Tehnologia de aplicare a modificatorului de impact ACR și MSB

PVC-ul este unul dintre materialele plastice de uz general, cu o gamă largă de aplicații și o producție mare. Produsele din PVC rigid au avantajele unei durități ridicate, rigidității și rezistenței, rezistenței excelente la coroziune chimică și la îmbătrânire, rezistenței la uzură și a proprietăților ignifuge etc., putând fi utilizate pe scară largă ca materiale de construcție pentru a înlocui oțelul și lemnul tradiționale, fiind ușor de prelucrat și având un preț redus. Odată cu dezvoltarea continuă a utilizării produselor din PVC rigid și creșterea continuă a proporției, consumul de produse din PVC rigid în țările dezvoltate din lume a depășit cu mult cel al produselor moi. De la sfârșitul secolului XX până în prezent, proporția produselor din PVC rigid în cantitatea totală de PVC a fost un indicator important pentru măsurarea nivelului de dezvoltare al tehnologiei de prelucrare a plasticului unei țări. În ultimii ani, economisirea energiei și reducerea consumului au devenit principala tendință de dezvoltare a produselor din PVC dur, astfel încât dezvoltarea și aplicarea produselor din PVC dur, cum ar fi materialele de economisire a energiei, nu numai că are beneficii economice bune, dar, în cazul deficitului de energie și al lipsei de lemn din China, dezvoltarea energică a produselor din PVC dur are beneficii sociale importante. Încă din anii 1970, produsele din PVC dur au fost utilizate pentru fabricarea țevilor, ușilor și ferestrelor din plastic, materialelor de construcție, materialelor decorative etc., fiind utilizate pe scară largă în construcții, industria chimică, utilaje, electronică, industria ușoară, agricultură și alte domenii.

Cu toate acestea, produsele obișnuite din PVC rigid sunt materiale fragile, iar rezistența lor la impact este slabă, iar rezistența la impact crestată a grinzii simple susținute este de numai 2,5 kJ/m la 23 ℃. Prin urmare, este adesea necesar să se adauge Modificatori de impact în aplicațiile de procesare pentru a îmbunătăți rezistența la impact fără a reduce semnificativ rezistența la tracțiune, deformarea termică și alte proprietăți ale PVC-ului. Modificatorii de impact pentru PVC includ în principal cauciucul etilenă-propilenă (EPDM), cauciucul nitril butadienă (NBR), copolimerul etilenă-acetat de vinil (EVA), polietilena clorurată (CPE), copolimerul acrilat (ACR), copolimerul metacrilat de metil - butadienă - stiren (MBS) și ABS. În prezent, modificatorii de impact utilizați în mod obișnuit sunt CPE, EVA, ACR și MBS.

Printre cele 4 tipuri de modificatori de impact pentru PVC de mai sus, ACR este cel mai bun modificator de impact, cu performanțe generale bune, performanțe bune de procesare a PVC-ului modificat, rezistență ridicată la tracțiune, modul de elasticitate, temperatură de deformare termică și rezistență excelentă la intemperii. Pe lângă rezistența slabă la intemperii, MBS este, de asemenea, un modificator de impact pentru PVC cu performanțe generale bune, în special MBS are un indice de refracție similar cu cel al PVC-ului și este singurul modificator de impact utilizat pentru procesarea produselor transparente din PVC modificat la impact.

Modificatorii de impact ACR și MBS sunt în general polimeri compoziti structurali miez-coajă, cu cauciuc reticulat ca miez și polimer cu temperatură de tranziție vitroasă (Tg) ridicată și compatibilitate bună cu PVC-ul ca strat de înveliș. Cauciucul din stratul central este rolul care joacă cu adevărat modificarea la impact. Polimerul stratului de înveliș este grefat cu polimerul stratului central pentru a oferi un efect de acoperire pe stratul nuclear. Îmbunătățesc dispersia modificatorului de impact în PVC și compatibilitatea acestuia cu PVC-ul. Modificatorii de impact ACR iau în general cauciuc acrilat reticulat ca miez și polimetacrilat de metil etc. Polimerul superior este învelișul. MBS ia în general cauciuc stiren-butadienă ca miez și copolimer metacrilat de metil-stiren ca strat de înveliș.

Compania americană Rohm-Hass dezvoltă modificatori de impact ACR încă din anii 1950 și a lansat primele produse comerciale. Ulterior, compania franceză Alto, compania germană BASF și Huls, compania japoneză Jabuchi și Kwuha Chemical s-au alăturat, de asemenea, cercetării și dezvoltării modificatorilor de impact ACR, promovând astfel dezvoltarea rapidă a acestora.

Cercetarea modificatorilor de impact MBS a început la sfârșitul anilor 1950, compania americană Borg-Warner și Rohm-Hass a început dezvoltarea rășinii MBS, iar în 1960 a obținut brevetul pentru prepararea modificatorului de impact MBS pentru PVC. În prezent, tehnologia japoneză de producție MBS ocupă o poziție de lider la nivel mondial, printre care cele două companii cu cea mai mare producție și cea mai avansată tehnologie sunt Jongyuan și Kurea.

Dezvoltarea și aplicarea modificatorului de impact ACR în China a început la începutul anilor 1980, iar cercetarea în sinteză și aplicare a fost efectuată de Institutul de Cercetare a Industriei Chimice din Beijing, Institutul de Cercetare a Industriei Chimice din Shanxi, Universitatea de Tehnologie din Hebei, Institutul de Cercetare a Industriei Chimice Qilu, Universitatea din Zhejiang și alte unități. Cu toate acestea, în comparație cu produsele modificatoare de impact ACR din străinătate, există încă o anumită diferență în ceea ce privește efectul de modificare a durității, iar producția de modificator de impact ACR este, de asemenea, limitată la câteva varietăți de plastic, cum ar fi PVC-ul.

Țările dezvoltate cu tehnologie străină în prelucrarea produselor dure din PVC și un număr mic de alte tipuri de plastic sunt utilizate pe scară mai largă
ACR și MBS sunt modificatori rezistenți la impact. Japonia consumă în principal rășină MBS în prelucrarea PVC-ului, iar proporția de rășină consumată reprezintă 40% până la 50% din modificatorul de impact. Europa utilizează în principal modificatori de impact ACR, produsele incluzând în principal profile, țevi și profile, iar cantitatea de modificatori de impact MBS este, de asemenea, mare, în special în industria ambalajelor din Europa de Vest, produsele din foi și folie din PVC, cererea de MBS este puternică. Statele Unite sunt un producător major de ACR și MBS în lume, precum și un consumator major de aplicații, ocupând o poziție importantă. Din perspectiva tendinței globale de dezvoltare a modificatorilor de impact pentru PVC, datorită volumului tot mai mare de prelucrare a PVC-ului, consumul de modificatori anti-impact tinde, de asemenea, să crească. În prezent, China consideră CPE ca principal modificator de impact, însă aceasta este o situație temporară. Conform analizei situației de dezvoltare internaționale, consumul de soiuri de calitate slabă și eficiență relativ scăzută va scădea treptat, în timp ce cantitatea de ACR și MBS de înaltă eficiență va crește treptat, iar în viitor vor apărea modificatori de impact interni precum CPE, ACR și MBS. Se așteaptă ca până în 2005 și 2010, cantitatea de produse dure din PVC interne să ajungă la 4 milioane de tone, respectiv 6 milioane de tone, iar cererea corespunzătoare de modificatori de impact este de 80.000 până la 110.000 de tone și de 130.000 până la 150.000 de tone, așadar dezvoltarea activă a modificatorilor de impact ACR și MBS de înaltă performanță este promițătoare.

Prepararea modificatorilor de impact ACR și MBS implică în principal sinteza particulelor nucleare de cauciuc și a polimerilor de înveliș, care sunt sintetizați în principal prin polimerizare în emulsie. Particulele nucleare de cauciuc sunt sintetizate în principal prin polimerizare în emulsie intermitentă, semicontinuă sau de tip semințe, iar aceasta din urmă este sintetizată prin polimerizare în emulsie miez-înveliș folosind particule de latex miez ca semințe. Pentru MBS, pentru a obține particule de cauciuc cu dimensiuni mai mari ale particulelor, unele companii utilizează și metoda de condensare a particulelor de cauciuc de dimensiuni mici pentru a forma particule de dimensiuni mari, iar apoi polimerizarea pentru a acoperi polimerul de înveliș. Particulele de latex ACR și MBS obținute prin polimerizare în emulsie au fost condensate, uscate sau pulverizate direct pentru a obține pulberea modificatoare de impact ACR și MBS.