Kaip pagerinti PVC kompozicijų atsparumą šalčiui

PVC preparatų atsparumo šalčiui gerinimo būdai

PVC plastikas turi geras fizines ir mechanines savybes ir gali būti naudojamas statybinių medžiagų, pakavimo medžiagų, elektroninių medžiagų, kasdienio vartojimo prekių ir kt. gamyboje, plačiai naudojamas įvairiose srityse, tokiose kaip pramonė, žemės ūkis, statyba, transportas, energetika. telekomunikacijos ir pakavimas.

Dėl prasto atsparumo šalčiui ir atsparumo smūgiams žemoje temperatūroje apatinė kietojo PVC naudojimo temperatūros riba paprastai yra -15ºC, o tai riboja PVC medžiagų naudojimą tam tikrais aspektais. Reguliuojant PVC dervą ir priedus, PVC plastiko atsparumas šalčiui gali būti veiksmingai pagerintas, kad atitiktų žemos temperatūros poreikius.

„Xiongxing Group“ remiasi savo daugiau nei 26 metų PVC gamybos patirtimi ir profesionalia mokslinių tyrimų ir plėtros komanda, kad parašytų šį straipsnį, daugiausia dėmesio skiriant kai kuriems metodams, kaip pagerinti PVC atsparumą šalčiui formulės požiūriu, kad kiekvienas galėtų išmokti ir remtis.

Xiongxing grupės būstinės biurų pastato vartai

PVC derva yra tam tikras nekristalinis, polinis polimeras. Jo stiklėjimo temperatūra yra 75–105 laipsnių pagal molekulinę masę. Kuo didesnė santykinė molekulinė masė, tuo didesnis klampumas ir van der Waalso traukos arba įsipainiojimo tarp PVC makromolekulinių grandinių laipsnis. Atitinkamai didėja PVC grandinės segmentas, gerėja medžiagos atsparumas žemai temperatūrai.

Įprastose PVC kompozicijose, jei jums reikia tik susidoroti su šaltu šiaurės žiemos klimatu, galite pasirinkti PVC dervą, kurios klampumas yra šiek tiek didesnis, tai yra, šiek tiek didesnė vidutinė molekulinė masė. Tai gali būti PVC derva su didesniu klampumu tos pačios rūšies arba žemesnės klasės derva.

Be to, kai kuriuose gaminiuose, kuriems taikomi specialūs reikalavimai, pvz., kraujo maišeliuose, kurie gali atlaikyti -30ºC, gali būti naudojama didelio polimerizacijos laipsnio polivinilchlorido derva (vidutinis polimerizacijos laipsnis didesnis nei 2000). Taip yra todėl, kad aukštas PVC polimerizacijos laipsnis yra geresnis nei įprastas PVC. Didelis dervos kristališkumas ir kryžminė struktūra apsunkina slydimą tarp makromolekulių, padidina elastingumą ir molekulinę masę, taip pat padidina tarpmolekulinę van der Waals jėgą ir intramolekulinę cheminio surišimo jėgą, kad būtų pasiektas puikus atsparumas šalčiui.

Plastifikatoriai, kaip svarbus minkštųjų PVC gaminių sudėties komponentas, turi didelę įtaką minkštųjų gaminių veikimui. Jei gaminius reikia naudoti žemoje temperatūroje, reikia pasirinkti plastifikatoriaus tipą. Šiuo metu kaip šalčiui atsparūs plastifikatoriai daugiausia yra riebalų rūgščių dvibazių rūgščių esteriai, linijiniai alkoholio ftalato esteriai, dvihidroalkoholio riebalų rūgščių esteriai ir epoksidinių riebalų rūgščių monoesteriai. Remiantis pranešimais, N, N-dipakeistai riebalų rūgščių amidai, nafteno dikarboksirūgšties esteriai ir chlormetoksi riebalų rūgščių esteriai taip pat yra šalčiui atsparūs plastifikatoriai, pasižymintys puikiu veikimu žemoje temperatūroje.

Padidinti PVC minkštų gaminių atsparumą šalčiui paprastai galima padidinti šalčiui atsparaus plastifikatoriaus kiekį. DOA (dioktilo adipatas), DIDA (diizodecilo adipatas), DOZ (dioktilo azelatas), DOS (dioktilo sebacatas) yra šalčiui atsparių plastifikatorių įvairovės atstovai, nes bendrų šalčiui atsparių plastifikatorių suderinamumas su PVC nėra labai geras. , jis gali būti naudojamas tik kaip pagalbinis plastifikatorius atsparumui šalčiui pagerinti, o jo dozė paprastai yra 5-20 proc. pagrindinio plastifikatoriaus.

Be to, 2,2,4-trimetil-1,3-pentandiolio diizobutiratas (TXIB), butilo stearatas, LHAT rūgšties dietilenglikolio di-2-etilo esteris ir kt. taip pat veikia kaip šalčiui atsparus plastifikatorius.

„Xiongxing Group“ mokslinių tyrimų grupės tyrėjai atkreipė dėmesį, kad šalčiui atsparų plastifikatorių ir heksametilfosforo triamidą geriau naudoti kartu, siekiant pagerinti šalčiui atsparų kietumą ir pailgėjimą žemoje temperatūroje. Nors pats heksametilfosforo triamidas nėra šalčiui atsparus plastifikatorius, jis gali veiksmingai sumažinti įvairių plastifikatorių užšalimo temperatūrą ir pasiekti tikslą sustiprinti šalčiui atsparų plėvelės poveikį.

Veiksmingas būdas pagerinti prastą PVC atsparumą žemos temperatūros smūgiams yra pridėti polimerų su žema stiklėjimo temperatūra ir dideliu elastingumu kambario temperatūroje, bendrai vadinamų modifikatoriais. Pridėtas polimeras turi turėti panašius tirpumo parametrus kaip ir PVC, turėti tam tikrą abipusį tirpumą ir gali sudaryti dviejų struktūrų mišinį, taip pagerindamas gaminio atsparumą žemai temperatūrai.

CPE gali pagerinti gaminių atsparumą žemai temperatūrai ir atsparumą smūgiams. Didėjant CPE kiekiui, PV C gaminių poveikio efektyvumas palaipsniui gerės. Kai dozė padidinama iki tam tikro laipsnio, PV C gaminių atsparumas žemai temperatūrai bus stabilus ir pasieks tinkamą sąnaudų ir efektyvumo santykį maždaug 8 arba 9 dalyse. Didėjant miltelių pavidalo nitrilo kaučiuko (NBR) kiekiui, kieto PVC atsparumas smūgiams žemoje temperatūroje palaipsniui didės.

EVA turi geras tekėjimo savybes, žemą stiklėjimo temperatūrą, gerą kietėjimo efektą žemoje temperatūroje, tačiau didelę kainą.

ACR pasižymi puikiu atsparumu žemai temperatūrai ir atsparumu oro sąlygoms, todėl gali pagerinti gaminio išvaizdą. Paprastai gerą efektą galima pasiekti pridedant 5 dalis. Didelio poveikio MBS turi žemą stiklėjimo temperatūrą, kuri gerai pagerina PVC medžiagų trapumą žemoje temperatūroje, tačiau turi prastą atsparumą oro sąlygoms.

ABS gali padidinti PVC medžiagų atsparumą žemai temperatūrai ir tuo pačiu pagerinti gaminių išvaizdą.

Be to, SBS ir kitos medžiagos, kuriose yra gumos fazės ir kurių stiklėjimo temperatūra yra žemesnė, taip pat gali pagerinti PVC atsparumą smūgiams ir atsparumą šalčiui.

Negana to, Xiongxing grupės mokslininkai ištyrė modifikuoto minkšto PVC atsparumą šalčiui ir parodė, kad maišyto modifikuoto minkšto PVC atsparumą šalčiui akivaizdžiai įtakoja polimerų modifikatorių įvairovė ir dozės. Taikant įvairius bandymo metodus nustatyta, kad Elvaloy 711 (etileno-vinilacetato anglies monoksido kopolimeras), NBR-26 (birus nitrilo kaučiukas), Chemigum P83 (iš anksto sukryžiuotas miltelių nitrilo kaučiukas) ir kiti polimero modifikatoriai pagerinti Minkšto PVC atsparumą šalčiui ir tam tikri polimerų modifikatoriai, tokie kaip CPE ir EVA, turintys mažą VA kiekį, sugadins minkšto PVC atsparumą šalčiui. Nitrilo kaučiuko modifikatorius gali pagerinti vidutinį (benzino) minkšto PVC atsparumą, taip pagerindamas benzine įmirkyto minkšto PVC veikimą žemoje temperatūroje.

Rinkoje esančios šalčiui atsparios medžiagos, tokios kaip K-175C, N-550C ir kiti produktai, iš tikrųjų yra stireno modifikatorius, sukurtas siekiant pagerinti PVC lankstumą žemoje temperatūroje ir atsparumą smūgiams. Dėl žemos stiklėjimo temperatūros ir gero suderinamumo su PVC jis turi tam tikrą plastifikavimo ir kietėjimo poveikį. Todėl, pridėjus PVC, jis gali pagerinti ir pagerinti PVC veikimą žemoje temperatūroje.

Termoplastinis elastomeras (TPE) yra tam tikra sintetinė medžiaga, kuri rodo gumos elastingumą kambario temperatūroje ir gali būti plastifikuota bei suformuota aukštoje temperatūroje. Todėl šio tipo polimerai turi gumos ir termoplastų savybių ir gali būti naudojami kaip kompozicinė medžiaga. Grūdinamasis agentas taip pat gali būti naudojamas kaip kompozitinių medžiagų matricinė medžiaga. Tokios medžiagos daugiausia apima poliuretaną, stireną, poliolefiną, poliesterį, sindiotaktinį 1,2-polibutadieną ir poliamido gaminius. . Šiuo metu stirenai ir poliolefinai dažniau naudojami kaip kompozitinių medžiagų grūdinimo medžiagos.

PVC-TPE gaminių atsparumas šalčiui yra bent jau ne mažesnis nei minkšto PVC. Kai naudojami šalčiui atsparūs plastifikatoriai ir šalčiui atsparios formulės, PVC-TPE vis tiek išlaiko gerą elastingumą -45. Kalbant apie šalčiui ir jūros vandeniui atsparius gaminius, tokius kaip laivų sandarikliai, konteinerių sandarikliai ir jūrinės žarnos, PVC-TPE taip pat yra populiarus. Tokie TPE kaip H4040, H3303 ir kiti prekės ženklai gerai suderinami su PVC. Pridėjus, jis gali žymiai pagerinti PVC lankstumą žemoje temperatūroje, žymiai padidinti atsparumą lenkimui ir sumažinti trapumo tašką.

Japonijos plastikinių technologijų įmonė taip pat sukūrė termoplastinį poliuretano-polivinilchlorido elastomerą. Ši medžiaga gaminama maišant TPU ir PVC bei trečiąjį komponentą po sumaišymo. Tai suteikia visišką puikią TPU ir PVC charakteristiką ir turi šiuos privalumus:

(1) TPU naudojamas kaip PVC plastifikatorius, pašalinantis plastifikatoriaus migracijos ir lakavimo problemas, kurios anksčiau buvo minkštame PVC.

(2) PVC medžiagos trapumo temperatūra taip pat buvo sumažinta nuo -30 laipsnio iki -68 laipsnio, pasiekus ypatingą šalčiui atsparų laipsnį.

Užpildų įtaka minkšto PVC atsparumui šalčiui yra susijusi su plastifikatorių absorbcija. Bendra tendencija tokia, kad plastifikatorių įsisavinimas yra mažas. Užpildai mažai veikia atsparumą šalčiui, o plastifikatorių, tokių kaip suodžiai ir kietas molis, absorbcija yra didelė. PVC užpildo medžiaga žymiai sumažins PVC atsparumą šalčiui.

Užpildų pridėjimas prie standaus PVC dažnai turi įtakos smūgio efektyvumui, ypač didėjant užpildų kiekiui, didėja trapumas žemoje temperatūroje. Taip yra todėl, kad kai užpildas dedamas į PVC kaip neorganinė dalelė, jis užpildys molekulines grandines. Kai kiekis mažas, jis užpildo kai kurių molekulinių grandinių spragas, kad atliktų sustiprinantį vaidmenį; arba užpildo tarp molekulinių grandinių, kad padidintų atstumą tarp molekulių ir padidintų sistemos tvirtumą. Bet kai jo dozė didėja, didėjant tarpmolekuliniam atstumui, tarpmolekulinė jėga sunaikinama. Pridėjus temperatūrą, sumažėja molekulinės grandinės mobilumas, o medžiagos gebėjimas atsispirti išoriniam poveikiui smarkiai sumažėja. Todėl jis turi blogą įtaką kieto PVC atsparumui žemai temperatūrai.

Užpildų pridėjimas prie standaus PVC dažnai turi įtakos smūgio efektyvumui, ypač didėjant užpildų kiekiui, didėja trapumas žemoje temperatūroje. Taip yra todėl, kad kai užpildas dedamas į PVC kaip neorganinė dalelė, jis užpildys molekulines grandines. Kai kiekis mažas, jis užpildo kai kurių molekulinių grandinių spragas, kad atliktų sustiprinantį vaidmenį; arba užpildo tarp molekulinių grandinių, kad padidintų atstumą tarp molekulių ir padidintų sistemos tvirtumą. Bet kai jo dozė didėja, didėjant tarpmolekuliniam atstumui, tarpmolekulinė jėga sunaikinama. Pridėjus temperatūrą, sumažėja molekulinės grandinės mobilumas, o medžiagos gebėjimas atsispirti išoriniam poveikiui smarkiai sumažėja. Todėl jis turi blogą įtaką kieto PVC atsparumui žemai temperatūrai.

Apdorojus užpildą, pagerės medžiagos tempimo savybės, tačiau atsparumo smūgiams žemoje temperatūroje pagerėjimas nėra akivaizdus. Priežastis ta, kad užpildo dalelės užima aktyvią PVC molekulinės grandinės erdvę. Nors surišimo jėga tarp aktyvaus užpildo ir PVC molekulinės grandinės didėja, šis padidėjimas tik padidins molekulės stiprumą ją ištempus, o medžiagos trapumas tik padidės dėl užpildo dalelių padidėjimo.

Į PVC dedama nanokalcio karbonato ir itin smulkaus kalcio karbonato. Dėl mažo dydžio efekto jis turi panašų modifikavimo efektą. Tam tikrame dozių diapazone jis gali pagerinti PVC medžiagų veikimą žemoje temperatūroje, tačiau kadangi nėra žemos stiklėjimo temperatūros, poveikis nėra toks akivaizdus kaip modifikatoriaus, o pridėjus tam tikrą kiekį, žemos temperatūros trapumas. medžiagos padidės.

Bendrosiose kompozicijose galima padidinti vidinio tepalo, skatinančio plastifikaciją, kiekį, tuo pačiu sumažinant apdorojimo pagalbinių medžiagų kiekį, tačiau šis metodas nerekomenduojamas šalčiui atspariuose preparatuose. Kadangi perdirbimo pagalbinių medžiagų funkcija yra ne tik pagerinti PVC apdirbamumą, bet ir labai pagerinti produktų, kurių negalima pakeisti tepalais, veikimą žemoje temperatūroje.

Dažniausiai naudojamas minkštas PVC antipireninis plastifikatorius yra trikrezilo fosfatas, tačiau trikrezilo fosfato efektyvumas žemoje temperatūroje yra labai prastas, todėl geriau naudoti alkilfosfatą, kai reikia atsižvelgti į atsparumą šalčiui.

Įprasti stabilizatoriai neigiamai veikia PVC gaminių atsparumą šalčiui. Įvairių tipų stabilizatoriai turi skirtingą poveikį gaminių atsparumui šalčiui, nes skiriasi jų forma ir fizinės savybės. Kadangi jis yra būtinas ir jo kiekis yra ribotas, į šį aspektą retai atsižvelgiama kuriant bendrą formulę.

Trumpai tariant, parenkant / keičiant priedus, turinčius geresnį atsparumą šalčiui, įvedant kai kuriuos šalčiui atsparius polimerus ir eilę formulių reguliavimo metodų, PVC medžiagų atsparumas šalčiui gali būti pagerintas, kad atitiktų žemos temperatūros naudojimo reikalavimus. Tuo pačiu metu taip pat turėtume atkreipti dėmesį į daugelį aspektų, tokių kaip apdorojimo temperatūra, aušinimo temperatūra, traukos greitis, konstrukcijos dizainas ir kt., Kurie taip pat turės tam tikrą poveikį PVC gaminių atsparumui šalčiui.

„Xiongxing Group“ eksperimentinių mokslinių tyrimų kambario dalis

Apibendrinant galima pasakyti, kad „Xiongxing Group“ mokslinių tyrimų personalas siūlo, kad kuriant PVC formulę, kartu su formule reikia atsižvelgti į visus veiksnius, tokius kaip naudojimo sąlygos, gaminio struktūra, apdorojimo įranga, proceso sąlygos ir kt. eksperimentai. Gaukite PVC formulę, pasižyminčią puikiu atsparumu šalčiui.