin i 2ty distribu ti on of CPE w ere favo rab le to the i m p rovem en t of i m p act strength an

18、d ten sile strength of R PV C re 2sp ectively .T he com b ined u se of CV and CPE cou ld i m p rove the i m p act strength of R PV C ,and the lo ss of ten sile strength w as s m aller than that w hen CV and CPE w as u sed individually ,the com pounding rati o w ou ld better to be 1 1,the com b ined

19、u se of CPE and CV w ith A CR o r M B S under a certain rati o had a synergistic toughen ing effect on R PV C ,i m p roving the com p atib ility ,increasing the i m p act strength and keep ing o ther m echan ical p rop 2erties of the system unchanged ,w h ich w as an efficien t m ethod fo r so lving

20、 the p rop erty defects of PV C CPEb lend.Keywords:R PV CToughen ingCom pound Toughen ing(上接第74页and xylene as in terfacial agen t.T he effects of reacti on temperatu re,in itiato r con ten t,monom er con ten t and in terfacial agen t type on the graft reacti on w ere studied and the reacti on w as c

21、haracterized by m ean s of I R spectrom etry.T he resu lts show ed the graft reac2 ti on w as sen sitive to temperatu re,the graft rati o increased w ith the increase of temperatu re and the increases of in itiato r con ten t, monom er con ten t and agitati on speed to a certain ex ten t.A little am

22、oun t of in terfacial agen t cou ld accelerate the reacti on of BPO and M A H w ith PE.A PE2g2M A H po lym er w ith a graft rati o of9%w as p repared by the graft reacti on.Keywords:PEM aleic A nhydrideSo lid Phase Graft(上接第87页Study on Ther ma l Property and M elti ng Behav iour of PA1010D aiW en li

23、(R esearch In stitu te of M o ld and M aterial,X iangtan U n iversityAbstractsT he relati on of the sp ecific heat cap acity(Cof PA1010w ith tem p eratu re w as studied by m ean s of D SC and X2ray diffracti on,and the m elting behavi ou r of PA1010under conditi on s of non iso therm al coo ling and

24、 shearing rate w as discu ssed.T he resu lts show ed C changed a little at210to260,and th ree m elting p eak s in D SC traces w ere ob served in the case of h igh shearing rate1A cco rding to the analyses of X2ray diffracti on and after2crystalizati on,the cau se of p eak app earance w as the effect

25、 of m elting of the crystals w ith h igher m eltig po in t w h ich w ere fo rm ed by fu rther grow th du ring the heating p rocessing,becau se the crystals size distribu ti on w as w ide and there ex isted m any crystals w ith grow th po ten tial in the case of h igh shearing rate.T he h igher the m

26、 o ld tem p eratu re,the h igher the in itial m elting tem p eratu re and m o re narrow m elting range;the h igher the shearing rate,the w ider the crystal size and w ider m elting range1Keywords:PA1010M elting B ehavi ou rT herm al P rop ertySp ecific H eat Cap acity(上接第89页w ith a sho rt runner and