包装用透明聚氯乙烯pvc材料力学性能研究

包装用透明聚氯乙烯pvc材料力学性能研究

棕榈（pvc）由于低生产成本低、应用广泛、性能优异，迅速发展。目前,世界PVC产能已达到约2.5Mt/a。近两年,我国PVC的产能在迅速增长,达到8Mt/a,其应用领域不断拓宽。但我国PVC产品牌号少,用户选择余地较小。在制作透明制品时,主要选择以乙烯为原料的PVC产品。尽管该产品有一定优势,但应用中还需进一步提高树脂的质量和稳定性,增强产品的竞争力。2005年9月,某厂家使用中国石化齐鲁股份有限公司氯碱厂生产的21,22,26批次SG8型PVC树脂制做包装用PVC透明型材过程中发现,产品中有“鱼眼”,型材的透光率低;而同时购进27,28,07批次的SG8型树脂应用情况良好。为了弄清原因,本工作对出现的问题进行了分析。1实验部分1.1pvc树脂的生产21粉料,22粉料/粒料,07粉料/粒料分别为21,22,07三个批次的SG8型PVC树脂,中国石化齐鲁股份有限公司氯碱厂生产。22型材,07型材,分别为用22粒料和07粒料挤出的型材,国内某厂生产。1.2仪器和检测方法DGF3006A型电热鼓风干燥箱,重庆试验设备厂生产。MDSC2910型差示扫描量热仪,美国TA公司生产。Haake300P型转矩流变仪,德国Haake公司生产。2001型毛细管流变仪,德国Gotter公司生产。150-CALC型凝胶渗透色谱仪,美国Waters公司生产。SHJ-25型双螺杆挤出机,上海玻璃玛公司生产。1.3实验的组成采用硬质PVC透明材料配方(见表1),对PVC粉料的塑化性能进行评价。2结果与讨论2.1粉料优级品和外包剂产粉料中ndm按照产品执行的企业标准检测三批次SG8型树脂粉料试样,结果见表2。由表2看出,22和07粉料都达到了优级品标准;21粉料除粒径小于0.063mm粒子外,其他指标也达到了优级品标准。3个试样的常规性能无显著差别。2.2不同分数的检验分数分别测定粒料和粉料试样的含水量(质量分数),见表3。2种粉料试样的含水量与出厂检测结果较吻合,2种粒料的含水量也没有太大差异,可以排除试样受潮的因素。2.3实验温度的测定经静态热稳定性能测试,21,22,07粉料的刚果红热稳定时间接近,分别为5.22,5.09,5.34min(实验温度为160℃)。这说明21,22型材透光率低和出现“鱼眼”,并非是PVC粉料的热稳定性差或因热稳定性差而受热发生预交联造成的。2.4维网络网络PVC在加工时受到热和剪切作用的影响,颗粒形态发生很大变化。开始时PVC颗粒破碎,释放出初级粒子(1μm)和附聚体(2～10μm);然后初级粒子结构消失,晶体熔融,边界消失而形成三维网络。这个过程称为PVC的凝胶化过程。可见,凝胶化是在加工过程中树脂逐步熔融塑化,而后再结晶形成三维空间网络形态结构的过程。凝胶化度的高低也直接影响着制品的透光性能。采用差示扫描量热法检测试样的凝胶化度,实验结果如下:由此可见,不同批次的07和22型材试样的凝胶化度相差10%～17%。凝胶化度能够准确反映PVC在加工过程中的塑化程度。如果使用相同的挤出设备、工艺和相同配方的原料,生产的制品凝胶化度较高,则意味着加工温度较高。因此,22型材中含有“鱼眼”且透光率低,与PVC树脂的质量和22型材的加工温度有关系。2.5剪切塑化黏法用转矩流变仪和毛细管流变仪分别考察了07粒料和22粒料的熔体流变行为(见图1)。从图1看出,在相同的加料量、密炼温度和转子速度下,22粒料与07粒料的初始扭矩几乎重合;当达到平衡后,22粒料的扭矩略高于07粒料。从2种粒料受剪切塑化过程中温度曲线变化看出,22粒料的温度变化高于07粒料。这表明2种粒料的塑化黏流行为不同,22粒料的熔体黏度高于07粒料。为了进一步证明这一结论的可靠性,又采用毛细管流变仪进行分析,结果见图2。从图2可以看出,在低剪切速率下,剪切速率相同时,22粒料的剪切应力和剪切黏度明显高于07粒料。由此说明,这2种粒料的组分有差别。引起熔体黏度差别的因素,一是PVC相对分子质量;二是配方中助剂MBS和ACR等。经过分析,排除了MBS和ACR的影响因素。因此,需要进一步分析PVC粉料的相对分子质量及其分布。2.6最佳配比的确定从表4看出,22粉料的数均分子量比07粉料的高9.4%;22粉料的重均分子量比07粉料的高10%。由此可以认定,相对分子质量的差别是造成22粉料和07粉料流变行为区别的根本原因。这也说明产品质量有一定的离散性。在挤出制品的过程中若将加工温度提高一点,该质量问题可减轻或消除,但温度提高多少要根据设备具体状况而定。3比0.平均3.a)PVCSG8型21,22,07三批料都达到了出厂检验的标准,但是相对分子质量及其分布有一定离散。b)与07粉料相比,22粉料的数均分子量、重均分子量以及最高数均分子量都明显偏高,造成了其熔体黏度