Com millorar la resistència al fred de les formulacions de PVC

Maneres de millorar la resistència al fred de les formulacions de PVC

El plàstic de PVC té bones propietats físiques i mecàniques i es pot utilitzar en la producció de materials de construcció, materials d'embalatge, materials electrònics, béns de consum diari, etc., i s'utilitza àmpliament en diversos camps com la indústria, l'agricultura, la construcció, el transport, l'energia. telecomunicacions i embalatge.

A causa de la seva poca resistència al fred i la seva resistència a l'impacte a baixa temperatura, el límit inferior de la temperatura d'ús del PVC dur és generalment de -15ºC, la qual cosa limita l'aplicació de materials de PVC en determinats aspectes. Mitjançant l'ajust de la resina de PVC i els additius, la resistència al fred del plàstic de PVC es pot millorar eficaçment per satisfer les necessitats de baixa temperatura.

Xiongxing Group es basa en els seus més de 26 anys d'experiència en la producció de PVC i un equip professional d'R + D per escriure aquest article, centrant-se en alguns mètodes per millorar la resistència al fred del PVC des del punt de vista de la fórmula, perquè tothom aprengui i faci referència.

Porta de l'edifici d'oficines de la seu del grup Xiongxing

La resina de PVC és una mena de polímer polar no cristal·lí. La seva temperatura de transició vítrea és de 75 ~ 105 graus segons el pes molecular. Com més gran sigui la massa molecular relativa, més gran serà la viscositat i el grau d'atracció o enredament de van der Waals entre les cadenes macromoleculars de PVC. En conseqüència, el segment de la cadena de PVC augmenta i la resistència a baixa temperatura del material és millor.

En les formulacions de PVC convencionals, si només necessiteu fer front al clima fred de l'hivern del nord, podeu triar una resina de PVC amb una viscositat lleugerament superior, és a dir, un pes molecular mitjà una mica més gran. Pot ser una resina de PVC amb una viscositat més alta en el mateix grau o una resina de grau inferior.

A més, en alguns productes amb requisits especials, com les bosses de sang que poden suportar -30ºC, es pot utilitzar resina de clorur de polivinil d'alt grau de polimerització (grau mitjà de polimerització superior a 2000). Això es deu al fet que el PVC d'alt grau de polimerització és millor que el PVC convencional. La gran cristalinitat i l'estructura reticulada de la resina dificulten el lliscament entre macromolècules, augmenten l'elasticitat i augmenten el pes molecular i augmenten la força intermolecular de van der Waals i la força d'enllaç químic intramolecular per obtenir una excel·lent resistència al fred.

Com a component de formulació important dels productes tous de PVC, els plastificants tenen un gran impacte en el rendiment dels productes tous. Si els productes s'han d'utilitzar a baixes temperatures, s'ha de seleccionar el tipus de plastificant. Actualment s'utilitzen com a plastificants resistents al fred principalment els èsters d'àcid dibàsic d'àcids grassos, els èsters lineals de ftalats d'alcohol, els èsters d'àcids grassos d'alcohol dihídric i els monoèsters d'àcids grassos epoxi. Segons els informes, les amides d'àcids grassos N,N-dissubstituïts, els èsters d'àcid dicarboxílic naftènic i els èsters d'àcids grassos clorometoxi també són plastificants resistents al fred amb un excel·lent rendiment a baixa temperatura.

La millora de la resistència al fred dels productes tous de PVC generalment es pot obtenir augmentant la quantitat de plastificant resistent al fred. DOA (adipat de diòctil), DIDA (adipat de diisodecil), DOZ (azelat de diòctil), DOS (sebacat de diòctil) són representatius de la varietat de plastificants resistents al fred, perquè la compatibilitat dels plastificants generals resistents al fred amb PVC no és molt bona, de fet , només es pot utilitzar com a plastificant auxiliar per millorar la resistència al fred, i la seva dosi sol ser del 5-20 per cent del plastificant principal.

A més, 2,2,4-trimetil-1,3-diisobutirat de pentandiol (TXIB), estearat de butil, dietilenglicol àcid LHAT di-2-èster etílic, etc. El producte també funciona com a plastificant resistent al fred.

Els investigadors de l'equip d'investigació científica del grup Xiongxing van assenyalar que és millor utilitzar plastificant resistent al fred i triamida hexametilfosfòrica per tal de millorar la duresa resistent al fred i l'allargament a baixa temperatura de la pel·lícula. Tot i que la triamida hexametilfosfòrica en si no és un plastificant resistent al fred, pot reduir eficaçment el punt de congelació de diversos plastificants i aconseguir el propòsit de millorar l'efecte resistent al fred de la pel·lícula.

Una manera eficaç de millorar la baixa resistència a l'impacte a baixa temperatura del PVC és afegir polímers amb una temperatura de transició vítrea baixa i una alta elasticitat a temperatura ambient, denominats col·lectivament modificadors. El polímer afegit hauria de tenir paràmetres de solubilitat similars amb el PVC, tenir una certa solubilitat mútua i pot formar una barreja de dues estructures, millorant així la resistència a l'impacte a baixa temperatura del producte.

CPE pot millorar el rendiment a baixa temperatura i la resistència a l'impacte dels productes. A mesura que augmenta la quantitat de CPE, el rendiment d'impacte dels productes PV C millorarà gradualment. Quan s'augmenta la dosi fins a cert punt, el rendiment d'impacte a baixa temperatura dels productes PV C tendirà a ser estable, assolint una relació cost-rendiment adequada d'unes 8 o 9 parts. A mesura que augmenta la quantitat de cautxú de nitril en pols (NBR), la resistència a l'impacte a baixa temperatura del PVC dur augmentarà gradualment.

L'EVA té bones propietats de flux, baixa temperatura de transició vítrea, bon efecte d'enduriment a baixa temperatura, però alt cost.

ACR té una excel·lent resistència a l'impacte a baixa temperatura i resistència a la intempèrie, i pot millorar l'aspecte del producte. En general, es pot aconseguir un bon efecte afegint 5 parts. El MBS d'alt impacte té una temperatura de transició vítrea baixa, que té un bon efecte en la millora de la fragilitat a baixa temperatura dels materials de PVC, però té poca resistència a la intempèrie.

L'ABS pot augmentar la resistència a l'impacte a baixa temperatura dels materials de PVC i, al mateix temps, millorar l'aspecte dels productes.

A més, l'SBS i altres substàncies que contenen una fase de cautxú i tenen una temperatura de transició vítrea més baixa també poden millorar la resistència a l'impacte i la resistència al fred del PVC.

No només això, els investigadors del grup Xiongxing van estudiar la resistència al fred del PVC tou modificat i van demostrar que la resistència al fred del PVC tou modificat es veu afectada, òbviament, per la varietat i la dosi dels modificadors de polímers. Mitjançant diversos mètodes de prova, es troba que Elvaloy 711 (copolímer de monòxid de carboni d'etilè-acetat de vinil), NBR-26 (cautxú de nitril a granel), Chemigum P83 (cautxú de nitril en pols pre-reticulat) i altres modificadors de polímers poden significativament millora la resistència al fred del PVC tou i certs modificadors de polímers com CPE i EVA amb baix contingut de VA danyaran la resistència al fred del PVC tou. El modificador de cautxú de nitril pot millorar la resistència mitjana (gasolina) del PVC tou, millorant així el rendiment a baixa temperatura del PVC tou sucat amb gasolina.

Els agents resistents al fred del mercat, com ara K-175C, N-550C i altres productes, són en realitat un modificador d'estirè desenvolupat per millorar la flexibilitat a baixa temperatura i la resistència a l'impacte del PVC. A causa de la seva baixa temperatura de transició vítrea i la seva bona compatibilitat amb el PVC, té certs efectes plastificants i enduridors. Per tant, després d'afegir-lo al PVC, pot millorar i millorar el rendiment del PVC a baixa temperatura.

L'elastòmer termoplàstic (TPE) és un tipus de material sintètic que mostra elasticitat del cautxú a temperatura ambient i que es pot plastificar i formar a alta temperatura. Per tant, aquest tipus de polímer té les característiques del cautxú i dels termoplàstics, i es pot utilitzar com a material compost. L'agent d'enduriment també es pot utilitzar com a material de matriu de materials compostos. Aquests materials inclouen principalment poliuretà, estirè, poliolefina, polièster, productes sindiotàctics 1,2-polibutadiè i poliamida. . Actualment, els estirens i les poliolefines s'utilitzen més habitualment com a agents d'enduriment per a materials compostos.

La resistència al fred dels productes de PVC-TPE és almenys no inferior a la del PVC tou. Quan s'utilitzen plastificants resistents al fred i fórmules resistents al fred, el PVC-TPE encara manté una bona elasticitat a -45. Pel que fa als productes resistents al fred i a l'aigua de mar, com ara segells de vaixells, segells de contenidors i mànegues marines, el PVC-TPE també és popular. Els TPE com H4040, H3303 i altres marques tenen una bona compatibilitat amb el PVC. Després d'afegir, pot millorar significativament la flexibilitat a baixa temperatura del PVC, augmentar significativament la seva resistència a la flexió i reduir el punt de fragilitat.

Una empresa japonesa de tecnologia plàstica també ha desenvolupat un elastòmer termoplàstic de poliuretà-clorur de polivinil. Aquest material es fa barrejant TPU i PVC i el tercer component després de la barreja. Dóna joc a les excel·lents característiques de TPU i PVC i té els següents avantatges:

(1) El TPU s'utilitza com a plastificant per al PVC, eliminant els problemes de migració i volatilització del plastificant que existien en el PVC tou en el passat.

(2) La temperatura de fragilitat del material de PVC també s'ha reduït de -30 graus a -68 graus, assolint un grau especial resistent al fred.

La influència dels farcits sobre la resistència al fred del PVC tou està relacionada amb l'absorció de plastificants. La tendència general és que l'absorció dels plastificants és petita. Els farcits tenen poc efecte sobre la resistència al fred, mentre que l'absorció de plastificants com el negre de carboni i l'argila dura és gran. L'agent de farciment de PVC reduirà significativament la resistència al fred del PVC.

L'addició de farciments al PVC rígid sovint afecta el rendiment de l'impacte, especialment la fragilitat a baixa temperatura augmentarà amb l'augment de la quantitat de farcits. Això es deu al fet que quan el farciment s'afegeix al PVC com a partícula inorgànica, s'omplirà entre les cadenes moleculars. Quan la quantitat és petita, s'omple els buits d'algunes cadenes moleculars per jugar un paper de reforç; o s'omple entre les cadenes moleculars per augmentar la distància entre molècules i augmentar la duresa del sistema. Però quan augmenta la seva dosi, a mesura que augmenta la distància intermolecular, la força intermolecular es destrueix. Quan s'afegeix la temperatura, la mobilitat de la cadena molecular es redueix i la capacitat del material de resistir l'impacte extern es redueix dràsticament. Per tant, té una mala influència en el rendiment d'impacte a baixa temperatura del PVC dur.

L'addició de farciments al PVC rígid sovint afecta el rendiment de l'impacte, especialment la fragilitat a baixa temperatura augmentarà amb l'augment de la quantitat de farcits. Això es deu al fet que quan el farciment s'afegeix al PVC com a partícula inorgànica, s'omplirà entre les cadenes moleculars. Quan la quantitat és petita, s'omple els buits d'algunes cadenes moleculars per jugar un paper de reforç; o s'omple entre les cadenes moleculars per augmentar la distància entre molècules i augmentar la duresa del sistema. Però quan augmenta la seva dosi, a mesura que augmenta la distància intermolecular, la força intermolecular es destrueix. Quan s'afegeix la temperatura, la mobilitat de la cadena molecular es redueix i la capacitat del material de resistir l'impacte extern es redueix dràsticament. Per tant, té una mala influència en el rendiment d'impacte a baixa temperatura del PVC dur.

Després de processar el farciment, es milloraran les propietats de tracció del material, però la millora de la resistència a l'impacte a baixa temperatura no és òbvia. El motiu és que les partícules de farciment ocupen l'espai actiu de la cadena molecular de PVC. Tot i que augmenta la força d'unió entre el farciment actiu i la cadena molecular de PVC, aquest augment només augmentarà la força de la molècula quan s'estira i la fragilitat del material només augmentarà a causa de l'augment de les partícules de farciment.

Al PVC s'afegeixen nanocarbonats de calci i carbonats de calci ultrafins. A causa de l'efecte de mida petita, té un efecte modificador similar. Dins d'un determinat rang de dosificació, pot millorar el rendiment a baixa temperatura dels materials de PVC, però com que no hi ha una temperatura de transició vítrea baixa, l'efecte no és tan evident com el modificador i, després d'afegir una certa quantitat, la fragilitat a baixa temperatura. del material augmentarà.

En les formulacions generals, és possible augmentar la quantitat de lubricant intern que afavoreix la plastificació alhora que es redueix la quantitat d'auxiliars de processament, però aquest mètode no es recomana en les formulacions resistents al fred. Com que la funció dels auxiliars de processament no només és millorar la processabilitat del PVC, sinó també millorar molt el rendiment a baixa temperatura dels productes, que no es poden substituir per lubricants.

El plastificant ignífug de PVC suau més utilitzat és el fosfat de tricresil, però el rendiment a baixa temperatura del fosfat de tricresil és molt pobre, per la qual cosa és més adequat utilitzar fosfat d'alquil quan cal tenir en compte la resistència al fred.

Els estabilitzadors comuns tenen un efecte negatiu sobre la resistència al fred dels productes de PVC. Els diferents tipus d'estabilitzadors tenen diferents efectes sobre la resistència al fred dels productes a causa de les seves diferents formes i propietats físiques. Com que és indispensable i la quantitat és limitada, aquest aspecte rarament es té en compte en el disseny general de la formulació.

En resum, seleccionant/canviant additius amb millor resistència al fred, introduint alguns polímers resistents al fred i una sèrie de mètodes d'ajust de la fórmula, es pot millorar la resistència al fred dels materials de PVC per satisfer els requisits d'ús a baixa temperatura. Al mateix temps, també hem de prestar atenció a molts aspectes com ara la temperatura de processament, la temperatura de refrigeració, la velocitat de tracció, el disseny estructural, etc., que també tindran un cert impacte en la resistència al fred dels productes de PVC.

Part de la sala d'investigació científica experimental del Grup Xiongxing

En resum, el personal d'investigació científica del grup Xiongxing suggereix que quan es dissenya la fórmula de PVC, tots els factors com ara les condicions d'aplicació, l'estructura del producte, l'equip de processament, les condicions del procés, etc. s'han de tenir en compte juntament amb la fórmula i s'han de fer els ajustos corresponents mitjançant experiments. Obteniu una fórmula de PVC amb una excel·lent resistència al fred.