環保聚氯乙烯護套料配方組分分析

2022-08-28 18:42:03 字數 2190 閱讀 1403

通過對環保聚氯乙烯護套料配方中常用組分的分析和討論,介紹各組分對產品效能的影響以及如何設計出最優的環保聚氯乙烯護套料配方。

二十一世紀,環境問題成為人類社會的焦點問題,許多國家、地區及組織都制定了嚴格的標準與法規,限制有害物質的使用。雖然用無滷護套料取代pvc護套料的呼聲越來越高,但是pvc護套料本身具有短期內還無法取代的優勢(如**低廉,阻燃性好,加工裝置、工藝簡單,硬度可調範圍廣,電絕緣性好,耐油、耐化學試劑等),因此短期內完全禁止pvc護套料的使用並不現實。故而環保pvc護套料就成為了這一過渡階段的寵兒,所以我們應該把環保pvc護套料的開發作為當前的主題。

環保聚氯乙烯護套料典型配方

pvc樹脂的選擇和分析

pvc樹脂的主要效能指標就是聚合度,所以選擇pvc樹脂就是確定所需的聚合度大小。pvc樹脂聚合度的大小關係到pvc護套料的各項效能指標。聚合度越高,產品的拉伸強度、衝擊強度、彈性模量越大,耐熱性、耐寒性、彎曲性、彈性、耐磨耗性、耐曲繞性等更好。

但同時隨著聚合度的增加,產品的流動性變差,不易塑化,需提高塑化溫度。所以,我們在設計配方的時候應綜合考慮產品的效能要求來選擇pvc樹脂。環保聚氯乙烯護套料中常用的pvc樹脂聚合度有:

1000、1300、1800、2500左右的。通常對於一般的60℃、75℃、90℃、105℃沒有特殊效能要求的pvc護套,選擇平均聚合度約為1300的pvc樹脂最合適;對於有特殊要求的,如彎曲性、耐曲繞性要求特別高的pvc護套,就需要選擇聚合度更高的pvc樹脂。

增塑劑的選擇和分析

增塑劑的主要作用是降低聚合物的熔融溫度和熔體粘度,進而降低聚合物的加工溫度,賦予產品合適的硬度。但不同種類的增塑劑有不同的效能,如相容性、揮發性、耐寒性、電絕緣性、遷移性、耐油性、耐熱性等。環保聚氯乙烯護套料中常用的增塑劑有:

鄰苯二甲酸二辛酯(dop),鄰苯二甲酸二壬酯(dinp),鄰苯二甲酸二異癸酯(didp),對苯二甲酸二辛酯(dotp),偏苯三酸三辛酯(totm),聚酯增塑劑等;輔助增塑劑有環氧大豆油(eso),耐寒增塑劑己二酸二辛酯(doa)和癸二酸二辛酯(dos),阻燃增塑劑氯化石蠟等。經過試驗這些常用增塑劑效能優劣如下表所示:

所以,我們在設計配方的時候應綜合考慮產品的效能要求來選擇增塑劑。首先,選定

一、二種主增塑劑(如90℃以下的選擇鄰苯類增塑劑最合適,105℃的選擇totm最合適,有更高溫度要求的選擇聚酯類增塑劑最合適);然後,根據產品的其他效能要求選擇輔助增塑劑;最後,做正交試驗來確定其最佳配比。

填充劑的選擇和分析

填充劑的主要作用是降低產品成本。但是,填充劑的新增會影響產品的拉伸強度、斷裂伸長率、耐寒性、硬度、比重等。環保聚氯乙烯護套料中常用的填充劑是重質碳酸鈣。

加入適量的碳酸鈣可以提高產品的拉伸強度,降低產品的加熱變形率;但加入過量的碳酸鈣,產品的拉伸強度、衝擊強度、耐寒效能就會降低,硬度、比重就會增大。所以,我們在設計配方的時候應綜合考慮產品的效能,並通過實驗來確定碳酸鈣的最優新增量。

穩定劑的選擇與分析

聚氯乙烯對光、熱的穩定性較差,在不加穩定劑的情況下,聚氯乙烯100℃時即開始分解。穩定劑的作用是提高聚氯乙烯分解的溫度,延緩聚氯乙烯分解的速度。環保聚氯乙烯護套料的穩定劑應符合rohs規定。

所以,我們在設計配方的時候,首選就是鈣鋅復合穩定劑,這類穩定劑著色性和耐候性俱佳,而且環保;再加入適量的雙酚a類抗氧劑和二酮類的輔助熱穩定劑,穩定效果更好。

阻燃劑的選擇與分析

聚氯乙烯本身具有很好的阻燃性能,但加工中新增大量增塑劑會使其阻燃性能大幅下降,為此必須進行阻燃處理。阻燃劑的作用就是使易燃聚合物難燃。環保聚氯乙烯護套料中常用的主阻燃劑就是三氧化二銻,輔阻燃劑有硼酸鋅和氫氧化鋁。

經試驗表明,在pvc中加入三氧化二銻即可對pvc產生較好的阻燃作用,這是因為pvc燃燒時cl、sb生成的sbcl3可以起到捕捉自由基,隔絕空氣的作用。同時若加入適量的硼酸鋅和氫氧化鋁,阻燃效果會更好,這是因為硼酸鋅熔融後覆蓋在表面,使氧氣無法與燃燒表面接觸,對炭層的進一步氧化有防護作用;氫氧化鋁分解時吸收了大量熱量。所以,我們在設計配方的時候,應該復配阻燃劑,通過試驗輸出復配的最佳配比。

加工助劑的選擇與分析

為了使環保聚氯乙烯護套料更好加工,我們在設計配方的時候還可以加入一些加工助劑。如丙烯酸酯類共聚物,此類共聚物分子量大,可以增加物料黏度,防止物料打滑,提高物料的塑化程度;氧化聚乙烯蠟,此類助劑黏度高、結晶度高。在擠出初期,可促進配方中各物料的分散,使混合均勻;擠出後期,它會遷移到物料和金屬之間的表面,表現為潤滑劑。

設計環保聚氯乙烯護套料配方,最主要的就是根據材料的效能要求來選擇合適的原材料,然後通過實驗來確定各原材料的最佳配比,從而輸出最優配方。

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