讨配方和工艺参数对PVC流变性能的影响.pdf

《讨配方和工艺参数对PVC流变性能的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、2009年塑料助剂生产与应用技术、信息交流套论文集使用转矩流变仪探讨配方和工艺参数对PVC流变性能的影Ⅱ向王文治彭加平关锡佳(广东顾地塑胶有限公司。广东，510330)与其他热塑性塑料不同．不加增塑剂或只加入少量增塑剂的PvC配混料的转矩流变曲线呈现一典型熔化峰．这是PvC树脂颗粒独特的层次结构和加工过程凝胶化特性的反映。深入研究和认识配方、试验温度、转速(剪切速率)等因素对以熔化峰为基本特征的流变曲线的影响，对于产品开发、工艺设计、过程控制具有重要意义。lPvC树脂颗粒的层次结构和加工过程的凝胶化由于PVC聚合物不溶解于其单体中．在悬浮聚合或本体聚合过程，当

2、转化率接近2％时．PVC从其单体中沉淀，形成直径约lp,m的初级粒子，初级粒子会发生凝聚，形成直径约3—10p．m的初级粒子凝聚体。另一方面，在悬浮聚合开始时所生成的PVC粒子被吸引到直径约30．100p,m的悬浮液滴界面上，并环绕液滴形成一层皮层，这些液滴会凝聚成直径约100～200p,m的PVC树脂颗粒。因此。悬浮聚合的PVC树脂颗粒就具有由厚度为0．5—5p,m的皮层所包覆。直径约3～10Izm的初级粒子凝聚体所形成的层次结构．如表l和图l所示。衰l悬浮聚合PVC颗粒的层次结构哑o④a．PVC颗粒，直径100--200p,m颗粒b．原生单体液滴区的内部层

3、次初级c．徽区徽晶．0．01p,m，带状包含的原生单体液滴区，30-100p,m粒子凝聚体，3-10pan皮层。厚度分子无定型区初级粒子。1pan0．5-5pan图l悬浮聚合PVC颗粒的层次结构在PVC初级粒子里面，PvC以微区结构存在，主要为无定型，但也含有10％以下的微晶，这是由于PVC分子链中有约50％的间规立构链段．这些间规立构链段，部份形成微晶，微晶处于微区结构的中心，尺寸约0．0l斗IrI'以带状分子互相联结。微晶的晶粒很小而且缺陷较多，故其熔程较宽，PVC微晶的熔程为12肌260oCt堋。在加工过程中，由于热和剪切作用，PVC颗粒的层次结构逐步发

4、生变化。在较低的熔融温度(140。180℃)，颗粒的皮层破裂，然后层次结构继续破坏，直至生成初级粒子流动单元。温度进一步升高，初级粒子破裂，更多微晶熔化，原先有序排列的PVC分子松驰伸张而贯穿到邻近的初级粒子中，初级粒子表面之间有较多带状分子缠结形成三维网络。冷却时，生成次级微晶，次级微晶通过带状分子穿越界面与邻近的初级粒子缠结．形成以微晶为物理交联点的三维网络结构。上述这一过程，称为PVC的凝胶化。PVC的凝胶化过程是PVC加2009年塑料助剂生产与应用技术、信息交流会论文集391工过程不同于其他通用塑料的特征，并可用凝胶化度这一参数表征所形成的三维网络结构

5、．凝胶化度与PvC制品的性能密切相关鲫。2配方和工艺参数对流变性能的影响2l温度和转速对流变性能的影响不同的“温度一转速组合”对流变曲线各个参数的影响非常明显。图2和图3为以复合铅为稳定剂的PvC—U电工套管配混料的不同“温度一转速组合”的流变曲线。从这些流变曲线图可以看出。转速太低时，曲线不出现典型的熔化峰，也就是说，加料峰之后，随着试料塑化，转矩上升并趋于恒定而不下降，熔化扭矩等于平衡扭矩(图2．之曲线5)。180℃l：l10r／mln；2：90r／min；；3：70r／rain；4：50r／min',5：30r／raino图2不同转速下的流变曲线图3不同

6、温度下的流变曲线随着试验转速增加(固定温度)或试验设定温度增加(固定转速)，则熔化时间降低，而试料的扭矩变化和试料的温度变化呈现如下的现象：试验转速增加，试料的熔化扭矩(竹)显著增加而平衡扭矩(钆)变化不大，这说明相对于r‘来说，钉更实质地表征了试料的粘度与剪切速率的关系；而且竹与死之差值(矿死)随转速增加而线性增加。另一方面，试验转速增加，f，所对应的试料温度(乃)基本不变，而钆所对应的试料温度(死)近乎线性增加，这说明死表征了剪切所产生的摩擦热所造成的试料温升．见图4和图5。当固定转速而增加试验设定温度时，竹和柏同步下降，死和乃则同步略为增加，(印仉)以及

7、死与野之差值(死一乃)都几乎不受试验设定温度之影响，见图6和图7，这说明外加热量对塑化扭矩、平衡扭矩、试料温度的影响是同等的。如果将图3流变曲线的(印仉)对其相应的(瓦一鳓作图，则呈现出较好的线性关系，见图8，这说明流变曲线中平衡扭矩的出现，是由于剪切热造成的试料温度升高而使试料扭矩下降。当试验转速或试验设定的温度太低时，未能产生足够的剪切热，因此．流变曲线不呈现典型的塑化峰。转速／(r·miII’+吁+钆一忡图4实验转速对试料转矩的影响转速，(r·min_I)一弓---41------瓦一耻乃图5试验转速对试料温度的影响莒．§墩辑2009年塑料助剂生产与应用

8、技术、信息交流会论文采言§凛辑￡魁赠+