Cum de a îmbunătăți rezistența la frig a formulărilor din PVC

Modalități de îmbunătățire a rezistenței la frig a formulărilor din PVC

Plasticul din PVC are proprietăți fizice și mecanice bune și poate fi utilizat în producția de materiale de construcții, materiale de ambalare, materiale electronice, bunuri de consum zilnice etc., și este utilizat pe scară largă în diverse domenii, cum ar fi industria, agricultura, construcțiile, transporturile, telecomunicațiile electrice și ambalajele.

Datorită rezistenței slabe la frig și rezistenței la impact la temperaturi scăzute, limita inferioară a temperaturii de utilizare a PVC-ului dur este în general de -15 ° C, ceea ce limitează aplicarea materialelor din PVC în anumite aspecte. Prin ajustarea rășinii și aditivilor din PVC, rezistența la frig a plasticului din PVC poate fi îmbunătățită în mod eficient pentru a satisface nevoile de temperatură scăzută.

Xiongxing Group se bazează pe propria sa mai mult de 26 de ani de experiență în producția de PVC și o echipă profesionistă de cercetare și dezvoltare pentru a scrie acest articol, concentrându-se pe unele metode de îmbunătățire a rezistenței la frig a PVC-ului din punct de vedere al formulei, pentru ca toată lumea să învețe și să se refere la.

Xiongxing Group Sediul Office Building Gate

Rășina pvc este un fel de polimer polar non-cristalin. Temperatura sa de tranziție a sticlei este de 75 ~ 105 ° C în funcție de greutatea moleculară. Cu cât masa moleculară relativă este mai mare, cu atât este mai mare vâscozitatea și gradul de atracție van der Waals sau de încurcătură între lanțurile macromoleculare din PVC. În mod corespunzător, segmentul de lanț din PVC crește, iar rezistența la temperatură scăzută a materialului este mai bună.

În formulările convenționale din PVC, dacă trebuie doar să faceți față climatului rece de iarnă nordică, puteți alege o rășină din PVC cu o vâscozitate puțin mai mare, adică o greutate moleculară medie puțin mai mare. Poate fi o rășină din PVC cu o vâscozitate mai mare în aceeași calitate sau o rășină de calitate inferioară.

În plus, în unele produse cu cerințe speciale, cum ar fi pungile de sânge care pot rezista la -30 ° C, se poate utiliza rășină de clorură de polivinil cu grad ridicat de polimerizare (grad mediu de polimerizare mai mare de 2000). Acest lucru se datorează faptului că gradul ridicat de polimerizare PVC este mai bun decât PVC-ul convențional. Cristalinitatea mare și structura reticulată a rășinii fac dificilă alunecarea între macromolecule, creșterea elasticității și creșterea greutății moleculare și creșterea forței van der Waals intermoleculare și a forței de lipire chimică intramoleculară pentru a obține o rezistență excelentă la frig.

Ca o componentă importantă de formulare a produselor moi din PVC, plastifianții au un impact mare asupra performanței produselor moi. În cazul în care produsele trebuie utilizate la temperaturi scăzute, trebuie selectat tipul de plastifiant. În prezent, utilizate ca plastifianți rezistenți la frig includ în principal esteri ai acizilor grași dibazici, esteri liniari ai ftalatului de alcool, esteri ai acizilor grași ai alcoolului dihilic și monoesteri ai acizilor grași epoxidici. Conform rapoartelor, N,N-disubstituted amide de acizi grași, esteri naftenic dicarboxilic acid, și esteri de acid gras clormetoxi sunt, de asemenea, plastifianți rezistente la frig, cu performanțe excelente la temperaturi scăzute.

Îmbunătățirea rezistenței la frig a produselor moi din PVC poate fi obținută, în general, prin creșterea cantității de plastifiant rezistent la frig. DOA (adipat de dioctil), DIDA (adipat de diizodecil), DOZ (azelat dioctil), DOS (dioctyl sebacate) sunt reprezentative pentru plastifianți rezistenți la frig Varietate, deoarece compatibilitatea plastifianților generali rezistenți la frig cu PVC-ul nu este foarte bună, de fapt, poate fi utilizată numai ca plastifiant auxiliar pentru a îmbunătăți rezistența la frig, iar doza sa este de obicei de 5-20% din plastifiantul principal.

În plus, 2,2,4-trimetil-1,3-pentanediol diizobutilat (TXIB), stearat de butil, acid LHAT dietilenglicol di-2-etil ester, etc. Produsul funcționează, de asemenea, ca un plastifiant rezistent la frig.

Cercetătorii din echipa de cercetare științifică a Xiongxing Group au subliniat că este mai bine să utilizați împreună plastifiant rezistent la frig și triamidă hexametilfosforică în scopul îmbunătățirii durității rezistente la frig și a alungirii la temperaturi scăzute a filmului. Deși triamida hexametilfosforică în sine nu este un plastifiant rezistent la frig, poate reduce în mod eficient punctul de îngheț al diferitelor plastifianți și poate atinge scopul de a spori efectul rezistent la frig al filmului.

O modalitate eficientă de a îmbunătăți rezistența slabă la impact la temperaturi scăzute a PVC-ului este de a adăuga polimeri cu o temperatură scăzută de tranziție a sticlei și o elasticitate ridicată la temperatura camerei, denumite colectiv modificatori. Polimerul adăugat ar trebui să aibă parametri de solubilitate similari cu PVC-ul, să aibă o anumită solubilitate reciprocă și să poată forma un amestec de două structuri, îmbunătățind astfel rezistența la impact la temperatură scăzută a produsului.

CPE poate îmbunătăți performanța la temperaturi scăzute și rezistența la impact a produselor. Pe măsură ce cantitatea de CPE crește, performanța de impact a produselor PV C se va îmbunătăți treptat. Atunci când doza este crescută într-o anumită măsură, performanța impactului la temperatură scăzută a produselor PV C va tinde să fie stabilă, ajungând la un raport cost-performanță adecvat la aproximativ 8 sau 9 părți. Pe măsură ce cantitatea de cauciuc nitril pudră (BNR) crește, rezistența la impact la temperatură scăzută a PVC-ului dur va crește treptat.

EVA are proprietăți bune de curgere, temperatură scăzută de tranziție a sticlei, efect bun de întărire la temperaturi scăzute, dar cost ridicat.

ACR are o rezistență excelentă la impact la temperaturi scăzute și rezistență la intemperii și poate îmbunătăți aspectul produsului. În general, un efect bun poate fi obținut prin adăugarea a 5 părți. MBS cu impact ridicat are o temperatură scăzută de tranziție a sticlei, care are un efect bun asupra îmbunătățirii fragilității la temperaturi scăzute a materialelor din PVC, dar are o rezistență slabă la intemperii.

ABS poate crește rezistența la impact la temperatură scăzută a materialelor din PVC și, în același timp, poate îmbunătăți aspectul produselor.

În plus, SBS și alte substanțe care conțin o fază de cauciuc și au o temperatură de tranziție mai scăzută a sticlei pot îmbunătăți, de asemenea, rezistența la impact și rezistența la frig a PVC-ului.

Nu numai că, cercetătorii de la Xiongxing Group au studiat rezistența la frig a PVC-ului moale modificat și au arătat că rezistența la frig a PVC-ului moale modificat amestecat este în mod evident afectată de varietatea și doza de modificatori de polimeri. Prin diferite metode de testare, se constată că Elvaloy 711 (copolimer de monoxid de carbon acetat de etilenă-vinil), BNR-26 (cauciuc nitril în vrac), Chemigum P83 (cauciuc nitril pudră pre-reticulat) și alți modificatori de polimeri pot îmbunătăți semnificativ Rezistența la frig a PVC-ului moale și a anumitor modificatori de polimeri, cum ar fi CPE și EVA cu conținut scăzut de VA, vor deteriora rezistența la frig a PVC-ului moale. Modificatorul de cauciuc nitril poate îmbunătăți rezistența medie (benzină) a PVC-ului moale, îmbunătățind astfel performanța la temperatură scăzută a PVC-ului moale înmuiat în benzină.

Agenții rezistenți la frig de pe piață, cum ar fi K-175C, N-550C și alte produse, sunt de fapt un modificator de stiren dezvoltat pentru a îmbunătăți flexibilitatea la temperaturi scăzute și rezistența la impact a PVC-ului. Datorită temperaturii scăzute de tranziție a sticlei și a compatibilității bune cu PVC-ul, are anumite efecte de plastifiere și întărire. Prin urmare, după adăugarea la PVC, se poate îmbunătăți și îmbunătăți performanța la temperatură scăzută a PVC-ului.

Elastomerul termoplastic (TPE) este un fel de material sintetic care arată elasticitatea cauciucului la temperatura camerei și poate fi plastifiat și format la temperaturi ridicate. Prin urmare, acest tip de polimer are caracteristicile cauciucului și termoplasticelor și poate fi folosit ca material compozit. Agentul de întărire poate fi, de asemenea, utilizat ca material matriceal al materialelor compozite. Astfel de materiale includ în principal poliuretan, stiren, poliolefină, poliester, produse sindiotactice 1,2-polibutadienă și poliamidă. . În prezent, stirenele și poliolefinele sunt mai frecvent utilizate ca agenți de întărire pentru materialele compozite.

Rezistența la frig a produselor PVC-TPE este cel puțin nu mai mică decât cea a PVC-ului moale. Atunci când se utilizează plastifianți rezistenți la frig și formule rezistente la frig, PVC-TPE menține în continuare o elasticitate bună la -45. În ceea ce privește produsele rezistente la frig și rezistente la apa de mare, cum ar fi garniturile navelor, garniturile de containere și furtunurile marine, PVC-TPE este, de asemenea, popular. TPEs, cum ar fi H4040, H3303 și alte mărci au o bună compatibilitate cu PVC. După adăugare, poate îmbunătăți semnificativ flexibilitatea la temperaturi scăzute a PVC-ului, crește semnificativ rezistența la îndoire și reduce punctul de îmbrățișare.

O companie japoneză de tehnologie din plastic a dezvoltat, de asemenea, un elastomer termoplastic poliuretan-polivinil clorură. Acest material este realizat prin amestecarea TPU și PVC și a treia componentă după amestecare. Oferă un joc complet caracteristicilor excelente ale TPU și PVC și are următoarele avantaje:

(1) TPU este utilizat ca plastifiant pentru PVC, eliminand problemele de migrare si volatilizare a plastifiantului care au existat in PVC-ul moale in trecut.

(2) Temperatura de embrittlement a materialului PVC a fost, de asemenea, redusă de la -30 °C la -68 ° C, ajungând la un grad special de rezistență la frig.

Influența materialelor de umplutură asupra rezistenței la frig a PVC-ului moale este legată de absorbția plastifianților. Tendința generală este că absorbția plastifianților este mică. Fillerele au un efect redus asupra rezistenței la frig, în timp ce absorbția plastifianților, cum ar fi negrul de fum și argila tare, este mare Agentul de umplere din PVC va reduce semnificativ rezistența la frig a PVC-ului.

Adăugarea de materiale de umplutură la PVC rigid afectează adesea performanța de impact, în special fragilitatea la temperaturi scăzute va crește odată cu creșterea cantității de umpluturi. Acest lucru se datorează faptului că atunci când umplutura este adăugată în PVC ca particulă anorganică, se va umple între lanțurile moleculare. Când cantitatea este mică, se umple în golurile unor lanțuri moleculare pentru a juca un rol de consolidare; sau se umple între lanțurile moleculare pentru a crește distanța dintre molecule și pentru a crește duritatea sistemului. Dar când doza sa crește, pe măsură ce distanța intermoleculară crește, forța intermoleculară este distrusă. Când se adaugă temperatura, mobilitatea lanțului molecular este redusă, iar capacitatea materialului de a rezista la impactul extern este redusă drastic. Prin urmare, are o influență negativă asupra performanței la impact la temperatură scăzută a PVC-ului dur.

Adăugarea de materiale de umplutură la PVC rigid afectează adesea performanța de impact, în special fragilitatea la temperaturi scăzute va crește odată cu creșterea cantității de umpluturi. Acest lucru se datorează faptului că atunci când umplutura este adăugată în PVC ca particulă anorganică, se va umple între lanțurile moleculare. Când cantitatea este mică, se umple în golurile unor lanțuri moleculare pentru a juca un rol de consolidare; sau se umple între lanțurile moleculare pentru a crește distanța dintre molecule și pentru a crește duritatea sistemului. Dar când doza sa crește, pe măsură ce distanța intermoleculară crește, forța intermoleculară este distrusă. Când se adaugă temperatura, mobilitatea lanțului molecular este redusă, iar capacitatea materialului de a rezista la impactul extern este redusă drastic. Prin urmare, are o influență negativă asupra performanței la impact la temperatură scăzută a PVC-ului dur.

După ce umplutura este procesată, proprietățile de tracțiune ale materialului vor fi îmbunătățite, dar îmbunătățirea rezistenței la impact la temperaturi scăzute nu este evidentă. Motivul este că particulele de umplere ocupă spațiul activ al lanțului molecular din PVC. Deși forța de legare dintre umplutura activă și lanțul molecular din PVC crește, această creștere va crește rezistența moleculei numai atunci când este întinsă, iar fragilitatea materialului va crește numai datorită creșterii particulelor de umplere.

Carbonatul de calciu nano și carbonatul de calciu ultra-fin sunt adăugate în PVC. Datorită efectului de dimensiuni mici, are un efect modificator similar. Într-un anumit interval de dozare, se poate îmbunătăți performanța la temperatură scăzută a materialelor din PVC, dar pentru că nu există o temperatură scăzută de tranziție a sticlei, Efectul nu este la fel de evident ca modificatorul, și după ce se adaugă o anumită cantitate, fragilitatea la temperatură scăzută a materialului va crește.

În formulările generale, este posibilă creșterea cantității de lubrifiant intern care promovează plastifierea, reducând în același timp cantitatea de ajutoare de prelucrare, dar această metodă nu este recomandată în formulările rezistente la frig. Deoarece funcția de prelucrare a ajutoarelor nu este numai de a îmbunătăți procesabilitatea PVC-ului, ci și de a îmbunătăți foarte mult performanța la temperaturi scăzute a produselor, care nu pot fi înlocuite cu lubrifianți.

Cel mai frecvent utilizat plastifiant ignifug din PVC moale este fosfatul tricresil, dar performanța la temperatură scăzută a fosfatului de tricresil este foarte slabă, deci este mai potrivit să se utilizeze fosfat de alchil atunci când trebuie luată în considerare rezistența la frig.

Stabilizatorii comuni au un efect negativ asupra rezistenței la frig a produselor din PVC. Diferite tipuri de stabilizatori au efecte diferite asupra rezistenței la frig a produselor datorită formelor și proprietăților lor fizice diferite. Deoarece este indispensabil și cantitatea este limitată, acest aspect este rareori luat în considerare în proiectarea formulării generale.

Pe scurt, prin selectarea/schimbarea aditivilor cu o rezistență mai bună la frig, introducerea unor polimeri rezistenți la frig și a unei serii de metode de ajustare a formulelor, rezistența la frig a materialelor din PVC poate fi îmbunătățită pentru a satisface cerințele de utilizare la temperaturi scăzute. În același timp, ar trebui să acordăm atenție și multor aspecte, cum ar fi temperatura de procesare, temperatura de răcire, viteza de tracțiune, designul structural etc., care vor avea, de asemenea, un anumit impact asupra rezistenței la frig a produselor din PVC.

Parte a sălii de cercetare științifică experimentală a Xiongxing Group

Pe scurt, personalul de cercetare științifică al Xiongxing Group sugerează că, la proiectarea formulei din PVC, toți factorii, cum ar fi condițiile de aplicare, structura produsului, echipamentul de prelucrare, condițiile de proces etc. trebuie luați în considerare împreună cu formula, iar ajustările corespunzătoare ar trebui făcute prin experimente. Obțineți o formulă din PVC cu rezistență excelentă la frig.