Comparație a aplicării diferiților modificatori de impact din PVC

Există multe tipuri de PVC Modificator de impacts, inclusiv: rășină CPE, rășină ABS, rășină MBS, rășină EVA, rășină NBR, rășină ACR și așa mai departe. Acești modificatori au propriile caracteristici, avantaje și dezavantaje, așa că trebuie să alegem modificatorul adecvat în funcție de caracteristicile modificatorului și de aplicarea finală a produsului procesat.

Modificatorii de impact pentru PVC joacă uneori și un rol de plastifiere, așa că pot fi considerați și plastifianți. Principalii modificatori de impact pentru rășina PVC sunt următorii:

(1) CPE

CPE este polietilenă clorurată, formată prin clorurarea HDPE. Datorită prezenței atomilor de clor, CPE are moliciune și unele proprietăți de cauciuc, ceea ce face ca CPE să fie un polimer polar și să aibă aceeași grupare polară ca PVC-ul, crescând compatibilitatea cu PVC-ul. Prin urmare, lanțul polimeric poate menține o forță van der Waals suficient de mare pentru a îmbunătăți rezistența la impact a PVC-ului, ceea ce joacă un rol de întărire. Mai mult, CPE are funcția de a promova topirea PVC-ului și de a accelera plastifierea. Odată cu creșterea cantității de CPE, cuplul de plastifiere se scurtează, cuplul de echilibrare crește, iar vâscozitatea topiturii plastifiate crește.

CPE utilizat ca agent de întărire conține în general 25-45% CL. CPE are o sursă largă, un preț scăzut, pe lângă efectul de întărire, are și rezistență la frig, intemperii, foc și substanțe chimice. În producția de țevi și profile din PVC, majoritatea fabricilor utilizează CPE ca modificator de impact, iar cantitatea adăugată este în general de 5-15 părți. CPE poate fi utilizat împreună cu alți agenți de întărire, cum ar fi cauciucul, EVA etc., efectul fiind mai bun, dar aditivii de cauciuc nu sunt rezistenți la îmbătrânire.

(2) ACR

Aditivul de procesare acrilic este un copolimer acrilat. În prezent, există două tipuri de ACR utilizate ca Modificator PVCs: unul este de a îmbunătăți proprietățile de procesare ale PVC-ului dur; celălalt este utilizat pentru a îmbunătăți rezistența la impact a produselor din PVC. Diferența în compoziția chimică dintre cele două constă în faptul că modificatorul de impact ACR conține un nucleu format dintr-un elastomer reticulat de tip acrilat, iar în exteriorul nucleului se află o învelișă compusă din copolimer de metacrilat de metil și acrilat de etil. Rezistența la impact a sistemului bun de amestecare ACR + PVC este de peste 10 ori mai mare decât cea a PVC-ului, iar proprietatea de tracțiune a PVC-ului este, de asemenea, mult îmbunătățită, în special pentru produsele din plastic PVC dur pentru exterior. Comparativ cu alți modificatori de impact, ACR are performanțe bune de procesare, rezistență evidentă la impact, suprafață netedă și frumoasă a produsului și o rezistență excelentă la îmbătrânire.

ACR este potrivit pentru modificarea la impact a produselor din plastic PVC pentru utilizare în exterior. Utilizarea ACR ca modificator la impact în profilele de uși și ferestre din plastic PVC, comparativ cu alți modificatori, are caracteristici precum performanțe bune de procesare, suprafață netedă, rezistență bună la îmbătrânire, rezistență mare la unghiul de sudare, dar prețul este cu aproximativ 1/3 mai mare decât cel al CPE. General 6-10 PHR în aplicațiile PVC. În plus, în aceleași condiții de procesare, rezistența la impact a amestecurilor preparate prin diferite sisteme de stabilizare PVC+ACR este destul de diferită. De exemplu, în aceleași condiții, utilizarea stearatului de bariu și a stearatului de cadmiu ca stabilizator are o rezistență la impact mai mare decât utilizarea stabilizatorului cu sare de plumb.

(3) Modificator de impact MBS

Modificatorul de impact MBS este un copolimer miez-coajă fabricat din latex de stiren butadienă grefat MMA după sărare și uscare. PVC-ul poate fi modificat cu acesta pentru a-i îmbunătăți rezistența la impact și proprietățile complete. Datorită indicelui său de refracție similar cu cel al PVC-ului, PVC-ul modificat are o transparență mai bună, de aceea este utilizat pe scară largă în produse transparente. Deoarece conține butadienă, se descompune și se îmbătrânește ușor la lumină, deci nu este potrivit pentru produse de exterior.

În general, adăugarea de MBS 10-17 PHR în PVC poate crește rezistența la impact a PVC-ului de 6-15 ori, dar când cantitatea de MBS este mai mare de 30 de doze, rezistența la impact a PVC-ului scade. MBS în sine are performanțe bune la impact, transparență bună, transmitanța luminii poate ajunge la peste 90% și, deși îmbunătățește proprietatea de impact, are un impact redus asupra altor proprietăți ale rășinii, cum ar fi rezistența la tracțiune și alungirea la rupere. MBS este scump și adesea utilizat cu alți modificatori de impact, cum ar fi EAV, CPE, SBS etc. Rezistența la căldură a MBS nu este bună, rezistența la intemperii este slabă, nu este potrivit pentru produse de utilizare îndelungată în exterior, în general nu este nevoie să se utilizeze modificatori de impact pentru producția de profile din plastic pentru uși și ferestre.

MBS nu numai că poate oferi PVC-ului dur un efect bun de călire și o transmisie excelentă a luminii, dar îi poate și îmbunătăți performanța de procesare. Acest lucru se datorează faptului că MBS, în procesul de plastifiere a încurcăturii PVC-ului, prin frecare reciprocă, nu numai că promovează dezintegrarea particulelor de PVC, dar se leagă de particulele de PVC, promovând gelificarea PVC-ului. Prin urmare, timpul de topire este scurtat, timpul de staționare a materialului în extruder este redus, descompunerea PVC-ului este prevenită și procesabilitatea PVC-ului este îmbunătățită.

Principalele caracteristici de performanță ale amestecurilor PVC/MBS sunt următoarele:

1. Rezistența la impact este de peste cinci ori mai mare decât cea a PVC-ului și poate fi chiar de peste 30 de ori mai mare, iar tenacitatea sa este, de asemenea, mult mai mare decât cea a amestecurilor PVC/EVA și PVC/CPE;

2. Datorită introducerii componentelor MMA în structura de dispersie, care îi sporesc polaritatea și îmbunătățesc compatibilitatea cu PVC-ul, transmisia luminii acestui amestec nu numai că depășește cu mult PVC/EVA și PVC/CPE, dar depășește și PVC/ABS;

3. În mod similar, datorită îmbunătățirii compatibilității, fenomenul de albire la stres al amestecurilor PVC/MBS este mai mic decât cel al PVC/ABS atunci când sunt supuse la îndoire.

4. După o perioadă lungă de amestecare și testare naturală a îmbătrânirii, rezistența la impact scade considerabil, astfel încât deșeurile pot fi reciclate. Amestecurile de polimeri similare ca performanță și compoziție cu PVC/MBS includ și:

1. MMA și AN sunt grefate pe SBR și amestecate cu PVC;

2. MMA\AN și ST sunt grefate pe SBR și amestecate cu PVC;

3. MMA este grefat pe ABS și amestecat cu PVC. Aceste amestecuri au proprietăți excelente de rezistență la impact și de transmisie a luminii.

(4) SBS

SBS este un copolimer bloc ternar de stiren, butadienă și stiren, cunoscut și sub denumirea de cauciuc stiren-butadienă termoplastic, este un elastomer termoplastic, a cărui structură poate fi împărțită în două tipuri: stea și liniară. Raportul stiren-butadienă în SBS este 30/70, 40/60, 28/72 și 48/52. Este utilizat în principal ca modificator de impact pentru HDPE, PP și PS, iar cantitatea adăugată este de 5-15 PHR. Funcția principală a SBS este de a îmbunătăți rezistența la impact la temperaturi scăzute. SBS are o rezistență slabă la intemperii și nu este potrivit pentru utilizare în exterior pe termen lung.

(5) ABS

ABS-ul este un terpolimer de stiren (40%-50%), butadienă (25%-30%), acrilonitril (25%-30%), utilizat în principal în materialele plastice inginerești, dar este folosit și ca modificator la impact al PVC-ului. Efectul său de modificare la impact la temperaturi scăzute este, de asemenea, foarte bun. Când cantitatea de ABS adăugată atinge 50 PHR, rezistența la impact a PVC-ului poate fi comparabilă cu cea a ABS-ului pur. Cantitatea de ABS adăugată este în general de 5-20 PHR, rezistența la intemperii a ABS-ului este slabă, nu este potrivit pentru produse de utilizare în exterior pe termen lung și, în general, nu este necesar să se utilizeze modificatori la impact pentru producerea de profile din plastic pentru uși și ferestre.

(6) EVA

EVA este un copolimer de etilenă și acetat de vinil. Deoarece indicele de refracție al EVA și PVC este diferit, este dificil să se obțină produse transparente, prin urmare, EVA este adesea utilizat cu alte rășini de impact. Cantitatea de EVA adăugată este mai mică de 10 PHR.

În plus, modificatorul de impact din cauciuc este, de asemenea, un excelent agent de întărire, principalele varietăți fiind: cauciuc etilen-propilenic (EPR), EPDM (EPDM), cauciuc nitril butadienic (NBR) și cauciuc stiren butadienic, cauciuc natural, cauciuc butadienic, cauciuc neopren, poliizobutenă, cauciuc butadienic etc., dintre care EPR, EPDM și NBR sunt trei dintre cele mai utilizate, care au ca scop îmbunătățirea rezistenței la impact la temperaturi scăzute, fiind superioare, dar nu rezistente la îmbătrânire. Profilele din plastic pentru uși și ferestre nu utilizează, în general, astfel de modificatori de impact.

În prezent, CPE este utilizat în principal ca agent rezistent la impact pentru PVC în China, în timp ce MBS și ACR (copolimer acrilat) sunt utilizate în principal în străinătate, la fel ca ABS (copolimer acrilonitril butadien stiren) și EVA (copolimer etilenă-acetat de vinil). Prin comparație practică, rășina MBS este un tip de modificator de impact cu proprietăți globale excelente, în special transparență și coordonare.

Rezistența la impact a rășinii MBS este mai bună decât cea a EVA, dar mai slabă decât cea a ACR, CPE și ABS. MBS este apropiat de ABS în ceea ce privește rezistența la intemperii, dar inferior celorlalte trei. În ceea ce privește stabilitatea la lumină și termică, MBS este apropiat de ABS, dar mai slab decât ACR. Trebuie subliniat faptul că rolul important al rășinii MBS în prelucrarea produselor din rășină PVC transparentă este inegalabil față de CPE. Rășina MBS poate crește de obicei rezistența la impact a PVC-ului de 5-6 ori și are o influență redusă asupra rezistenței la tracțiune și alungirii.