Принципы выбора ударопрочных модификаторов и смазок для ПВХ
При переработке поливинилхлорида (ПВХ) из-за особенностей его молекулярной структуры более заметны такие проблемы, как плохая текучесть расплава и узкий температурный диапазон переработки, и рациональное использование смазок является ключом к их решению.
В то же время с помощью вспомогательных средств переработки, модификаторов ударной вязкости и других добавок можно комплексно улучшить механические свойства, технологичность и качество поверхности изделий из ПВХ, чтобы удовлетворить потребности различных сценариев применения.
Внешняя смазка: обеспечение плавного контакта между расплавом и оборудованием
Внешняя смазка является важным вспомогательным средством для обеспечения плавного формования расплава при переработке ПВХ. Ее основная функция заключается в создании физически изолированной смазочной пленки между расплавом ПВХ и металлической поверхностью оборудования, снижении коэффициента трения между расплавом и поверхностью оборудования, а также уменьшении адгезии. К распространенным внешним смазкам относятся парафин, микрокристаллический парафин, стеариновая кислота и ее соли и т. д.
Парафиновые смазки имеют низкую температуру плавления и могут быстро мигрировать на поверхность расплава в начале переработки, образуя предварительный смазочный слой, что подходит для начальных стадий таких процессов, как экструзия и литье под давлением.
Микрокристаллический воск имеет более длинную молекулярную цепь, более высокую температуру плавления и более сильную долговечность смазки. Он может продолжать обеспечивать смазку на поздних стадиях высокотемпературной переработки, эффективно предотвращая деградацию, вызванную задержкой расплава в форме.
Контроль дозировки и влияние внешних смазок
Дозировка внешних смазок должна гибко регулироваться в зависимости от технологии переработки. При экструзионном формовании, так как материал находится в цилиндре длительное время, обычно необходимо добавлять 0,3%-1% внешней смазки; а при литье под давлением, чтобы избежать появления усадочных отверстий на поверхности изделия из-за избытка смазки, дозировка обычно контролируется в пределах 0,2%-0,5%.
Если внешней смазки недостаточно, расплав будет прилипать к оборудованию, что приведет к таким проблемам, как шероховатая поверхность и нестабильные размеры изделия; избыток смазки может вызвать осаждение смазки, что повлияет на механические свойства изделия и последующую вторичную обработку, такую как печать и склеивание.
Внутренняя смазка: оптимизация внутренней текучести и стабильности расплава
Механизм действия внутренней смазки полностью отличается от внешней. Она в основном проникает в молекулярные цепи благодаря совместимости с молекулами ПВХ-смолы, снижает внутреннее трение между молекулами, тем самым улучшая текучесть и однородность расплава.
В то же время внутренняя смазка может уменьшить трение между молекулярными цепями, эффективно предотвращая деградацию ПВХ из-за локального перегрева во время переработки, и обеспечивать стабильность цвета изделия.
К распространенным внутренним смазкам относятся стеарат бутилового спирта, стеарат пентаэритрита, эпоксидированное соевое масло и т. д. Среди них стеарат бутилового спирта обладает хорошей совместимостью и может значительно снижать вязкость расплава, что подходит для использования в мягких изделиях из ПВХ; стеарат пентаэритрита обладает отличной термостабильностью и широко используется в переработке жесткого ПВХ, эффективно предотвращая проблемы деградации при высоких температурах.
Контроль дозировки и совместное применение внутренних смазок
Дозировка внутренних смазок должна строго контролироваться, обычно в пределах 0,5%-2%. При недостаточной дозировке текучесть расплава ухудшается, пластикация становится неравномерной, и изделие подвержено внутренним напряжениям и растрескиванию; избыток смазки приведет к нарушению совместимости смазки и ПВХ-смолы, что вызовет "маслянистость", которая не только ухудшает отделку поверхности изделия, но и снижает его механические свойства.
На практике внутренние смазки часто используются совместно с внешними для достижения наилучшего смазочного эффекта благодаря "внутренней и внешней синергии". Например, стеариновая кислота (внешняя) и стеарат бутилового спирта (внутренняя) комбинируются в определенной пропорции для оптимизации внешней смазки и внутренней текучести расплава.
Вспомогательные средства переработки: повышение эффективности пластикации ПВХ и точности изделий
Помимо смазок, вспомогательные средства переработки являются еще одним ключевым компонентом для улучшения технологичности ПВХ. Вспомогательные средства переработки, представленные сополимерами акрилатов (ACR), могут эффективно способствовать процессу пластикации ПВХ-смолы, сокращать время пластикации и улучшать ее однородность.
ACR плавится раньше ПВХ в процессе переработки, образуя непрерывную фазу, которая обволакивает частицы ПВХ, способствует теплопередаче и диффузии молекулярных цепей, тем самым снижая температуру пластикации и энергопотребление.
В то же время ACR может значительно улучшить эластичность и прочность расплава ПВХ, эффективно улучшить отделку поверхности и точность размеров изделий. Он широко используется в ПВХ-профилях, пластинах и других экструдированных изделиях, а его добавление обычно составляет 1%-3%.
Модификатор ударной вязкости: основной усилитель для улучшения хрупкости ПВХ
Модификатор ударной вязкости является основным компонентом для улучшения хрупкости ПВХ. Немодифицированные изделия из ПВХ имеют низкую ударопрочность и склонны к разрушению при низких температурах или под воздействием напряжений, тогда как модификаторы ударной вязкости улучшают их ударопрочность благодаря "механизму упрочнения".
К распространенным модификаторам ударной вязкости относятся хлорированный полиэтилен (CPE), сополимер метилметакрилат-бутадиен-стирол (MBS), сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) и т. д.
MBS имеет ядро-оболочечную структуру. Ядро резиновой фазы может поглощать ударную энергию, а оболочка обладает хорошей совместимостью с ПВХ, что позволяет сохранять высокую ударопрочность изделий из ПВХ при низких температурах.
Он подходит для изготовления вкладышей холодильников, медицинских устройств и других изделий, используемых в условиях низких температур; CPE обладает отличной устойчивостью к погодным условиям и стабильностью при переработке. Он широко используется в наружных изделиях из ПВХ, таких как трубы и профили, а его добавление обычно составляет 8%-15%.
Синергия и принципы выбора добавок
При переработке ПВХ синергия различных добавок имеет решающее значение. При совместном использовании смазок и вспомогательных средств переработки смазки могут оптимизировать текучесть расплава, способствовать более равномерному распределению вспомогательных средств в смоле и улучшать эффект пластикации; при совместном использовании модификаторов ударной вязкости и смазок необходимо избегать избытка смазок, влияющего на совместимость модификаторов и смол, чтобы сохранить ударопрочность.
Кроме того, при выборе добавок необходимо также учитывать использование изделия, технологию переработки и стоимость. Например, для пищевых изделий из ПВХ необходимо использовать смазки и модификаторы, соответствующие стандартам безопасности пищевых продуктов, а для высокотемпературной технологии переработки следует отдавать предпочтение добавкам с отличной термостойкостью.
В общем, рациональный выбор смазок и различных добавок, а также их синергетическое взаимодействие являются ключом к улучшению технологичности ПВХ и качества изделий. С непрерывным расширением областей применения ПВХ требования к характеристикам добавок будут продолжать расти, а низкотоксичные, высокоэффективные и многофункциональные добавки станут будущей тенденцией развития.
Наша платформа соединяет сотни проверенных китайских поставщиков химической продукции с покупателями по всему миру, способствуя прозрачным сделкам, лучшим бизнес-возможностям и высокоценным партнерствам. Независимо от того, ищете ли вы массовые товары, специализированные химикаты или услуги по индивидуальным закупкам, TDD-Global заслуживает доверия как ваш первый выбор.
