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第五章塑料加工配方设计
塑料的加工配方是指以改善树脂的加工性能为目的而设计的一类配方。
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树脂
增塑剂
热稳定剂
润滑剂
加工助剂
交联剂
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PVC、CPVC、PVDC、CPE、PPS、UHMWPE、LLDPE、PPO、热固性树脂
LDPE、HDPE、PP、ABS、PS、POM、PA、PC、PET、PBT、PMMA、PSF、PEEK
必须进行加工配方设计的树脂
不一定进行加工配方设计的树脂
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第一节 PVC加工配方设计
PVC加工配方设计的目的
1、降低熔融温度,办法为加入增塑剂;
2、提高分解温度,办法为加入热稳定剂;
3、对于PVC硬制品,还需加入加工助剂,以改善熔体流变特性;
4、对于PVC软制品,还需加入润滑剂,以改善流动性和表面性能。
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一、PVC加工增塑剂
已讲
二、PVC加工热稳定剂
已讲
三、PVC加工润滑剂
已讲
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四、PVC加工助剂
PVC加工助剂主要用于PVC的硬制品中。
PVC树脂的熔体黏度大,熔融困难,流动性差;
PVC熔体的热强度低,延展性差,黏结力不高。
特性
PVC熔体易发生熔融破裂、出口膨胀大、熔体松弛慢,PVC制品表面粗糙、无光泽、鲨鱼皮状或竹节状等。
现象
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1、PVC加工助剂的作用原理
PVC加工助剂的作用原理为促进树脂的熔融、改善熔体的流变性和赋予润滑功能。
1)促进树脂的熔融
当加入加工改性剂的PVC树脂在剪切应力作用下加热时,加工改性剂首先熔融并粘附在PVC树脂微粒表面,基于其与树脂的相容性和高分子量,使得PVC体系的黏度和摩擦增加,从而可有效地将热和剪切应力传递给PVC树脂,促进PVC树脂的熔融。
在此过程中,加工改性剂起到了热和剪切应力传递的作用。
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2)改善熔体的流变性
加工助剂改善流变性的作用原理是提高PVC熔体的黏弹性,其黏弹性不足是导致流变性差的根本原因。加入加工助剂后:
可增大复合体系的相对分子量以提高黏度;
可增加复合体系内“交联”和“缠绕”的程度以提高其弹性。
3)赋予润滑功能
加工改性剂与PVC树脂相容部分首先熔融,起到促进熔融的作用;与PVC不相容部分则向熔融体系外迁移,起到润滑作用。
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2、常用PVC加工助剂品种
(1)ACR
ACR为丙烯酸酯类具有核-壳结构的共聚物,其核是一类低度交联的丙烯酸类橡胶聚合物,壳是与PVC相容性好的***丙烯酸甲酯接枝聚合物。
作用:
ACR的加入可明显改善PVC树脂的熔体流动性、热变形性及制品表面光泽等特性。
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(2)MC100
MC100是通过力降解法制得的分子量较低的PVC。
作用:
明显缩短塑化时间、促进PVC凝胶化、降低平均扭矩、降低熔体黏度、改善加工性能、提高透明度、改善应力发白现象、提高阻燃性和抑烟性、降低能耗和生产成本。
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参考文献
杨中文, 刘西文. MC100/ACR 复合加工助剂在RPVC 管件料中的应用研究. 当代化工. 2007, 36(6): 592-595.
原料:PVC(SG-7)、二盐、三盐、硬脂酸铅、MC100/ACR、硬脂酸、碳酸钙、CPE、氧化聚乙烯蜡、钛白粉(R-960)。
设备:高速混合机、锥型双螺杆挤出造粒机组、转矩流变仪、注射成型机、电子万能试验机、简支梁冲击试验机、烘箱、维卡软化温度测定仪。
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