浅谈ACR在PVC制品的加工中的作用
摘要:ACR在PVC制品的加工中是最常用的促进塑化类的加工助剂。它能有效地控制熔体破裂现象,促进PVC的凝胶塑化,提高塑化质量。ACR在PVC的加工过程中能合理地提高物料的熔融转矩和平衡转矩,缩短物料的凝胶塑化时间,降低加工温度。
关键字:ACR;聚氯乙烯;加工助剂
随着人民生活水平的不断提高和塑料工业的日益发展,人们对塑料制品的依赖程度和性能要求也越来越高。PVC是应用范围广、产量大的通用塑料之一。日益增长的市场需求,导致塑料加工行业更加积极地去寻找和使用各种有效方法和填充材料,以达到降低生产成本、提升产品工艺及提高生产效率等目的。目前,常用的聚氯乙烯树脂抗冲改性剂有丙烯酸酯类(ACR)、氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)等,其中,ACR抗冲击改性剂的综合性能最好。它能有效地控制熔体破裂现象,促进PVC的凝胶塑化,提高塑化质量。虽然ACR在配方中的加入量较少,但对PVC的加工性能影响是比较大的。
1认识ACR
ACR是丙烯酸脂(acrylicester)共聚物,属于“核-壳”结构共聚物。与PVC分子相比,其分子量较高,一般在100万～800万左右(重均分子量),真密度为1.05 g/cm3～1.20 g/cm3。它的制备是以各类丙烯酸脂以及交联剂、乳化剂、引发剂、分子量调节剂等原料,经多次乳液聚合而制得白色微细无毒、无腐蚀性粉末。例如,ACR-201是由MMA与丙烯酸酯的接枝共聚物;ACR-301是由MMA与EA和BA(丙烯酸丁脂)组成;ACR-401是由MMA与BA、BMA(甲基丙烯酸丁脂)和EMA(甲基丙烯酸乙脂)组成。
2ACR的特点
(1)抗冲击改性效果显著:添加较少份数即可得到较高的常温和低温抗冲击强度。
(2)有较宽的加工温度范围。
(3)低膜胀性:ACR/PVC共混体系出口胀大较小,制品热收缩率低,尺寸稳定,适合于异型材高速挤出。
3ACR在PVC加工过程中的作用
PVC在加工过程中应添加PVC树脂的1 %～5 %的加工助剂,ACR是应用最多的加工助剂,它在挤出、注塑、吹塑、吸塑和压延等PVC的主要加工方法中得到了极为广泛的应用。对于ACR作为加工助剂改性 PVC的作用机理,普遍的观点是ACR通过较长的分子链粘附于PVC树脂颗粒上,将外部的热和剪切力传递给树脂,促进其熔融、塑化,降低了加工过程的温度,提高熔体强度,改善制品的外观质量,同时不降低硬质聚氯乙烯的刚性。
总之,它具有以下几点作用:
(1)能与PVC在加工温度下有很好的相溶性,促进均匀同步塑化。
(2)改进PVC热塑态的流变行为,提高熔体强度,避免熔体破裂,提高了制品的内在质量和表面光泽。
(3)具有长时间成型加工的稳定性。
(4)有效防止在挤出和注塑时由于挤压成型所产生的压力波动和流动伤痕用产生银丝等表面缺陷。
(5)促进发泡制品的泡孔均匀和细化。
(6)提高PVC制品质量的一致性,如外观光泽、抗张强度、冲击强度及断裂伸长率等。
(7)保持PVC原有的优良性能,在各种加工机械过程中,均能促进顺利加工,还十分有效的提高耐侯性。
(8)显著减少各种添加剂成分如稳定剂、颜料等在加工机械表面的沉积。
4ACR的需求
ACR作为聚氯乙烯加工助剂和抗冲改性剂最早是由Rhom & Haas公司在50年代开发成功的。由于添加ACR的PVC具有加工性能好,拉伸强度,模量,热变形温度高,耐侯性优异等优点,因而国际上ACR的消费量近些年增长很快。在美国,ACR的用量已超过MBS,成为用量最大的聚氯乙烯树脂抗冲改性剂。美国1991年消费约为32 000t,占其抗冲改性剂总销量的34 %。到1996年美国ACR的消费量达到47 000t,年均增长率为8 %,占其抗冲改性剂总销量的比例上升为17.1 %,根据目前的发展趋势,在未来ACR的需求仍会保持较高的增长率,尤其是发展中国家。由于对住宅的需求强劲,因此建筑业将持续增长,因ACR尤其适用于PVC异型材和管材,对化学建材中聚氯乙烯硬制品的需求将迅速增长,而这些用在建筑中的聚氯乙烯制品特别是那些用在室外的制品,对其耐户外老化性的要求较高,需要大量使用ACR,这将会促使ACR在发展中国家的需求迅速增长。
参考文献
1 杨福生.ACR在PVC加工中的作用与发展
2 任淑英.ACR抗冲改性剂对R-PVC性能的影响
3 王秀芬、吴友平.聚合物材料.中国轻工业出版社
4 李 杰.塑料助剂与配方设计技术.化学工业出版社
