PVC加工配方设计原理

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1、PVC加工配方设计原理PVC属于一类强极性聚合物，其分子间作用力大，从而导致PVC软化温度和熔融温度较高，纯PVC一般需要在160~2100C时才可塑化加工。另外，PVC分子内含有的取代氯基，容易导致PVC脱HCl反应，从而引起PVC降解反应，所以PVC对热极不稳定，温度升高，会大大促进PVC脱HCl反应，纯PVC当温度达到1200C时，即开始脱HCl反应，从而导致PVC热降解发生。鉴于PVC上述两个特点，纯PVC在未达到软化温度之前已开始发生热降解，从而导致纯PVC无法用塑化熔融法加工，因此，必须对纯PVC进行加工改性，使之可以用塑化方法加工。PVC的加工改性方法为纯

2、PVC中加入增塑剂和热稳定剂。PVC中加入增塑剂，可以消若PVC分子间的作用力，增加分子的移动性，从而使其加工熔融温度下降，低于PVC的热分解温度。PVC中加入热稳定剂，可以抑制PVC脱HCl反应，提高PVC热分解温度，使之高于PVC的熔融加工温度。经过加工改性的PVC的熔融加工温度远远低于其热分解温度。另外，PVC熔体还具有熔体弹性低、延展性差等不足，加入加工助剂，可以改善PVC加工中产生的熔体破裂、制品无光等缺点。PVC加工配方用助剂PVC加工配方中所用的助剂主要有四种，即增塑剂、热稳定剂、润滑剂和加工助剂。增塑剂增塑剂是指可提高聚合物理性的一类物质，增塑剂主要用于

3、PVC树脂，其用量可占整个增塑剂用量的98%以上。增塑剂的主要作用如下：1.      降低聚合物熔融温度及熔体粘度，从而降低其成型加工温度；2.      使聚合物制品具有柔软性、弹性及耐低温性能。 热稳定剂PVC热稳定机理纯PVC树脂对热极为敏感，当加热温度达到900C以上时，就会发生轻微的热分解；当温度达到1200C后，即发生明显的热分解反应，使PVC树脂颜色逐渐加深，PVC的热降解机理十分复杂，但PVC的热分解反应的实质是由于脱HCl反应引起的一系列反应，最后导致大分子链断裂。虽然PVC的热分解机理还不十分成熟，但防止PVC热分解的热稳定机理则比较成熟，它是通过

4、如下几个方面来实现热稳定目的的。1.      捕捉PVC热分解产生的HCl，从而防止HCl的催化降解作用。铅类稳定剂主要按此机理作用，此外还有金属皂类、有机锡类、亚磷酸酯类及环氧类等按此机理作用。2.      置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂类、鸭磷酸酯类和有机锡类可按此机理作用。3.      与自由基反应，中止自由基的传递。有机锡类和亚磷酸酯类按此机理作用。4.      与共轭双键加成作用，抑制共轭链的增长。有机锡类和环氧类按此机理作用。5.      分解氢过氧化物，减少自由基的数目。有机锡和亚磷酸酯类按此机理作用。6.      钝化有催化脱HCl作用的金属

5、离子。同一种稳定剂可按几种不同的机理实现热稳定目的。实践证明，添加热稳定剂是提高PVC热稳定性的有效方法。PVC热稳定剂种类较多。按其化学成分有盐基性铅盐、金属皂（高级脂肪酸钡、铅、隔、钙、锌、镁、钾、锶等）、有机锡、环氧化合物、亚磷酸酯、稀土化合物及硫醇锑等。配方设计时，通常将不同种类或同一种类的几种稳定剂并用，产生协同、加合或互补效果。因单一成分的热稳定剂难以满足热稳定性和综合性能要求，复合型（液体、膏状、片状）热稳定剂的开发应用得到迅速发展。润滑剂润滑剂是PVC加工中必不可少的助剂。在PVC中添加适量润滑剂，可以降低PVC熔融前粒子之间和PVC熔体中大分子间的相互

6、摩擦；降低PVC熔体育塑料机械接触面之间的相互摩擦。适量润滑剂可改善PVC熔体流动性，提高生产效率，并防止摩擦生热而引起PVC降解，提高制品外观质量。按功能可分为外润滑剂和内润滑剂。外润滑剂与PVC相容性较差，易从树脂熔体内部迁移至表面，形成润滑剂界面层，从而降低PVC熔融前粒子之间和PVC熔体与塑料机械接触面之间的相互摩擦。内润滑剂含有极性基团，与PVC有较好的相容性，能减少PVC分子间作用力，降低熔体粘度，改善熔融流动性。内外润滑剂之分只是相对而言，并无严格划分标准。在极性不同的树脂中，内外润滑剂的作用有可能发生变化。例如硬脂酸醇、硬脂酸胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸单甘油

7、酯对极性树脂（如PVC及PA）而言，起内润滑作用，但对于非极性树脂（如PE、PP）而言，则显示外润滑作用。相反，高分子石蜡等于极性树脂相容性差，如在极性PVC中用作外润滑剂，而在PE、PP等非极性树脂中则为内润滑剂。在不同加工温度下，内、外润滑剂的作用会发生变化，如硬脂酸和硬脂醇用于PVC压延成型初期，由于加工温度低，与PVC相容性差，主要起外润滑作用，当温度升高后，与PVC相容性增大，则转变为内润滑剂作用。值得注意的是，在较多的复合热稳定剂中已加入润滑剂。PVC制品生产中，应按复合型热稳定剂产品说明书及参考配方合理使用。如无特殊工艺要求