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低溫脆性試驗機簡述增塑劑(jì)對PVC脆性溫度的影響(xiǎng)

 更新時間:2011-04-11 點擊量:3205
        1.低溫脆(cuì)性試驗機鄰苯二甲酸醋類增塑劑對PVC脆性溫度的影響

    (1) DOP用量(liàng)對PVC脆性溫度(dù)的影響。DOP對PVC脆性溫度的影響見表1.

 

    由表1可見,隨著DOP用量的增加,PVC的脆性溫度開始逐漸降低而後趨於穩定(dìng),拉伸強度逐步降低而(ér)延(yán)伸率逐漸增大。

    DOP是一種中等粘度的液體增塑劑,與PVC相溶性較好,其增塑PVC料具有較好的粘(zhān)度穩定性。從結構上(shàng)看,DOP含有苯(běn)環,在與(yǔ)PVC高溫下混(hún)煉時,DOP分子插(chā)人到PVC分子(zǐ)鏈間,DOP的(de)醋(cù)基偶極與PVC的偶極相互作用(yòng)並使DOP的苯環極化,於是DOP與PVC分子鏈很好(hǎo)地結(jié)合在一起。由於(yú) DOP的非極化部分的亞甲基鏈不極化,它(tā)夾在PVC分子鏈間,增大了氯原子(zǐ)間的距離,削弱了PVC分子中鏈段間作用(yòng)力(lì),相當增大了PVC鏈段(duàn)的長度(dù),降低 PVC鏈段移(yí)動所(suǒ)需能量,即(jí)降低了(le)PVC的玻璃化溫度,因此DOP提高PVC的(de)耐(nài)寒性。但在DOP高用量時,DOP不能繼續增大(dà)PVC鏈段的距離而起溶劑作用,即不能降低PVC的玻璃化(huà)溫度,拉伸強度繼續(xù)下降而使PVC喪失使用性能,而且DOP從PVC中遷出量逐漸增大(dà)。

    (2) DINP用量對PVC脆性溫度的影響。DINP用量對PVC脆性溫度的影(yǐng)響見表2.

 

    由表2可見,DINP對PVC脆性溫度的影(yǐng)響規律與(yǔ)DOP的影響規律相似(sì),但改善效果更明顯(xiǎn)。DINP是一種(zhǒng)低毒無色透明的液體增塑劑,揮發性低,遷移性小。DINP與DOP是同類增塑劑,對(duì)PVC耐寒性的影響機理是(shì)相同(tóng)的(de)。但DINP比(bǐ)DOP多一個(gè)亞甲基,這(zhè)是導致在(zài)增塑劑用量相同情況下DINP 一PVC共混物脆性溫度低於DOP - PVC共混物的原因。而且DINP能賦以PVC製品良好的耐光(guāng)、耐(nài)熱、耐老化和電絕緣性等優(yōu)點(diǎn),現正逐步取代 DOP 。

    (3) DAP用量(liàng)對PVC脆性溫度的(de)影響。DAP用量對PVC脆性溫度的影響見表3

 

    由表3可(kě)見,隨著(zhe)DAP用量不斷地增加,PVC混煉料的脆(cuì)性溫度逐漸下降,拉伸強度不斷增大,延伸(shēn)率則反之。

    DAP分子中不僅帶(dài)有(yǒu)苯環,而且有(yǒu)不飽和鍵,是一種具有雙鍵結構可交聯的增塑劑。它與PVC高溫混煉時(shí)打開雙(shuāng)鍵,能與(yǔ)PVC分子鏈很好交聯(lián)在一起,將柔軟的DAP分子通過(guò)化學鍵嵌在PVC的分子中,使剛性的PVC分子鏈變得柔(róu)軟,從(cóng)而賦予PVC較好的低溫性能。從作用機理看,DAP是一種內增(zēng)塑劑,不僅能降低PVC的脆性溫度,而且能夠提高PVC製品的拉伸強度。

 2 複配增塑劑對PVC脆性溫度的影響

    (1) DAP與MBS並用對PVC脆性溫度的影響。MBS是甲基(jī)丙烯酸(suān)甲(jiǎ)AN (MMA )和苯乙烯(SM)在丁二烯一(yī)苯乙烯橡膠(SBR)或聚丁二烯(PB)上接枝聚合而成(chéng)的共聚物。在高聚物分子鏈上,苯乙烯為剛性鏈段,聚丁二烯或丁苯橡膠為柔(róu)性鏈段,二者的協同效(xiào)應賦予MBS分(fèn)子(zǐ)很好的柔韌性;而且MBS樹脂(zhī)具有“核一殼”兩相特殊(shū)結構,所以能在(zài)一40℃下具有良好(hǎo)的韌性。而且MBS能製得透明的PVC製品,還具有良好的耐紫外線性及耐無機酸(suān)、耐(nài)堿和油脂等化學藥(yào)品性,但是MBS耐候性不佳(jiā),光、熱氧穩定性較差,產量小,價格高(gāo),不利於共混物的廣泛應用。

    MBS樹脂的規格(gé)型號較多,其中耐寒性(xìng)較好的(de)M51樹脂對 PVC脆性溫度的影響結果見表4

 

    從(cóng)表(biǎo)4可見,隨著M51樹脂的量增加,其增塑的PVC料的脆性溫度逐漸降低,降低幅度由大變小(xiǎo)。在相同增塑(sù)劑用量(liàng)時,複(fù)配增塑劑降(jiàng)低PVC的脆性溫度的效果(guǒ)優於(yú)單(dān)用DAP的效果.

    MBS的溶解度參數為(wéi)94 - 95, PVC的溶解度(dù)參(cān)數為(wéi)95一97,兩者之間(jiān)能形(xíng)成良好相容性的(de)共混體係。在該(gāi)體係中,MBS相中的(de)MS鏈段與PVC相形成相容(róng)性很好的連續(xù)相,而橡膠鏈段則分散在連續(xù)相中呈微觀上的分散相,而且PVC/MBS共混體係的分子間存在著氫鍵。據資料介(jiè)紹,在MBS 低用量時(shí),隨著MBS用量加大,分子間(jiān)的氫鍵作用加強(qiáng),PVC/MBS共混物不僅具有較好的低溫隨著MBS用量加大,分子間的氫鍵作用加強, PVC/MBS共混物不僅具有較好的低溫性能而且具有較好的力學(xué)性(xìng)能。在(zài)MBS高用量時,PVC/MBS共混物的性能則反之。

    DAP在(zài)該體係中起交聯作用。因為DAP的雙鍵在高溫混(hún)煉時打開形成的活性中心既可與(yǔ)PVC分子的活性中心反應又可(kě)與M51樹脂中(zhōng)橡膠相殘(cán)存(cún)的活性中心反應或與M51樹脂中的其他(tā)活性點反(fǎn)應,其結果是在PVC分子鏈段間插人柔性較大(dà)的分子鏈,增大了PVC分子鏈段間的距離,降低其熱運動所需的能量,因此PVC共混料的脆性溫度是使用複配增塑(sù)劑的效果大於單用增塑劑.

    (2) DOA與DAP,M51並用對PVC脆性溫度的(de)影響(xiǎng)DOA(己二酸二異辛醋)是一種(zhǒng)耐(nài)寒效果優(yōu)良的脂肪酸醋增(zēng)塑劑,其粘(zhān)度低,增塑效率高,可賦予PVC製品如(rú)PVC膠布、耐寒農業薄膜、冷凍食品包裝膜等良好的低溫柔軟性和耐光性。但(dàn)DOA揮發(fā)性大,易發生遷移,因此需與其它增塑劑並(bìng)用才能體現它良好的耐寒增塑性能.在DOA,DAP,M51並用體係中DOA用量對PVC耐寒性的影響結果見表5

 

    由表5可見,在DOA,DAP,M51複配增塑體係中,隨著DOA用量的增大(dà),低溫(wēn)脆性試驗機其增塑PVC料的脆性溫度(dù)、拉伸強度逐漸降低,延(yán)伸率不斷增(zēng)大。從表(biǎo)4、表5還可知,在增塑劑用量相同時,DOA,DAP,M51複配增塑劑(jì)提高PVC耐寒性的效果好於DAP, M51體係。

    由於DOA分子中不含苯環,插(chā)人PVC分子的空間位阻小,其(qí)增塑的PVC鏈段運動阻力較(jiào)鄰苯二甲酸醋類增(zēng)塑劑增塑的PVC小,同時DOA分子也能進人M51樹(shù)脂的MS鏈段,因此並用該體係增塑劑(jì)的PVC分子鏈段間的距離大、作用力小,因此DOA,DAP,M51複配增塑劑改性PVC的脆性溫度低於 DAP,M51體係(xì)改性的PVC

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