為了提高產(chǎn)品的抗沖擊性能，在生產(chǎn)過程中要添加抗沖改性劑。用于硬質(zhì)ＰＶＣ型材行業(yè)的抗沖改性劑主要有ＣＰＥ、ＭＢＳ和ＡＣＲ。其中ＣＰＥ、ＡＣＲ改性劑的分子結(jié)構(gòu)中不含雙鍵，耐候性能好，廣泛用于戶外建筑材料。目前就ＣＰＥ和ＡＣＲ對ＰＶＣ沖擊改性的效果討論很多，國外對ＡＣＲ性能的推薦，除強(qiáng)調(diào)它對低溫沖擊強(qiáng)度的大幅度提高外，還強(qiáng)調(diào)它對耐候性、加工性能的改性，而ＣＰＥ對加工溫度的敏感性也已被生產(chǎn)實際所證實。因此，目前在歐洲、美國以丙稀酸酯為主導(dǎo)來改進(jìn)ＰＶＣ的抗沖擊性。在我國，由于只有少數(shù)廠家生產(chǎn)抗沖ＡＣＲ改性劑，品種和牌號均不能滿足市場需要，而且質(zhì)量尚欠穩(wěn)定，價格偏高。因而，目前我國絕大多數(shù)（９０％）異型材廠仍以ＣＰＥ作抗沖改性劑，ＣＰＥ依然占主導(dǎo)地位，丙稀酸酯應(yīng)用較少，還有的廠家采用ＭＢＳ。在此，我們對ＣＰＥ與ＡＣＲ、ＭＢＳ進(jìn)行一下對比試驗，對它們進(jìn)行全面的了解，評價各項性能孰優(yōu)孰劣，以便揚長避短，合理使用。
　　　　　　　　　　　　　　　　　實驗部分
　　１、實驗用主要原料、規(guī)格：
　　（１）樹脂：聚氯乙稀ＰＶＣ ＳＧ－５型
　　（２）抗沖擊改性劑：ＣＰＥ：型號３１３５。ＡＣＲ：ＫＭ３５５Ｐ。
　　（３）稀土穩(wěn)定劑：型號ＲＥＣ－Ｅ。
　　（４）鈦白粉：型號Ｒ１０５。
　　（５）輕質(zhì)碳酸鈣。
　　（６）加工助劑：ＡＣＲ－２０１型。
　　２、實驗用主要設(shè)備及測試儀器：
　　（１）高速混合機(jī)：型號ＧＨ－１０ＤＹ，槳葉轉(zhuǎn)速１２５０／２５００轉(zhuǎn)／分。
　　（２）哈克密煉機(jī)和擠出機(jī)。
　　（３）萬能制樣機(jī)。
　　（４）電子拉力試驗機(jī)：ＤＸＬＬ－３０００型。
　　（５）沖擊試驗機(jī)。
　　３、實驗流程及條件：
　　實驗流程：配料→捏合→擠出→制樣→測試
　　ＰＶＣ中各種助劑用量如表１所示。
　　　表１ 　　　 　　 　　１００份ＰＶＣ中助劑的用量
助劑ACR碳酸鈣鈦白粉稀土穩(wěn)定劑硬脂酸鈣
份數(shù)1.6543.10.06
　　在ＰＶＣ共混體系中，表１中各種助劑用量不變，抗沖改性劑的種類和用量是變量。
　　（１）捏合：將定量的ＰＶＣ與助劑倒入捏合機(jī)內(nèi)，高速運轉(zhuǎn)，物料溫度達(dá)到１２０℃時放出物料，冷卻后裝袋。
　　（２）密煉：將定量的ＰＶＣ共混料加入哈克密煉機(jī)中進(jìn)行密煉，條件為溫度１８０℃，轉(zhuǎn)速３０ｒｐｍ。
　　（３）擠出：將ＰＶＣ 共混料加入哈克雙螺桿擠出機(jī)中擠出，工藝條件為：溫度ＴＳ－Ｅ１ １８４℃，ＴＳ－Ｅ２ １８７℃，ＴＳ－Ｅ３ １９０℃；ＴＳ－Ｄ１ １９１℃。螺桿轉(zhuǎn)速３０ｒｐｍ。
　　４、試樣制作與性能測試：
　　（１）抗沖擊性能：采用國標(biāo)ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８測試。
　　（２）拉伸性能：采用國標(biāo)ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８測試。
　　　　　　　　　　　　　　　　結(jié)果與討論
　　１、不同改性劑對ＰＶＣ共混料的流變性能的影響：
　　用抗沖改性劑ＣＰＥ、ＡＣＲ、ＭＢＳ改性的ＰＶＣ共混料的流變曲線如圖１所示。

圖１ 改性共混料流變曲線
　　圖１表明采用ＣＰＥ塑化稍慢，但扭矩較低。共混料流變曲線中，較大扭矩可作為加工設(shè)備所需要的傳動功率大小的度量，而平衡扭矩則決定了加工設(shè)備生產(chǎn)時的功率消耗，它們都是極重要的流變特性參數(shù)。平衡扭矩值平穩(wěn)表明配方中助劑與樹脂相容性好，塑化時間長短可決定設(shè)備的一些參數(shù)。扭矩低，可使擠出功率降低。
　　２、各類抗沖改性劑對硬質(zhì)ＰＶＣ共混料擠出加工性能的影響：
　　不同改性劑不同份數(shù)的擠出性能曲線如圖２所示。

圖２ 不同份數(shù)改性的擠出性能
　　由圖２可見，隨著改性劑份數(shù)的增加，擠出扭矩都要增加。這說明改性劑用量增加，會使物料的粘度增加，導(dǎo)致扭矩升高。其中ＣＰＥ擠出扭矩較低，ＭＢＳ次之，ＡＣＲ較高。這說明用ＣＰＥ作改性劑時，加工設(shè)備生產(chǎn)時的功率消耗低，有利于節(jié)能和降低成本。
　　３、各類抗沖改性劑對硬質(zhì)ＰＶＣ共混料力學(xué)性能的影響：
　　各類抗沖改性劑改性硬質(zhì)ＰＶＣ共混料的力學(xué)性能對比如表２所示。
　　　表2 　　　　　　　　三種改性劑擠出片材的力學(xué)性能比較
改性劑
測試項目
6份8份10份
CPEACRMBSCPEACRMBSCPEACRMBS
23℃沖擊強(qiáng)度KJ/m2403238444947未斷未斷未斷
-10℃沖擊強(qiáng)度KJ/m2211717261723311832
屈服強(qiáng)度（Mpa）474343453943453842
　　由表２可見，三種改性劑均隨著用量的增加，其沖擊強(qiáng)度增加，拉伸強(qiáng)度下降。三種改性劑達(dá)到８份時都能滿足ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８的要求。但ＣＰＥ具有較佳低溫抗沖性能，而且價格較低。因此，采用ＣＰＥ對ＰＶＣ改性，將使制品的成本大幅下降。
　　４、我國硬質(zhì)ＰＶＣ異型材抗沖改性劑的應(yīng)用技術(shù)：
　　據(jù)資料介紹，目前學(xué)術(shù)上將改性劑的增韌理論分為兩大類：一類網(wǎng)絡(luò)聚合物：是指抗沖改性劑在ＰＶＣ基體材料中形成抵御外界沖擊的彈性網(wǎng)，這類彈性體改性機(jī)理是在ＰＶＣ材料中形成網(wǎng)絡(luò)。另一類“核—殼”結(jié)構(gòu)共聚物：這類聚合物由兩部分組成，構(gòu)成通常所稱的“核—殼”結(jié)構(gòu)，其核是一類低度交聯(lián)的彈性體，殼是具有較高玻璃化溫度的高聚物，粒子之間容易分離，可均勻地分散至ＰＶＣ基體中，并能和ＰＶＣ基體相互作用，因而可改進(jìn)ＰＶＣ抗沖擊性能。ＣＰＥ、ＭＢＳ、ＡＣＲ抗沖改性劑改性ＰＶＣ的性能比較如表３所示。
　　　　表3 　　　　　　　　　　　抗沖改性劑性能比較
性能指標(biāo)純PVCCPEMBSACR
耐腐蝕性優(yōu)優(yōu)好好
耐氣候性好好-優(yōu)差好-優(yōu)
低溫韌性差好好-優(yōu)差-好
缺口敏感性高低-中低中
彎曲變形溫度中中低-中低-中
透明性優(yōu)差好-優(yōu)差
應(yīng)力白化低高中高
加工性能熔融速率中低高中-高
熔體拉伸強(qiáng)度差差優(yōu)優(yōu)
熔體彈性中-高中中低
　　由表３可見，ＣＰＥ與ＡＣＲ相比較：除了加工性能ＡＣＲ比ＣＰＥ優(yōu)越外，其它性能指標(biāo)ＣＰＥ均優(yōu)于或等于ＡＣＲ。因此只要確定好成型工藝條件，并在生產(chǎn)實踐中嚴(yán)格執(zhí)行，所制得的制品性能價格比就是較優(yōu)的。而且，目前國內(nèi)的ＣＰＥ廠也在大力開發(fā)ＣＰＥ新品種新牌號，使其具有塑化快、熱穩(wěn)定性好的特性，以適應(yīng)ＰＶＣ型材高速擠出的要求。
　　　　　　　　　　　　　　　　　結(jié) 　論
　　（１）采用ＣＰＥ作ＰＶＣ抗沖改性劑時塑化稍慢，但扭矩較低，有利于節(jié)能。
　　（２）隨著改性劑用量的增加，擠出扭矩均增加，但ＣＰＥ的擠出扭矩較低，表明功率消耗低。
　　（３）三種改性劑達(dá)到８份時均能滿足國標(biāo)要求，但ＣＰＥ價格較低。
　　（４）通過對各種抗沖改性劑改性性能的比較，除了ＡＣＲ在加工方面略占優(yōu)勢外，ＣＰＥ和ＡＣＲ均能滿足ＰＶＣ型材的性能要求。

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