氯化聚乙烯改性硬质聚氯乙烯

第18卷第3期郑州轻工业学院学报(自然科学版)Vol.18 Nu.2003年9月JOURNAI, OF ZHENGZHOU ISTUT OF LIGHT INDUSTRY (Naturel Scienee)Sep .2003文章编号:1004 - 1478(2003)03 - 0029 - 03氯化聚乙烯改性硬质聚氯乙烯贾玥珠，南素芳(郑州轻工业学院轻工职业学院,河南郑州450002)摘要:研究了氯化聚乙烯(CPE)对硬质聚氯乙烯挤出性能的影响.结果表明:在硬质聚氯乙烯挤出成型中,加入CPE可以提高挤出速度,改善制品的冲击强度、表面光泽度等性能,并且填充剂用量也可适当增加.用双螺杆挤出机挤出含有CPE的硬质制品比用单螺杆挤出机更有利于提高产品性能.当w(CPE)=8.7%时 可得到综合性能较好的产品.关键词:氯化聚乙烯;硬质聚氯乙烯;挤出成型;挤出性能.中圈分类号:TQ314.251文献标识码:ARigid polyvinyl chloride modifcation with chlorinated polyethyleneJIA Yue-zhu,NAN Su-fang( Cllge of Light Ind. Profesion , Zhengzhou Inust . of Light Ind. . Zhengzhou 450002, China)Abstract: Efet of chlorinated polyethylene (CPE) on rigid polyvinyl chloride (RPVC) extrusion is studied.The results show that, in RPVC extrusion, CPE can not only exlnude rapidity , improve the impact strength andsurface luster etc , but also increase the fllr amount. Extrusion by double screw extruder can more improveproperty of rigid production containing CPE than by single screw extuder. While the purity of CPE is 8.7%，overall performance of production is better.Key words: CPE; RPVC;extrusion confectioning; extrusion performance0引言目前,硬质聚氯乙烯型材使用范围在不断扩大,但由于其冲击性能和低温性能较差,不能满足型材在安装和使用过程中的强度要求,且其黏度较大,稳定性差,成型加工有-定的难度.氯化聚Z烯(CPE)柔软且有弹性,性质类似橡胶, w(C1) = 35%的CPE与聚氯乙烯(PVC)有良好的相容性，可分散在PVC中形成立体网状结构,从而吸收冲击能,防止硬质聚氯乙烯受冲击而开裂,使其在低温下仍具有一定的韧性";并且,CPE具有较低的黏度,与PVC共混可以改善PVC的流动性.提高其加工性本文将研究CPE对硬质聚氯乙烯挤出成型中综合性能的影响,为CPE对硬质聚氯乙烯的改性应用提供依据.1实验1.1原料PVCS-700,山东齐鲁石化总公司产;CPE135A,山东潍中国煤化工盐基亚磷酸铅，收稿日期:2003-04- 17"YHCNMHG作者简介:贯玥珠(1965- -),男,山西省新绛县人,郑州轻工业学院轻工职业学院讲师,主要从事高分子材料加工研究.郑州轻工业学院学报(自然科学版)2003年上海东方化工厂产;硬脂酸铅,硬脂酸钡,南京金陵化T.厂产;硬脂酸,重庆长江化工厂产;偶氮二甲酰胺,广州助剂化工厂产;轻质碳酸钙.郑州龙岩化工厂产.1.2设备GH- -10A 型高速混合机,北京塑料机械厂产;SJ-65型螺杆挤出机,武汉塑料机械厂产;TE--35型螺杆挤出机.南京科亚化工装备有限公司产;XL- -100A型拉力实验机,广州实验仪器厂产;XCJ--4型冲击实验机，承德材料实验机厂产.1.3 操作步骤1)物料混合.热混合:时间为5 min~8 min,出料温度为100 C ;冷混合:时间为5 min~ 8 min,出料温度为40C.2)造粒.为比较CPE在单螺杆挤出机中的应用情况,采用粉料直接济出和造粒后用粒料挤出2种方法.挤出机造粒温度:机身140心~170C;机颈160C;机头175C.3)挤出成型.单螺杆挤出机挤出温度:机身150 C~ 180心;机颈170 C;机头185 C.双螺杆挤出机挤出温度:机身145 C~ 165 C;机颈160 C;机头170C.挤出物经冷却定型后切割.4)制作试样.5)试样测试.2结果与讨论2.1CPE的加入k对挤出速度的影响CPE的加入量与挤出速度的关系见表1.挤出速度随CPE加人量的增加而增加,达- -定量后,挤出速度增加不再显著.这是因为CPE可以降低PVC分子内部的摩擦力,使黏度降低;聚合物在剪切流动过程中会出现分层现象,流动性好的CPE分子贴近流道表面,臧小了流动的阻力,所以挤出速度会提高.2.2 CPE 对表面质的影响表1 CPF的加入量与挤出速度的关 系.加人CPE的制品其表面光泽度明显提.w(CPE)/%0_ 4.507.088.7010.2612.50高,颜色更加鲜艳.CPE可提高物料塑化质挤出速度/m'min~1_ 0.45 0.76 0.98 1.20 1.32 1.41量,使熔体与模具贴合紧密,提高制品表面光洁度.但加人CPE后制品表面硬度会降低,易划痕,这是因为CPE降低了表面硬度.这种现象用粉料在单蝶杆挤出机上直接挤出时比较明显,而造粒后挤出的制品及用双螺杆挤出机挤出的制品则不明显,这是因为后者的混合效果好,CPE在PVC内部分散均匀,制品硬度较高.2.3CPE对冲击强度和拉伸表2 CPE 的加入量与冲击强度、拉伸强度的关系强度的影响仪螺杆挤出机.单螺杆挤出机(粒料)单螺杆挤 出机(粉料)CPE对冲击强度和拉伸强w(CPE)/%冲击强度拉伸强度 冲击强度 拉伸强度 冲击强度 拉伸强度度的影响如表2所示.由表2/kJ.m-2/MPa /kJ.m~2/MPa/.m-2/M'a可知:随着CPE质量分数的增10.2546.789.5043.678.6537.21加,冲击强度增加,这是因为4.5016.0242.3614.65 .40.8514.3732.68CPE分散在PVC内部形成的8.7038 .2038.1536.2137.1235.5212.5051.62 .34.5545.32 .32.2846.3232.15网状结构,受到外部的冲击时,能够把冲击能吸收,将其转化成无害的热能释放出去;随着CPE质量分数的增加，拉伸强度降低,这是因为CPE降低了PVC分子间的作用力,CPE质量分数越高,拉伸强度就越低;双螺杆挤出机挤出的制品性能优于单螺杆挤出机,单螺杆挤出机用粒料挤出优于用粉料挤出,这是因为双螺杆挤出机有很强的混合塑化能力，CPE能够均匀地分散,多一步造粒过程,塑化的效果提高,冲击强度和拉伸强度也就相应提高.2.4 粉料的适应性单螺杆挤出机直接用粉料挤出,混合塑化效果不佳,制品的外观光泽较差,拉伸强度较低,虽然CPE的加入提高了流动性,但挤出过程中仍然易发生降解,工艺控制难度较大;用粒料挤出,成型温度较低,熔体的均匀性较好,所以能i正常生产.双螺杆挤出机对粉料的适应中国煤化好,挤出产魁高,单螺杆挤出机很难与之相比.2.5 CPE与润滑剂的配合rYHCNMHGCPE与PVC共混，可降低PVC分子内的摩擦力及机械间的摩擦力，.CPE的主要作用与润滑剂相同.所以第3期贾玥珠等:氯化聚乙烯改性硬质聚氯乙烯在使用CPE的体系中,润滑剂的用量应随CPE用量的增加而适当减少,如果不作相应的调整,有可能造成润滑过度,出现挤出制品分层现象.2.6CPE对低发泡制品的影响在文献[2]的硬质PVC低发泡挤出制品配方中加入CPE,熔体黏度降低,泡孔直径随CPE用量增加而增加，表面皮层减薄.在低发泡制品生产中.应注意CPE的用量.2.7 CPE与填充剂的配合加入CPE可明显增加填表3 CaCO3,CPE 与冲击强度、拉伸强度的关系充剂(CaCO3)用量,有利于降低w(CPE) = 4.05%w(CPE)=8.57%w(CPE)= 12.20%w(CaC0,)成本,但必须注意混合时间和冲击强度拉伸强度冲击强度 拉伸强度冲击强度 拉伸强度混合温度,使各种组分充分混1/J-m-2/MPa /kJ.m~ 2/MPa/kJ.m-2 /MPa合.加入填充剂可提高刚度和16.0238.2038.1551.6234.55硬度,CPE的作用正好相反,两16.6713.1140.2132.2635.8141.1031.27者相互配合对冲击强度、拉伸_37.5028.5710.1336.2525.1730.4532.2526.628.2531 .4616.3825.I519.2521.35强度的影响见表3.3结论1)在硬质聚氯乙烯中使用CPE可以提高挤出速度,随CPE用量增加挤出速度增加,但考虑到力学性能,大型型材中CPE用量不宜超过10%,强度要求不太高的小型型材中,用量可适当增加.2)CPE可以提高制品表面光泽度.3)综合评定冲击强度及拉伸强度, CPE用量在8.7%时性能较好.4)CPE与其他助剂并用时,相互之间也有影响,如果在要求较低的制品中使用,CPE的使用可以加大填充剂的用量，起到降低成本的作用.参考文献:[1] 林泳兰,李文杰，周正安.硬质聚氯乙烯塑料成型加工[M].上海:上海科学技术出版社,1985.43-46.[2] 王亚明.我国硬质PVC低发泡挤出制品的发展概况[J].塑料科技2000(1):37--40.(上接第28页)1)D72型阳离子交换树脂催化合成邻苯二甲酸二甲酯的最佳反应条件为:D72型树脂用量为总投料量的4% (质量分数),n(苯酐):n(甲醇)= 1:3,反应温度为110 c ,反应时间6h.在上述条件下,酯化反应的酯化率可达99%左右.2)D72型阳离子交换树脂催化合成邻苯二甲酸二甲酯,具有工艺简单,使用方便,催化性能良好,催化剂使用寿命长,易于再生循环使用,且“三废”少等优点,在工业上有一定的应用价值.[1] 本书编辑委员会.化工百科全书(第1卷)[M].北京:化学工业出版社,1990.422- -423.[2] 黄文强.强酸离子交换树脂催化剂在有机合成中的应用[J].离子交换与吸附,1991,7(2):147- -156.[3] 蔡秀慧,王万得,祝文存.离子交换树脂催化合成氯乙酸甲酶[J].离子交换与吸附,995,11(2):172- -175.[4] 张粉保,徐秋.离子交换树脂催化酯化反应的研究[J].辽宁化工,1993,(3):38- -40.中国煤化工MYHCNMHG