Hvordan forbedre kuldebestandigheten til PVC-formuleringer

Måter å forbedre kuldebestandigheten til PVC-formuleringer

PVC-plast har gode fysiske og mekaniske egenskaper og kan brukes i produksjon av byggematerialer, emballasjematerialer, elektroniske materialer, daglige forbruksvarer etc., og er mye brukt innen ulike felt som industri, landbruk, bygg, transport, kraft telekommunikasjon og emballasje.

På grunn av dens dårlige kuldebestandighet og slagfasthet ved lave temperaturer, er den nedre grensen for brukstemperaturen for hard PVC vanligvis -15ºC, noe som begrenser bruken av PVC-materialer i visse aspekter. Gjennom justering av PVC-harpiks og tilsetningsstoffer kan kuldemotstanden til PVC-plast effektivt forbedres for å møte behovene til lav temperatur.

Xiongxing Group er avhengig av sin egen mer enn 26 års erfaring med PVC-produksjon og et profesjonelt FoU-team for å skrive denne artikkelen, med fokus på noen metoder for å forbedre kuldebestandigheten til PVC fra et formelsynspunkt, for alle å lære og referere til.

Xiongxing Group Headquarters Office Building Gate

PVC-harpiks er en slags ikke-krystallinsk, polar polymer. Glassovergangstemperaturen er 75 ~ 105 grader i henhold til molekylvekten. Jo større den relative molekylmassen er, desto høyere er viskositeten og graden av van der Waals-tiltrekning eller sammenfiltring mellom makromolekylære PVC-kjeder. Tilsvarende øker PVC-kjedesegmentet, og materialets lavtemperaturmotstand er bedre.

I konvensjonelle PVC-formuleringer, hvis du bare trenger å takle det kalde nordlige vinterklimaet, kan du velge en PVC-harpiks med litt høyere viskositet, det vil si en litt større gjennomsnittlig molekylvekt. Det kan være en PVC-harpiks med høyere viskositet i samme kvalitet eller en harpiks av lavere kvalitet.

I tillegg, i enkelte produkter med spesielle krav, for eksempel blodposer som tåler -30ºC, kan polyvinylkloridharpiks med høy polymerisasjonsgrad (gjennomsnittlig polymerisasjonsgrad høyere enn 2000) brukes. Dette er fordi høy polymerisasjonsgrad PVC er bedre enn vanlig PVC. Den store krystalliniteten og tverrbundne strukturen til harpiksen gjør det vanskelig å gli mellom makromolekyler, øker elastisiteten og øker molekylvekten, og øker den intermolekylære van der Waals-kraften og den intramolekylære kjemiske bindingskraften for å oppnå utmerket kuldebestandighet.

Som en viktig formuleringskomponent i myke PVC-produkter, har myknere stor innvirkning på ytelsen til myke produkter. Hvis produktene skal brukes ved lave temperaturer, må type mykner velges. For tiden brukt som kuldebestandige myknere inkluderer hovedsakelig dibasiske fettsyreestere, lineære alkoholftalatestere, dihydriske alkoholfettsyreestere og epoksyfettsyremonoestere. I følge rapporter er N,N-disubstituerte fettsyreamider, nafteniske dikarboksylsyreestere og klormetoksyfettsyreestere også kuldebestandige myknere med utmerket lavtemperaturytelse.

Forbedring av kuldebestandigheten til myke PVC-produkter kan generelt oppnås ved å øke mengden kuldebestandig mykner. DOA (dioktyladipat), DIDA (diisodecyladipat), DOZ (dioktylazelat), DOS (dioktylsebacat) er representative for kuldebestandige myknere Variety, fordi kompatibiliteten til generelle kuldebestandige myknere med PVC ikke er veldig god, faktisk , den kan bare brukes som en hjelpemykner for å forbedre kuldebestandigheten, og doseringen er vanligvis 5-20 prosent av hovedmykneren.

I tillegg kommer 2,2,4-trimetyl-1,3-pentandioldiisobutyrat (TXIB), butylstearat, LHAT-syredietylenglykoldi-2-etylester osv. Produktet fungerer også som en kuldebestandig mykner.

Forskere fra det vitenskapelige forskerteamet til Xiongxing Group påpekte at det er bedre å bruke kuldebestandig mykner og heksametylfosfortriamid sammen for å forbedre den kuldebestandige seigheten og forlengelsen av filmen ved lav temperatur. Selv om heksametylfosfortriamid i seg selv ikke er en kuldebestandig mykner, kan den effektivt redusere frysepunktet til forskjellige myknere og oppnå formålet med å forbedre filmens kuldebestandige effekt.

En effektiv måte å forbedre PVCs dårlige slagfasthet ved lav temperatur er å tilsette polymerer med lav glassovergangstemperatur og høy elastisitet ved romtemperatur, samlet referert til som modifikatorer. Den tilsatte polymeren bør ha lignende løselighetsparametere med PVC, ha en viss gjensidig løselighet, og kan danne en blanding av to strukturer, og dermed forbedre lavtemperaturslagfastheten til produktet.

CPE kan forbedre lavtemperaturytelsen og slagstyrken til produktene. Etter hvert som mengden CPE øker, vil effektytelsen til PV C-produkter gradvis forbedres. Når dosen økes til en viss grad, vil effektytelsen ved lav temperatur til PV C-produkter ha en tendens til å være stabil, og nå et passende kostnads-ytelsesforhold på ca. 8 eller 9 deler. Etter hvert som mengden pulverisert nitrilgummi (NBR) øker, vil slagstyrken ved lav temperatur til hard PVC gradvis øke.

EVA har gode flytegenskaper, lav glassovergangstemperatur, god lavtemperaturherdende effekt, men høye kostnader.

ACR har utmerket slagstyrke ved lav temperatur og værbestandighet, og kan forbedre produktets utseende. Generelt kan en god effekt oppnås ved å legge til 5 deler. Den slagkraftige MBS-en har lav glassovergangstemperatur, som har god effekt på å forbedre lavtemperaturskjørheten til PVC-materialer, men har dårlig værbestandighet.

ABS kan øke slagstyrken ved lav temperatur til PVC-materialer, og samtidig forbedre utseendet til produktene.

I tillegg kan SBS og andre stoffer som inneholder en gummifase og har en lavere glassovergangstemperatur også forbedre slagstyrken og kuldebestandigheten til PVC.

Ikke bare det, forskere fra Xiongxing Group studerte kuldebestandigheten til modifisert myk PVC og viste at kuldebestandigheten til blandet modifisert myk PVC åpenbart påvirkes av variasjonen og doseringen av polymermodifikatorer. Gjennom ulike testmetoder er det funnet at Elvaloy 711 (etylen-vinylacetat karbonmonoksid kopolymer), NBR-26 (bulk nitrilgummi), Chemigum P83 (forkryssbundet pulver nitrilgummi) og andre polymermodifikatorer kan betydelig forbedre kuldemotstanden til myk PVC, og visse polymermodifikatorer som CPE og EVA med lavt VA-innhold vil skade kuldebestandigheten til myk PVC. Nitrilgummimodifikatoren kan forbedre middels (bensin) motstanden til myk PVC, og dermed forbedre lavtemperaturytelsen til myk PVC fuktet i bensin.

De kuldebestandige midlene på markedet, som K-175C, N-550C og andre produkter, er faktisk en styrenmodifiseringsmiddel utviklet for å forbedre lavtemperaturfleksibiliteten og slagstyrken til PVC. På grunn av sin lave glassovergangstemperatur og gode kompatibilitet med PVC, har den visse mykgjørende og herdende effekter. Derfor, etter å ha lagt til PVC, kan det forbedre og forbedre lavtemperaturytelsen til PVC.

Termoplastisk elastomer (TPE) er et slags syntetisk materiale som viser gummielastisitet ved romtemperatur og kan plastiseres og formes ved høy temperatur. Derfor har denne typen polymer egenskapene til gummi og termoplast, og den kan brukes som et komposittmateriale. Herdemiddel kan også brukes som matrisemateriale til komposittmaterialer. Slike materialer inkluderer hovedsakelig polyuretan, styren, polyolefin, polyester, syndiotaktisk 1,2-polybutadien og polyamidprodukter. . For tiden er styrener og polyolefiner mer vanlig brukt som herdemidler for komposittmaterialer.

Kuldebestandigheten til PVC-TPE-produkter er i hvert fall ikke lavere enn for myk PVC. Når kuldebestandige myknere og kuldebestandige formler brukes, opprettholder PVC-TPE fortsatt god elastisitet ved -45. Når det gjelder kuldebestandige og sjøvannsbestandige produkter, som skipstetninger, containertetninger og marineslanger, er PVC-TPE også populært. TPE-er som H4040, H3303 og andre merker har god kompatibilitet med PVC. Etter tilsetning kan det forbedre lavtemperaturfleksibiliteten til PVC betydelig, øke motstanden mot bøyning betydelig og redusere sprøhetspunktet.

Et japansk plastteknologiselskap har også utviklet en termoplastisk polyuretan-polyvinylkloridelastomer. Dette materialet er laget ved å blande TPU og PVC og den tredje komponenten etter blanding. Det gir fullt spill til de utmerkede egenskapene til TPU og PVC og har følgende fordeler:

(1) TPU brukes som mykner for PVC, og eliminerer myknermigrasjonen og fordampningsproblemene som eksisterte i myk PVC tidligere.

(2) Sprøhetstemperaturen til PVC-materiale har også blitt redusert fra -30 grad til -68 grad, og har nådd en spesiell kuldebestandig karakter.

Påvirkningen av fyllstoffer på kuldebestandigheten til myk PVC er relatert til absorpsjonen av myknere. Den generelle trenden er at absorpsjonen av myknere er liten. Fyllstoffer har liten effekt på kuldebestandighet, mens absorpsjonen av myknere som kjønrøk og hard leire er stor. Fyllstoffet til PVC vil redusere kuldebestandigheten til PVC betydelig.

Tilsetning av fyllstoffer til stiv PVC påvirker ofte slagytelsen, spesielt vil sprøheten ved lav temperatur øke med økningen i mengden fyllstoffer. Dette er fordi når fyllstoffet tilsettes PVC som en uorganisk partikkel, vil det fylles ut mellom molekylkjedene. Når mengden er liten, fylles den inn i hullene i noen molekylkjeder for å spille en forsterkende rolle; eller fyller ut mellom molekylkjedene for å øke avstanden mellom molekylene og øke systemets seighet. Men når dosen øker, ettersom den intermolekylære avstanden øker, blir den intermolekylære kraften ødelagt. Når temperaturen legges til, reduseres mobiliteten til molekylkjeden, og materialets evne til å motstå ytre påvirkning reduseres drastisk. Derfor har det en dårlig innflytelse på lavtemperaturstøtytelsen til hard PVC.

Tilsetning av fyllstoffer til stiv PVC påvirker ofte slagytelsen, spesielt vil sprøheten ved lav temperatur øke med økningen i mengden fyllstoffer. Dette er fordi når fyllstoffet tilsettes PVC som en uorganisk partikkel, vil det fylles ut mellom molekylkjedene. Når mengden er liten, fylles den inn i hullene i noen molekylkjeder for å spille en forsterkende rolle; eller fyller ut mellom molekylkjedene for å øke avstanden mellom molekylene og øke systemets seighet. Men når dosen øker, ettersom den intermolekylære avstanden øker, blir den intermolekylære kraften ødelagt. Når temperaturen legges til, reduseres mobiliteten til molekylkjeden, og materialets evne til å motstå ytre påvirkning reduseres drastisk. Derfor har det en dårlig innflytelse på lavtemperaturstøtytelsen til hard PVC.

Etter at fyllstoffet er behandlet, vil strekkegenskapene til materialet bli forbedret, men forbedringen av slagmotstanden ved lav temperatur er ikke åpenbar. Årsaken er at fyllstoffpartiklene okkuperer det aktive rommet til PVC-molekylkjeden. Selv om bindingskraften mellom det aktive fyllstoffet og PVC-molekylkjeden øker, vil denne økningen kun øke styrken til molekylet når det strekkes, og sprøheten til materialet vil bare øke på grunn av økningen i fyllstoffpartikler.

Nanokalsiumkarbonat og ultrafint kalsiumkarbonat tilsettes PVC. På grunn av den lille størrelseseffekten har den en lignende modifiseringseffekt. Innenfor et visst doseringsområde kan det forbedre lavtemperaturytelsen til PVC-materialer, men fordi det ikke er lav glassovergangstemperatur, er effekten ikke like åpenbar som modifikatoren, og etter at en viss mengde er tilsatt, blir lavtemperaturskjørheten av materialet vil øke.

I generelle formuleringer er det mulig å øke mengden internt smøremiddel som fremmer mykning samtidig som man reduserer mengden prosesshjelpemidler, men denne metoden anbefales ikke i kuldebestandige formuleringer. Fordi funksjonen til prosesshjelpemidler ikke bare er å forbedre bearbeidbarheten til PVC, men også å forbedre lavtemperaturytelsen til produkter, som ikke kan erstattes av smøremidler.

Den mest brukte myke PVC flammehemmende mykneren er trikresylfosfat, men lavtemperaturytelsen til trikresylfosfat er svært dårlig, så det er mer egnet å bruke alkylfosfat når kuldebestandighet må vurderes.

Vanlige stabilisatorer har en negativ effekt på kuldebestandigheten til PVC-produkter. Ulike typer stabilisatorer har ulik effekt på kuldebestandigheten til produkter på grunn av deres forskjellige former og fysiske egenskaper. Fordi det er uunnværlig og mengden er begrenset, vurderes dette aspektet sjelden i generell formuleringsdesign.

Kort sagt, ved å velge/endre tilsetningsstoffer med bedre kuldebestandighet, introdusere noen kuldebestandige polymerer og en rekke formeljusteringsmetoder, kan kuldebestandigheten til PVC-materialer forbedres for å møte kravene til lavtemperaturbruk. Samtidig bør vi også ta hensyn til mange aspekter som prosesseringstemperatur, kjøletemperatur, trekkrafthastighet, strukturell design, etc., som også vil ha en viss innvirkning på kuldemotstanden til PVC-produkter.

En del av det eksperimentelle vitenskapelige forskningsrommet til Xiongxing Group

Oppsummert foreslår det vitenskapelige forskningspersonellet i Xiongxing Group at når man designer PVC-formelen, må alle faktorer som bruksforhold, produktstruktur, prosessutstyr, prosessforhold osv. vurderes sammen med formelen, og tilsvarende justeringer bør gjøres gjennom eksperimenter. Skaff en PVC-formel med utmerket kuldebestandighet.