PVC及各种助剂介绍（三）

       PVC塑料配方主要由PVC树脂和助剂组成的，其中助剂按功能又分为：热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂、着色剂等。在设计PVC配方之前，首先应了解PVC树脂和各种助剂的性能。

原料与助剂

冲击改性剂

       高分子材料改性的一个重要内容是改善其耐冲击性能，PVC树脂是一个性非结晶性高聚物，分子之间有较强的作用力，是一个坚硬而脆的材料；抗冲击强度较低。加人冲击改性剂后，冲击改性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力，并利用粒子自身的变形和剪切带，阻止银纹扩大和增长，吸收掉传人材料体内的冲击能，从而达到抗冲击的目的。改性剂的颗粒很小，以利于增加单位重量或单位体积中改性剂的数量，使其有效体积份数提高，从而增强了分散应力的能力。目前应用比较广泛的为有机抗冲击改性剂。

       按有机抗冲击改性剂的分子内部结构，可将其分为如下几类。

       1、预定弹性体(PDE)型冲击改性剂，它属于核一壳结构的聚合物，其核为软状弹性体，赋予制品较高的抗冲击性能，壳为具有高玻璃化温度的聚合物，主要功能是使改性剂微粒子之间相互隔离，形成可以自由流动的组分颗粒，促进其在聚合物中均匀分散，增强改性剂与聚合物之间相互作用和相容性。此类结构的改性剂有：MBS、ACR、MABS和MACR等，这些都是优良的冲击改性剂。

       2、非预定弹性体型(NPDE)冲击改性剂，它属于网状聚合物，其改性机理是以溶剂化作用(增塑作用)机理对塑料进行改性。因此，NPDE须形成一个包覆树脂的网状结构，它与树脂不是十分好的相容体。此类结构的改性剂有：CPE、EVA。

       3、过度型冲击改性剂，其结构介于两种结构之间，如ABS。用于PVC树脂的具体品种有：

       (1)氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中进行悬浮氯化的粉状产物，随着氯化程度的增加使原来结晶的HDPE逐渐成为非结晶的弹性体。作为增韧剂使用的C?E，含C1量一般为25-45％。CPE来源广，价格低，除具有增韧作用外，还具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化学药品性。目前在我国CPE是占地位的冲击改性剂，尤其在PVC管材和型材生产中，大多数工厂使用CPE。加入量一般为5—15份。CPE可以同其它增韧剂协同使用，如橡胶类、EVA等，效果更好，但橡胶类的助剂不耐老化。

       (2)ACR为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚物，ACR为近年来开发的很好的冲击改性剂，它可使材料的抗冲击强度几十倍。ACR属于核壳结构的冲击改性剂，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳，以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。尤其适用于户外使用的PVC塑料制品的冲击改性，在PVC塑料门窗型材使用ACR作为冲击改性剂与其它改性剂相比具有加工性能好，表面光洁，耐老化好，焊角强度高的特点，但价格比CPE，高1／3左右。国外常用的牌号如K-355，一般用量6—10份。目前国内生产ACR冲击改性剂的厂家较少，使用厂家也较少。

       (3)MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物。MBS的溶度参数为94-9．5之间，与PVC的溶度参数接近，因此同PVC时相容性较好，它的显著特点是：加入PVC后可以制成透明的产品。一般在PVC中加人4-6份，可将PVC的冲击强度提高6—15倍，但MBS的加入量大于30份时，PVC冲击强度反而下降。MBS本身具有良好的冲击性能，透明性好，透光率可达90％以上，且在改善冲击性同时，对树脂的其他性能，如拉伸强度、断裂伸长率等影响很小。

       琦鸿BS-156是采用先进的合成树脂技术精心研制成的MBS产品，它是由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三元共聚而成，是改善聚氯乙烯制品耐冲击强度和加工性能的综合性树脂。在聚氯乙烯配方中添加BS-156，制品的冲击强度能获得明显的改善，并且对聚氯乙烯固有的特性无不良影响。它广泛用于聚氯乙烯薄膜、透明片材、管材、管件、瓶粒料等产品。

       (4)ABS为苯乙烯(40％-50％)、丁二烯(25％—30％)、丙烯腈(25％-30％)三元共聚物，主要用做工程塑料，也用做PVC冲击改性，对低温冲击改性效果也很好。ABS加入量达到50份时，PVC的冲击强度可与纯ABS相当。ABS的加入量一般为5—20份，ABS的耐候性差，不适于长期户外使用制品，一般不用做塑料门窗型材生产的冲击改性剂使用。

       （5）EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物，醋酸乙烯酯的引入改变了聚乙烯的结晶性，醋酸乙烯酯含量大量差，而且EVA与PVC折光率不同，难以获得透明制品，因此，常将EVA与其它抗冲击树脂并用。EVA添加量为10份以下。上述几种冲击改性剂改性PVC性能比较见表5所示。

       4、橡胶类抗冲击改性剂

       是性能优良的增韧剂，主要品种有：乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)及丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、聚异丁烯、丁二烯橡胶等，其中EPR、EPDM、NBR三种十分常用，其是改善低温耐冲击性优越，但都不耐老化，塑料门窗型材一般不使用这类冲击改性剂。

常用的其它助剂

1、光稳定剂

       PVC制品多数暴露在阳光和其它各种光线下，根据制品应用环境添加一定量的光稳定剂可防止和延缓其分解和老化，延制品使用寿命。

光稳定剂大体可以分为四类：

       (1)光屏蔽剂。如钛白和碳黑，可以阻挡紫外线进入型材的内部，以阻止聚合物的光降解进行。如加入2％的碳黑的LDPE片材其耐老化程度比不加碳黑的LDPE片材提高20倍。钛白对型材的耐老化程度有较大的提高，钛白应使用金红石型的，在PVC塑料门窗型材中的使用量在3-6份。

       (2)紫外线吸收剂。可以强烈吸收280-400nm的紫外线，转换成可见光或热量。常用的有UV—531、UV-327、UV-326、UV-p等产品，用量一般为0．1-0．5％。但价格较高。

       (3)淬灭剂。主要是消灭受激发的聚合物分子的能量，使之回到基态。具体品种为镍、钴络合物，品种有光稳定剂2002、光稳定剂1084等。一般与其它光稳定剂配合使用，用量0．1-0．5％。

       (4)自由基捕捉剂。是一种光稳定剂，它捕捉光降解分解出的自由基，终止降解反应的进行。一般使用在LDPE农膜中。品种主要有：光稳定剂GW-540、GW—544、CW-310、BW—10LD、光稳定剂744、光稳定剂622、光稳定剂944等，用量0．02-0．5％。

2、填料

       使用填料的主要目的是占据空间以降低成本，当然，一些填料也赋予材料一些特殊的性能，如阻燃、导电、导热、刚性等。

       填料的主要指标为：白度、粒径、颗粒形状和颗粒表面活性。

其主要品种有：

       (1)碳酸盐类 主要为重质碳酸钙、轻质碳酸钙和活性碳酸钙。一般在PVC塑料型材使用的是活性轻质碳酸钙；

       (2)炭黑 如天然气槽黑、混气槽黑、高耐磨炉黑、热裂法炭黑、乙炔炭黑等。主要作用橡胶的补强，有些品种亦作填充剂，如用于导电和防静电高分子材料制品中。

       (3)硫酸盐类 有硫酸钡、硫酸钙、锌钡白(立德粉)等，主要作填充剂，也有着色作用，硫酸钡可减少X光透过度。

       (4)金属氧化物 如氧化铝、氧化铁、氧化锰、氧化锌、氧化锑、氧化镁、氧化铁、磁粉等，作填充剂和着色剂。

       (5)金属粉 如铝、青铜、锌、铜、铅等粉末，作装饰用和改善导热性。在塑料型材生产中有时用铜粉、铝粉生产仿铝窗的型材。

       (6)含硅化合物 陶土中十分常见使用的为高岭土，作填充剂。硬质陶土有补强作用。滑石粉作填充剂。

       (7)纤维类 如玻璃纤维、硼纤维、碳纤维等，作增强剂。