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PVC材料的组分及含量分析
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工程塑料展厅
聚乙烯(PE), 聚苯乙稀PS, 聚酰亚胺PI, 聚酰胺PA, PA66塑料(尼龙), ...
聚氯乙烯树脂是一种多组分的塑料,根据不同用途可以加入不同的添加剂,因此随着组成的不同,其制品可呈现不同物理机械性能,如加入或不加入增塑剂就能使它有软硬制品之分。总的来说PVC制品有耐化学稳定性、耐磨、消声消震、强度较高、电绝缘性较好、价廉及材料来源广、气密性能好等优点,广泛应用于航空、农业、工业、汽车、电子、机械、家电、电器、医疗、建筑、通讯等领域。

PVC主要由主体树脂、助剂及填料组成。根据不同的需要,常添加不同的助剂,包括稳定剂、增塑剂、阻燃剂、发泡剂、加工改性剂(如ACR等)等。

1.树脂

生产PVC塑料型材的树脂是聚氯乙烯树脂(PVC),聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物,产量仅次于PE,居第二位。PVC树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型(XS)和紧密型(Ⅺ)两种。疏松型粒径为0.1—0.2mm,表面不规则,多孔,呈棉花球状,易吸收增塑剂,紧密型粒径为0.1mm以下,表面规则,实心,呈乒乓球状,不易吸收增塑剂,目前使用疏松型的较多。

2.热稳定剂

常用的稳定剂按照主要成分分类可分为盐基类、脂肪酸皂类、有机锡化合物、复合型热稳定剂及纯有机化合物类。

1)盐基类热稳定剂:盐基类稳定剂是指结合有“盐基”的无机和有机酸铅盐这类稳定剂存在优良的耐热性、耐候性和电绝缘性成本低透明性差有一定毒性用量一般在0.5%~5.0%。

2)脂肪酸类热稳定剂:该类热稳定剂是指由脂肪酸根与金属离子组成的化合物也称金属皂类热稳定剂其性能与酸根及金属离子的种类有关一般用量为0.1%~3.0%。

3)有机锡类热稳定剂:该类热稳定剂可与聚氯乙烯分子中的不稳定氯原子形成配位体而且在配位体中有机锡的羧酸酯基与不稳定的氯原子置换。这类热稳定剂的特点是稳定性高、透明性好、耐热性优异不足之处是价格较贵。

4)复合型热稳定剂:该类热稳定剂是以盐基类或金属皂类为基础的液体或固体复合物以及有机锡为基础的复合物其中金属盐类有钙—镁—锌、钡—钙—锌、钡—锌和钡—镉等;常用的有机酸如有机脂肪酸、环烷酸、油酸、苯甲酸和水杨酸等。

5)有机合物热稳定剂:该类热稳定剂除少数可单独使用的主稳定剂(主要是含氮的有机化合物)外还包含高沸点的多元醇及亚磷酸酯亚磷酸酯常与金属稳定剂并用能提高复合材料的耐候性、透明性改善制品的表面色泽。

3.增塑剂

增塑剂分为主增塑剂、助增塑剂和共增塑剂。

主增塑剂中最常用的是邻苯二甲酸酯类。占据市场份额70%左右。以邻苯二甲酸二(2-乙基己酯)(DOP或DEHP)为首的邻苯二甲酸酯-苯二甲酸酯是单体增塑剂的最优秀的一类。脂肪族化合物也可用作增塑剂,通常为己二酸系列。高分子型增塑剂是高效专用增塑剂。由于其与单体酯类的化学类似性,它们具有同样的性能和持久性。

助增塑剂是一类可提供柔性但自身并不符合基本增塑剂要求的添加剂。加入石油衍生物可降低成本。这些石油衍生物通常由脂肪烃、芳香烃或氯代烃类组成。

含有酯类功能团的配方的其它成分是共增塑剂。主要的例子有环氧化油和酯类,除起补充增塑作用外,还可增加热稳定性。

4. 填料

使用填料的主要目的是占据空间以降低成本,一些填料同时起到阻燃、导电、导热、增刚的作用。常见的填料主要包括碳酸钙、炭黑、氧化镁、高岭土、玻璃纤维等。

5.抗氧剂

用于聚氯乙烯的抗氧剂主要有两大类:主抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂。主抗氧剂主要有双酚A、抗氧剂CA,抗氧剂264,抗氧剂2246 ,抗氧剂1076等。从综合性能、来源及成本来考虑,聚氯乙烯中应用最多的是双酚A。配方中用量一般为0.3%-0.5%。常用品种有亚磷酸三苯酯(TPP)、二苯基—异辛基亚磷酸酯(ODPP)、亚磷酸苯二异辛酯,配方中用量一般为0.3%-1.0%

6.光稳定剂

聚氯乙烯所用的光稳定剂,使用最普遍的是紫外线吸收剂。用于聚氯乙烯中的主要有二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类和炭黑。常用品种是:UV-9(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)、UV-531(2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮)、UV-326[(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑]、UV-P[2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑]、UV-24(2,2’-二羟基-甲氧基二苯甲酮)、三嗪-5[2,4,6-三(2’-羟基-4’-正辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪]。

7.阻燃剂

聚氯乙烯配方中最常用的阻燃剂有氧化锑、硼酸锌、氯化石蜡、磷酸三甲苯脂(TCP)、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯等。

8. 抑烟剂

工业上使用的能形成炭化层的聚氯乙烯抑烟剂有:三氧化钼、无机钼的混合物(如钼酸锌或八钼酸铵)、锌镁复合物和过渡金属氧化物。

9.抗静电剂

聚氯乙烯塑料制品有抗静电要求时,一般使用内部抗静电剂。软质聚氯乙烯中常用的内部抗静电剂有阳离子型的季铵盐和非离子型的酯类。季铵盐抗静电效果良好,聚氯乙烯常用阳离子抗静电剂主要有:抗静电剂SN(硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵硝酸盐)、抗静电剂LS[(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐]、抗静电剂609[(N,N’-双(2-羟基乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲胺硫酸甲酯盐)、抗静电剂SP(硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐),用量一般为0.5%—2.0%。非离子型抗静电剂主要有:ECH型抗静电剂(杭州市化工研究所)、SGK-03A型抗静电剂(山东寿光助剂厂)等。另外,还有北京市化工研究院生产的非离子和阳离子复合型抗静电剂ASA-150。

10.发泡剂

聚氯乙烯发泡剂成型是以化学发泡为主,常用化学发泡剂如偶氮二甲酰胺(AC发泡剂),2,2’-偶氮二异丁腈,偶氮二甲酸二异丙酯,偶氮二甲酸钡,N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺(特别适用于聚氯乙烯糊树脂的发泡成型),三肼基三嗪,碳酸氢钠,磺基酰肼和对甲苯磺酰肼可并用,聚氯乙烯也有用物理发泡剂成型的,如二氧化碳、氮气、二氯乙烷、二氯甲烷。

11.防霉剂

聚氯乙烯配方中一般不添加防霉剂,只是在制品有防霉抑菌要求时才选用防霉剂。目前可用的防霉剂主要有五氯苯酚、五氯苯酚钠、水杨酰苯胺、8-羟基喹啉铜双(三正丁基锡)氧化物、N-(三氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺、2,2’-二羟基-5,5’二氯代二苯基甲烷等。用量一般为0.5%—1.0%。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (5/22/2014)
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