环保聚氯乙烯护套料配方组分分析.docx

环保聚氯乙烯护套料配方组分分析 通过对环保聚氯乙烯护套料配方中常用组分的分析和讨论，介绍各组分对产品性能的影响以及如何设计出最优的环保聚氯乙烯护套料配方。二十一世纪，环境问题成为人类社会的焦点问题，许多国家、地区及组织都制定了严格的标准与法规，限制有害物质的使用。虽然用无卤护套料取代PVC护套料的呼声越来越高，但是PVC护套料本身具有短期内还无法取代的优势（如价格低廉，阻燃性好，加工设备、工艺简单，硬度可调范围广，电绝缘性好，耐油、耐化学试剂等），因此短期内完全禁止PVC护套料的使用并不现实。故而环保PVC护套料就成为了这一过渡阶段的宠儿，所以我们应该把环保PVC护套料的开发作为当前的主题。环保聚氯乙烯护套料典型配方PVC树脂的选择和分析PVC树脂的主要性能指标就是聚合度，所以选择PVC树脂就是确定所需的聚合度大小。PVC树脂聚合度的大小关系到PVC护套料的各项性能指标。聚合度越高，产品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越大，耐热性、耐寒性、弯曲性、弹性、耐磨耗性、耐曲绕性等更好。但同时随着聚合度的增加，产品的流动性变差，不易塑化，需提高塑化温度。所以，我们在设计配方的时候应综合考虑产品的性能要求来选择PVC树脂。环保聚氯乙烯护套料中常用的PVC树脂聚合度有：1000、1300、1800、2500左右的。通常对于一般的60、75、90、105没有特殊性能要求的PVC护套，选择平均聚合度约为1300的PVC树脂最合适；对于有特殊要求的，如弯曲性、耐曲绕性要求特别高的PVC护套，就需要选择聚合度更高的PVC树脂。增塑剂的选择和分析增塑剂的主要作用是降低聚合物的熔融温度和熔体粘度,进而降低聚合物的加工温度，赋予产品合适的硬度。但不同种类的增塑剂有不同的性能，如相容性、挥发性、耐寒性、电绝缘性、迁移性、耐油性、耐热性等。环保聚氯乙烯护套料中常用的增塑剂有：邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，邻苯二甲酸二壬酯(DINP)，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)，对苯二甲酸二辛酯(DOTP)，偏苯三酸三辛酯(TOTM)，聚酯增塑剂等；辅助增塑剂有环氧大豆油（ESO），耐寒增塑剂己二酸二辛酯（DOA）和癸二酸二辛酯（DOS），阻燃增塑剂氯化石蜡等。经过试验这些常用增塑剂性能优劣如下表所示：所以，我们在设计配方的时候应综合考虑产品的性能要求来选择增塑剂。首先，选定一、二种主增塑剂（如90以下的选择邻苯类增塑剂最合适，105的选择TOTM最合适，有更高温度要求的选择聚酯类增塑剂最合适）；然后，根据产品的其他性能要求选择辅助增塑剂；最后，做正交试验来确定其最佳配比。填充剂的选择和分析填充剂的主要作用是降低产品成本。但是，填充剂的添加会影响产品的拉伸强度、断裂伸长率、耐寒性、硬度、比重等。环保聚氯乙烯护套料中常用的填充剂是重质碳酸钙。加入适量的碳酸钙可以提高产品的拉伸强度，降低产品的加热变形率；但加入过量的碳酸钙，产品的拉伸强度、冲击强度、耐寒性能就会降低，硬度、比重就会增大。所以，我们在设计配方的时候应综合考虑产品的性能，并通过实验来确定碳酸钙的最优添加量。稳定剂的选择与分析聚氯乙烯对光、热的稳定性较差，在不加稳定剂的情况下，聚氯乙烯100时即开始分解。稳定剂的作用是提高聚氯乙烯分解的温度，延缓聚氯乙烯分解的速度。环保聚氯乙烯护套料的稳定剂应符合ROHS规定。所以，我们在设计配方的时候，首选就是钙锌复合稳定剂，这类稳定剂着色性和耐候性俱佳，而且环保；再加入适量的双酚A类抗氧剂和二酮类的辅助热稳定剂，稳定效果更好。阻燃剂的选择与分析聚氯乙烯本身具有很好的阻燃性能，但加工中添加大量增塑剂会使其阻燃性能大幅下降，为此必须进行阻燃处理。阻燃剂的作用就是使易燃聚合物难燃。环保聚氯乙烯护套料中常用的主阻燃剂就是三氧化二锑，辅阻燃剂有硼酸锌和氢氧化铝。经试验表明，在PVC中加入三氧化二锑即可对PVC产生较好的阻燃作用，这是因为PVC燃烧时Cl、Sb生成的SbCl3可以起到捕捉自由基，隔绝空气的作用。同时若加入适量的硼酸锌和氢氧化铝，阻燃效果会更好，这是因为硼酸锌熔融后覆盖在表面，使氧气无法与燃烧表面接触，对炭层的进一步氧化有防护作用；氢氧化铝分解时吸收了大量热量。所以，我们在设计配方的时候，应该复配阻燃剂，通过试验输出复配的最佳配比。加工助剂的选择与分析为了使环保聚氯乙烯护套料更好加工，我们在设计配方的时候还可以加入一些加工助剂。如丙烯酸酯类共聚物，此类共聚物分子量大，可以增加物料黏度，防止物料打滑，提高物料的塑化程度；氧化聚乙烯蜡，此类助剂黏度高、结晶度高。在挤出初期，可促进配方中各物料的分散，使