Hogyan lehet javítani a PVC-készítmények hidegállóságát
Aug 19, 2021
A PVC-készítmények hidegállóságának javításának módjai
A PVC műanyag jó fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, és felhasználható építőanyagok, csomagolóanyagok, elektronikai anyagok, napi fogyasztási cikkek stb. gyártásához, és széles körben használják különféle területeken, mint például az ipar, a mezőgazdaság, az építőipar, a szállítás, az energia. telekommunikáció és csomagolás.
Gyenge hidegállósága és alacsony hőmérsékletű ütésállósága miatt a kemény PVC használati hőmérsékletének alsó határa általában -15ºC, ami bizonyos szempontból korlátozza a PVC anyagok alkalmazását. A PVC gyanta és adalékok beállításával a PVC műanyag hidegállósága hatékonyan javítható, hogy megfeleljen az alacsony hőmérsékleti igényeknek.
A Xiongxing Group több mint 26 éves PVC gyártási tapasztalatára és egy professzionális K+F csapatára támaszkodik ennek a cikknek a megírásához, és néhány módszerre összpontosít, amelyek a PVC hidegállóságának javítását célozzák a képlet szempontjából, hogy mindenki megtanulhassa és hivatkozhasson rá.
Xiongxing csoport központja irodaház kapuja
A PVC gyanta egyfajta nem kristályos, poláris polimer. Üvegesedési hőmérséklete a molekulatömegtől függően 75-105 fok. Minél nagyobb a relatív molekulatömeg, annál nagyobb a viszkozitás és a PVC makromolekuláris láncok közötti van der Waals vonzás vagy összefonódás mértéke. Ennek megfelelően nő a PVC lánc szegmens, és jobb az anyag alacsony hőmérsékleti ellenállása.
A hagyományos PVC készítményekben, ha csak a hideg északi téli klímával kell megbirkózni, választhat valamivel magasabb viszkozitású, azaz valamivel nagyobb átlagos molekulatömegű PVC gyantát. Lehet ugyanabban a minőségben magasabb viszkozitású PVC-gyanta vagy alacsonyabb minőségű gyanta.
Ezen túlmenően egyes speciális követelményeket támasztó termékekben, például a -30ºC-ot ellenálló vértasakokban nagy polimerizációs fokú (2000-nél nagyobb polimerizációs fokú) polivinil-klorid gyanta is használható. Ennek az az oka, hogy a nagyfokú polimerizációs PVC jobb, mint a hagyományos PVC. A gyanta nagy kristályossága és térhálós szerkezete megnehezíti a makromolekulák közötti csúszást, növeli a rugalmasságot és növeli a molekulatömeget, valamint növeli az intermolekuláris van der Waals erőt és az intramolekuláris kémiai kötőerőt a kiváló hidegállóság elérése érdekében.
A lágy PVC termékek fontos összetevőjeként a lágyítók nagy hatással vannak a lágy termékek teljesítményére. Ha a termékeket alacsony hőmérsékleten kell használni, akkor meg kell választani a lágyító típusát. A jelenleg hidegálló lágyítószerként elsősorban zsírsav-kétbázisú sav-észtereket, lineáris alkohol-ftalát-észtereket, kétértékű alkohol-zsírsav-észtereket és epoxi-zsírsav-monoésztereket használnak. A jelentések szerint az N,N-diszubsztituált zsírsavamidok, a naftén-dikarbonsav-észterek és a klór-metoxi-zsírsav-észterek is hidegálló lágyítószerek, amelyek alacsony hőmérsékleten is kiválóan teljesítenek.
A PVC lágy termékek hidegállóságának javítása általában a hidegálló lágyítószer mennyiségének növelésével érhető el. A DOA (dioktil-adipát), a DIDA (diizodecil-adipát), a DOZ (dioktil-azelát), a DOS (dioktil-sebacát) a hidegálló lágyítók fajtáit képviselik, mivel az általános hidegálló lágyítók PVC-vel való kompatibilitása nem túl jó, sőt. , csak segédlágyítóként használható a hidegállóság javítására, adagolása általában a fő lágyítószer 5-20 százaléka.
Ezen kívül 2,2,4-trimetil-1,3-pentándiol-diizobutirát (TXIB), butil-sztearát, LHAT-sav-dietilénglikol-di-2-etil-észter stb. hidegálló lágyítóként is funkcionál.
A Xiongxing Group tudományos kutatócsoportjának kutatói rámutattak arra, hogy jobb a hidegálló lágyítószer és a hexametil-foszforsav-triamid együttes alkalmazása a film hidegtűrő szívósságának és alacsony hőmérsékleten való nyúlásának javítása érdekében. Bár maga a hexametil-foszforsav-triamid nem hidegálló lágyító, hatékonyan csökkentheti a különböző lágyítószerek fagyáspontját, és elérheti a film hidegálló hatásának fokozását.
A PVC gyenge alacsony hőmérsékletű ütésállóságának javításának hatékony módja az alacsony üvegesedési hőmérsékletű és szobahőmérsékleten nagy rugalmasságú polimerek hozzáadása, amelyeket összefoglaló néven módosítóknak nevezünk. A hozzáadott polimernek hasonló oldhatósági paraméterekkel kell rendelkeznie, mint a PVC-vel, bizonyos kölcsönös oldhatósággal kell rendelkeznie, és két szerkezet keverékét képezheti, ezáltal javítva a termék alacsony hőmérsékletű ütőszilárdságát.
A CPE javíthatja a termékek alacsony hőmérsékletű teljesítményét és ütésállóságát. A CPE mennyiségének növekedésével a PV C termékek ütési teljesítménye fokozatosan javul. Ha az adagolást bizonyos mértékig növelik, a PV C termékek alacsony hőmérsékletű ütési teljesítménye általában stabil lesz, és megfelelő költség-teljesítmény arányt ér el körülbelül 8 vagy 9 résznél. A porított nitrilkaucsuk (NBR) mennyiségének növekedésével a kemény PVC alacsony hőmérsékletű ütésállósága fokozatosan növekszik.
Az EVA jó folyási tulajdonságokkal, alacsony üvegesedési hőmérséklettel, jó alacsony hőmérsékletű keményítő hatással rendelkezik, de magas a költsége.
Az ACR kiváló alacsony hőmérsékletű ütésállósággal és időjárásállósággal rendelkezik, és javíthatja a termék megjelenését. Általában jó hatás érhető el 5 rész hozzáadásával. A nagy hatású MBS alacsony üvegesedési hőmérséklettel rendelkezik, ami jó hatással van a PVC anyagok alacsony hőmérsékletű ridegségének javítására, de gyenge az időjárásállósága.
Az ABS növelheti a PVC anyagok alacsony hőmérsékletű ütőszilárdságát, és ezzel egyidejűleg javíthatja a termékek megjelenését.
Ezenkívül az SBS és más, gumifázisú és alacsonyabb üvegesedési hőmérsékletű anyagok is javíthatják a PVC ütésállóságát és hidegállóságát.
A Xiongxing Group kutatói nem csak a módosított lágy PVC hidegállóságát tanulmányozták, és kimutatták, hogy a kevert, módosított lágy PVC hidegállóságát nyilvánvalóan befolyásolja a polimer módosítók fajtája és adagolása. Különféle vizsgálati módszerekkel megállapították, hogy az Elvaloy 711 (etilén-vinil-acetát szén-monoxid kopolimer), NBR-26 (ömlesztett nitrilkaucsuk), Chemigum P83 (előre térhálósított por nitrilgumi) és más polimer módosítók jelentősen képesek javítani A lágy PVC hidegállósága és bizonyos polimer módosítók, mint például az alacsony VA tartalmú CPE és EVA károsítják a lágy PVC hidegállóságát. A nitrilkaucsuk módosító javíthatja a lágy PVC közepes (benzin) ellenállását, ezáltal javítva a benzinbe áztatott lágy PVC alacsony hőmérsékletű teljesítményét.
A piacon kapható hidegálló szerek, mint például a K-175C, N-550C és más termékek, valójában sztirol módosító anyagok, amelyeket a PVC alacsony hőmérsékletű rugalmasságának és ütésállóságának javítására fejlesztettek ki. Alacsony üvegesedési hőmérséklete és a PVC-vel való jó kompatibilitása miatt bizonyos lágyító és keményítő hatásai vannak. Ezért a PVC-hez való hozzáadása után javíthatja és javíthatja a PVC alacsony hőmérsékletű teljesítményét.
A hőre lágyuló elasztomer (TPE) egyfajta szintetikus anyag, amely szobahőmérsékleten gumirugalmasságot mutat, és magas hőmérsékleten lágyítható és alakítható. Ezért az ilyen típusú polimer a gumi és a hőre lágyuló műanyag jellemzőivel rendelkezik, és kompozit anyagként használható. A keményítőszer kompozit anyagok mátrixanyagaként is használható. Ilyen anyagok elsősorban a poliuretán, sztirol, poliolefin, poliészter, szindiotaktikus 1,2-polibutadién és poliamid termékek. . Jelenleg a sztirolokat és a poliolefineket gyakrabban használják kompozit anyagok edzõanyagaként.
A PVC-TPE termékek hidegállósága legalább nem alacsonyabb, mint a lágy PVC-é. Hidegálló lágyítók és hidegálló formulák használata esetén a PVC-TPE továbbra is jó rugalmasságot tart fenn -45 értéknél. A hideg- és tengervízálló termékek, például a hajótömítések, konténer-tömítések és tengeri tömlők tekintetében a PVC-TPE szintén népszerű. Az olyan TPE-k, mint a H4040, H3303 és más márkák, jól kompatibilisek a PVC-vel. Hozzáadása után jelentősen javíthatja a PVC alacsony hőmérsékletű rugalmasságát, jelentősen növelheti a hajlítással szembeni ellenállását és csökkentheti a ridegedési pontot.
Egy japán műanyagtechnológiai cég hőre lágyuló poliuretán-polivinil-klorid elasztomert is kifejlesztett. Ez az anyag TPU és PVC, valamint a harmadik komponens összekeverésével készül. Teljes mértékben kihasználja a TPU és a PVC kiváló tulajdonságait, és a következő előnyökkel rendelkezik:
(1) A TPU-t PVC lágyítójaként használják, kiküszöbölve a lágy PVC-nél korábban fennálló lágyítóanyag-vándorlási és párolgási problémákat.
(2) A PVC-anyag ridegedési hőmérsékletét is csökkentették -30 fokról -68 fokra, ezzel elérve a különleges hidegállósági fokozatot.
A töltőanyagok hatása a lágy PVC hidegállóságára a lágyítószerek felszívódásával függ össze. Az általános tendencia az, hogy a lágyítószerek felszívódása kicsi. A töltőanyagok csekély hatással vannak a hidegállóságra, míg a lágyítószerek, például a korom és a keményagyag felszívódása nagy. A PVC töltőanyaga jelentősen csökkenti a PVC hidegállóságát.
A merev PVC-hez töltőanyagok hozzáadása gyakran befolyásolja az ütési teljesítményt, különösen az alacsony hőmérsékletű ridegség növekszik a töltőanyagok mennyiségének növekedésével. Ennek az az oka, hogy amikor a töltőanyagot szervetlen részecskeként adják a PVC-hez, akkor az betölti a molekulaláncokat. Ha a mennyiség kicsi, akkor kitölti egyes molekulaláncok hézagait, hogy megerősítő szerepet töltsön be; vagy kitölti a molekulaláncokat, hogy növelje a molekulák közötti távolságot és növelje a rendszer szívósságát. De amikor az adagolás nő, az intermolekuláris távolság növekedésével az intermolekuláris erő megsemmisül. A hőmérséklet hozzáadásával csökken a molekulalánc mobilitása, és drasztikusan csökken az anyag külső hatásokkal szembeni ellenálló képessége. Ezért rossz hatással van a kemény PVC alacsony hőmérsékletű ütésállóságára.
A merev PVC-hez töltőanyagok hozzáadása gyakran befolyásolja az ütési teljesítményt, különösen az alacsony hőmérsékletű ridegség növekszik a töltőanyagok mennyiségének növekedésével. Ennek az az oka, hogy amikor a töltőanyagot szervetlen részecskeként adják a PVC-hez, akkor az betölti a molekulaláncokat. Ha a mennyiség kicsi, akkor kitölti egyes molekulaláncok hézagait, hogy megerősítő szerepet töltsön be; vagy kitölti a molekulaláncokat, hogy növelje a molekulák közötti távolságot és növelje a rendszer szívósságát. De amikor az adagolás nő, az intermolekuláris távolság növekedésével az intermolekuláris erő megsemmisül. A hőmérséklet hozzáadásával csökken a molekulalánc mobilitása, és drasztikusan csökken az anyag külső hatásokkal szembeni ellenálló képessége. Ezért rossz hatással van a kemény PVC alacsony hőmérsékletű ütésállóságára.
A töltőanyag feldolgozása után az anyag szakító tulajdonságai javulnak, de az alacsony hőmérsékletű ütésállóság javulása nem nyilvánvaló. Ennek az az oka, hogy a töltőanyag részecskék elfoglalják a PVC molekulalánc aktív terét. Az aktív töltőanyag és a PVC molekulalánc közötti kötőerő ugyan megnő, de ez a növekedés csak növeli a molekula szilárdságát nyújtáskor, és az anyag ridegsége csak nő a töltőanyag részecskék növekedése miatt.
A PVC-hez nanokalcium-karbonátot és ultrafinom kalcium-karbonátot adnak. A kis mérethatás miatt hasonló módosító hatású. Egy bizonyos adagolási tartományon belül javíthatja a PVC anyagok alacsony hőmérsékletű teljesítményét, de mivel nincs alacsony üvegesedési hőmérséklet, a hatás nem olyan nyilvánvaló, mint a módosító, és bizonyos mennyiség hozzáadása után az alacsony hőmérsékletű ridegség az anyag mennyisége növekedni fog.
Az általános készítményekben lehetőség van a lágyulást elősegítő belső kenőanyag mennyiségének növelésére, miközben csökkentik a feldolgozási segédanyagok mennyiségét, de ez a módszer nem javasolt hidegálló készítményekben. Mivel a feldolgozási segédanyagok funkciója nem csak a PVC feldolgozhatóságának javítása, hanem a termékek alacsony hőmérsékletű teljesítményének nagymértékű javítása is, amelyeket nem lehet kenőanyagokkal helyettesíteni.
A leggyakrabban használt lágy PVC égésgátló lágyító a trikrezil-foszfát, de a trikrezil-foszfát alacsony hőmérsékleti teljesítménye nagyon gyenge, ezért célszerűbb az alkil-foszfát használata, ha a hidegállóságot figyelembe kell venni.
A szokásos stabilizátorok negatív hatással vannak a PVC termékek hidegállóságára. A különböző típusú stabilizátorok eltérő formájuk és fizikai tulajdonságaik miatt eltérő hatással vannak a termékek hidegállóságára. Mivel nélkülözhetetlen és mennyisége korlátozott, ezt a szempontot ritkán veszik figyelembe az általános összetételtervezésben.
Röviden: a jobb hidegállóságú adalékok kiválasztásával/cseréjével, néhány hidegálló polimer bevezetésével és egy sor képletbeállítási módszerrel a PVC anyagok hidegállósága javítható, hogy megfeleljen az alacsony hőmérsékletű felhasználás követelményeinek. Ugyanakkor figyelmet kell fordítanunk számos szempontra, például a feldolgozási hőmérsékletre, a hűtési hőmérsékletre, a vontatási sebességre, a szerkezeti kialakításra stb., amelyek szintén hatással lesznek a PVC termékek hidegállóságára.
A Xiongxing Group kísérleti tudományos kutatótermének része
Összefoglalva, a Xiongxing csoport tudományos kutatói azt javasolják, hogy a PVC-képlet megtervezésekor minden olyan tényezőt figyelembe kell venni, mint az alkalmazási feltételek, a termék szerkezete, a feldolgozó berendezések, a folyamat feltételei stb. kísérletek. Szerezzen be egy kiváló hidegállóságú PVC formulát.
