PVC弹性体制备.doc

河北科技大学科技报告 学院：材料科学与工程学院 专业：高分子材料与工程专业 学生：欧光根 学号：090603216 题目：聚氯乙烯弹性体的制备 指导教师：张仕飚老师 评阅教师： 完成日期: PVC弹性体制备1 引言在各种热塑性弹性体（TPE）材料中，聚氯乙烯热塑性弹性体（PVC-TPE）以具有优异的综合性能和低廉的价格而备受人们的青睐。聚氯乙烯（PVC）弹性体是由以PVC树脂为基质，通过橡塑共混改性PVC的方法来制备的热塑性弹性体。聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的高分子化合物，其分子式可表示为：CH2 CHCln。聚氯乙烯是一种难燃、耐化学腐蚀、耐磨、有很好的电绝缘性、力学强度又比较好的综合性能优良的塑料。但PVC由于自身化学结构的原因，分解温度和塑化温度十分接近，因此加工过程中容易分解，导致色泽变黄，性能下降。为了改进聚氯乙烯热稳定性差、易分解、对应变敏感和低温环境下变硬的缺点，为适应多种场合的应用，又发展了以聚氯乙烯为主，通过添加橡胶等其他改性剂而得到的聚氯乙烯弹性体。为了提高PVC塑料制品的抗冲击性、韧性、耐候性和弹性，常用橡胶与PVC共混进行改性。最早用丁腈橡胶(NBR)与PVC在熔融状态下进行机械共混改性，经改性的聚氯乙烯热塑性弹性体可用于制备电缆护套、压延薄膜和板材、鞋类、密封圈和门窗条、软管等PVC软制品。随着PVC-TPE的开发应用，对材料的组成配方、形态结构及高性能化等方面的研究也日渐活跃起来，低压缩永久变形、超耐热、高弹性、高耐候性新材料的研制已成为PVC-TPE的发展方向。PVC-TPE起源于日本三菱孟山都公司，1967年该公司首先开发并销售了这一产品，一高聚合度PVC作为基础树脂，该种材料与橡胶相比具有更加优异的性能以再生利用、易加工成型、价格在六中热塑性弹性体忠也是最低的；因而受到国内外许多厂商的重视。1991年该国PVC-TPE的产量为250吨/年，预计今后仍将以较大幅度增长。从20世纪70年代开始，一些公司采用PVC与二（多）稀类单体交联共聚方法制备了化学交联、含有部分凝胶结构的PVC，通过与增塑剂混合加工而制备了较小压缩永久变形和更为优异弹性的新型的PVC-TPE。20世纪80年代到90年代，低压缩永久变形PVC-TPE的制备是以PVC与部分交联粉末丁腈橡胶的合金为主流的，美国Franklin塑料公司从1986年起，开展了以共混为基础手段制造PVC-TPE的研究。国内从20世纪80年代后期开始进行HMW-PVC的研制工作，已有多家单位进行生产，但国内在化学交联PVC应用于热塑性弹性体的工作刚刚起步，需求量尚不大，此外，PVC橡胶共混类热塑性弹性体目前主要出于研制阶段，尚未形成大的生产能力。聚氯乙烯弹性体有着较好的发展前景，经改性的PVC具有优良的伸长率、耐磨性、抗油性和强度，且可以减少PVC中增塑剂的迁移和挥发，延长制品的使用寿命；并且聚氯乙烯是世界上最早的工程塑料品种之一，产量仅次于聚乙烯，在各种塑料制品中为第二位；又由于其价格比较便宜，所以，一直是一个发展迅速，应用广泛的品种。2 配方设计2.1 PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。此次制备塑料凉鞋、鞋底、拖鞋PVC弹性体，采取开炼机经过热油压和冷液压制备PVC弹性体，然后一天后裁取试样，测试性能记录并对比分析。主要原料SG-3树脂，增塑剂以DOP和DBP为主，稳定剂以铅盐为主，润滑剂用石蜡，改性剂用P83粉末。2.2 配方PVC SG-3100份数100份数100份数邻苯二甲酸二辛酯DOP70份数70份数70份数P83粉末10份数20份数30份数三碱式硫酸铅（3PbO.PbSO.H2O）3份数3份数3份数碳酸钙（CaCO3）3份数3份数3份数石蜡0.5份数0.5份数0.5份数3 实验与结果分析3.1实验工艺分高速混合机在低速运转下别加入PVC树脂、三碱式硫酸铅、碳酸钙、石蜡，并将增塑剂邻苯二甲酸二辛酯DOP分三次加入，在混料机中混合充分后，按比例取一定量混料在双辊式开炼机上塑炼，并加入P83，打包八次后取下，压片成型并冷却，最后取出切边以备性能测试。实验工艺流程如下：PVC树脂、添加剂高速混合塑炼压延冷却切边成品粉末丁腈橡胶对增塑剂有很强的吸收作用，当与PVC改性共混时，要先将PVC与增塑剂共混后，再加入粉末丁腈橡胶，以防结块，影响PVC塑化效果与共混的均匀性。共混均匀后，压片成型以备性能测试使用。3.2性能测试结果改性剂编号宽度/mm厚度/mm硬度/MPa平均拉伸强度/MPa平均伸长率平均P8310份163.5468679.969.41251.2263.9263.78689.37276.1363.68679.31286.5463.66669.24245.2563.68669.15260.4P8320份162.9066657.1013.24254.3392.3262.886613.75391.5363.00647.54285.3462.906512.60418.9562.866413.38366.6P8330份162.9064635.9211.83191.3384.1262.866312.48404.1362.76649.21261.9462.806211.92384.7562.806211.09363.43.2.1标准性能硬度（邵氏A）/MPa6570拉长强度/MPa8.712伸