聚氯乙烯(PVC)具有重量轻、强度高、耐油、耐化学药品、通明、阻燃、电气功能优秀等长处,并且价格低廉,广泛应用于各行各业[1,2],从柔软的热塑性弹性体、塑料薄膜、胶粘剂、涂料比及坚固的塑料管材、板材等。PVC产品品种繁复,但总体上可分为软质PVC制品和硬质PVC制品两大类[3]。从世界范围看,硬质PVC产值高于软质PVC,而我国软质PVC塑料产值却大于硬质PVC。年产1 多万吨的PVC树脂,大部分用来出产软质PVC制品,多用于电线电缆、鞋底、人造革等范畴,但国产软质PVC制品普遍存在回弹性差、耐溶剂性差、耐热性差和耐冲突性差等缺陷。聚氨酯弹性体具有高弹性、高耐磨、优秀的耐低温性和耐溶剂性等软质PVC所短缺的长处[4],将聚氨酯应用于PVC共混资料,将显着改进和进步软质PVC资料的功能及其实用价值,拓展其应用范畴。但传统的改性办法是首要制备热塑性聚氨酯弹性体,然后与PVC树脂进行物理共混改性。这样功能虽有所进步,但本钱也相应添加。本文研讨了一步法制备PVCΠPU共混塑料,在挤出成型进程中生成聚氨酯弹性体并一起与PVC进行共混改性,可改进和进步资料功能,降低本钱。1 试验部分111 主要原料
异氰酸酯MDI,烟台组成革厂;聚醚多元醇,北京高桥化工厂;聚酯多元醇(PPE),克己;扩链剂BD,青岛化轻公司;聚氯乙烯(PVC),齐鲁石化公司氯碱厂;二盐、三盐、硬脂酸钙(钡)、增塑剂DOP、白腊等。112 试验仪器
GH21 高混机,北京塑机厂;SK-16 炼胶机,北京橡胶机械厂;DS-45A双螺杆挤出机,北京机械厂;A-25平板压力成型机;AG-2 A全能试验机,日本岛津公司;LX-77A邵氏硬度计;FTIR红外光谱仪,美国聂克公司。113 成型工艺
将PVC配料研细放入高混机中混合1 ~15分钟,然后参加按必定份油漆润湿分散剂的作用额混合的异氰酸酯、多元醇、扩链剂等,持续混合1 分钟,将混合好的物料参加挤出机中,在必定的温度和转速下,物料在挤出进程中进行反响;将挤出物切粒,置于炼胶机上塑化出片,然后在压力成型机上热压成片,再按测验规范要求制取试样,进行功能测验。2 成果与评论211 反响挤出工艺研讨21111 挤出速度对共混反响的影响
将挤出机均化段的温度操控在18 ℃,调查螺杆转速分别为2 、3 、4 、5 、6 、7 和8 rΠmin时对反响进程的影响。试验成果标明在螺杆转速较大(7 、8 rΠmin)时,挤出物的红外光谱图中没有聚氨酯的特征N-H振荡吸收峰的呈现,阐明没有生成聚氨酯。跟着螺杆转速的减小,即反响时间的添加,挤出物的红外光谱图中在34 cm-1和332 cm-1处呈现了未缔合和缔合的氨酯的特征N-H弹性振荡峰[5](见图1),且其峰形逐步增大,当转速降至4 rΠmin以下,峰形根本不变。由此阐明多元醇的油漆润湿分散剂的作用羟基与异氰酸酯发生了反响,并跟着螺杆转速的减小,反响程度增大,当转速降至4 rΠmin时,聚氨酯的生成反响已根本彻底。图1 反响挤出物红外光谱图(转速为5 rΠmin) 21112 温度对共混反响的影响
进步温度有利于聚氨酯的生成,将挤出机均化段温度由18 ℃上升到19 ℃时,原先当螺杆转速为6 rΠmin时挤出物红外光谱图上未曾呈现的N-H弹性振荡峰,此刻在34 cm-1和332 cm-1处呈现了。但温度不能过高,当温度到达2 ℃时,PVC分化加重并影响到制品的终究功能。试验标明,挤出机均化段温度操控在18 ℃~19 ℃,挤出机螺杆转速为4 ~5 rΠmin,有利于生成PU。212 反响挤出PVCΠPU功能研讨21211 多元醇对PVCΠPU功能的影响
用聚氨酯(PU)改性PVC时,要使PVCΠPU塑料具有杰出的归纳功能,则有必要使PU和PVC两组分之间具有必定程度的相容性,即两组分间的溶解度参数要挨近[6]。PU的溶解度参数主要是由多元醇所决议,用于组成PU的多元醇主要是聚醚多元醇和聚酯多元醇。比照聚醚多元醇和聚酯多元醇,在PVCΠPU=8 ∶2 的条件下,发现聚醚型PU与PVC的相容性很差,而聚酯型PU与PVC的相容性较好。因而本试验选用聚酯多元醇,并调查了不同的聚酯多元醇对PVCΠPU共混塑料功能的影响,成果列于表1。由表1可知,PPE-3聚酯二元醇所制的PVCΠPU塑料的拉伸强度、撕裂强度和硬度最好,其他几种聚酯所制的PVCΠPU共混塑料的功能相差不大。这是因为,用PPE-3聚酯二元醇生成的聚氨酯与所选用的PVC有好的相容性。表1 聚酯多元醇对所制PVCΠPU功能的影响PVCΠPU功能聚 酯PPE-1PPE-2PPE-3PPE-4PPE-5密度,gΠcm311181123112 11251115硬度(邵尔A)5862785563拉伸强度,MPa11161218221813161215开裂伸长率,%35437145 3油漆润湿分散剂的作用 65386撕裂强度,kNΠm3612371 39183412331521212 PVC分子量对PVCΠPU功能的影响
表2是不同分子量PVC与聚氨酯组成塑料的功能。由表2可知,由均匀聚合度为13 的PVC树脂组成的PVCΠPU共混塑料的功能最优,其拉伸强度到达2815MPa。表2 PVC分子量对PVCΠPU功能的影响PVCΠPU功能PVC聚合度7 1 13 2 4 硬度(邵尔A)818 8 7976撕裂强度,kNΠm28163212451639183214拉伸强度,MPa181 1812281522181816开裂伸长率,%41242548 45 46821213 聚氨酯用量对PVCΠPU功能的影响
表3是不同用量聚氨酯对PVCΠPU塑料功能的影响。由表3可知,跟着聚氨酯用量的添加,PVCΠPU共混塑料的机械功能逐步进步,但制品本钱亦相应进步,因而需挑选适宜用量聚氨酯,以制得价格适中,归纳功能好的PVCΠPU共混塑料。试验标明,聚氨酯的用量一般为PVC用量的2 %左右为宜。表3 聚氨酯用量对PVCΠPU功能的影响PVCΠPU功能质量份PU用量, 51 152 253 硬度(邵尔A)7 7272748 798 撕裂强度,kNΠm351638154217461245164 133812拉伸强度,MPa1116131416182216281529122819开裂伸长率,%32 34 34 4 45 45 45
注:PVC的用量均为1 份3 定论
(1)经过研讨反响挤出成型工艺,确认螺杆转速为4 ~5 rΠmin,挤出机均化段温度为18 ~19 ℃。(2)功能研讨标明,挑选均匀分子量为13 的PVC和用PPE-3聚酯二元醇所生成的聚氨酯,并操控PVCΠPU=8 ∶2 ,经过反响挤出可制得价格适中、归纳功能优秀的PVCΠPU软质塑料
油漆润湿分散剂的作用
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