糊树脂的颗粒形态

1、PVC糊树脂的颗粒形态及粒径分布聚氯乙烯糊树脂的性质和性能，不仅受分子特征（分子量及其分布、链结构）的影响，而且还与颗粒表面形貌、平均粒径和粒度分布等分子形态学特征有密切的关系。糊树脂的颗粒形态好，平均粒径适中，粒度分布均匀，有利于聚合物的成型加工。1 颗粒形态PVC糊树脂的颗粒形态是影响PVC增塑糊粘度和流变性能的主要因素。树脂的颗粒形态主要有两种类型：初级粒子型，次级粒子型。图1 颗粒形态的分类1.1 初级粒子初级粒子，是在聚合过程中形成的，可分为单峰分布型和双峰分布型。初级粒子呈连续的、单峰的颗粒窄分布时，增塑糊具有较大的粘度，不利于加工；当初级粒子呈连续的、单峰的颗粒宽分布或双峰颗粒分

2、布时，由于树脂大小颗粒之间的相互填充作用，使树脂颗粒之间的填充增塑剂的量减少，而能自由流动的增塑剂量就会增多，因此增塑糊就具有较小的粘度，比较有利于糊树脂的高质量制品加工。因此，在工业PVC糊树脂的生产中，产品的粒子分布一般均为单峰的颗粒宽分布或双峰颗粒分布，以使增塑糊具有较低且很稳定的B氏粘度。1.2 次级粒子次级粒子，是指在喷雾干燥过程中，由次级粒子形成的团聚体，可分为紧密型和松散型。因此，干燥工艺不同，可使树脂的次级粒子颗粒形态发生变化，影响树脂在增塑剂中的崩解程度，从而导致增塑糊流变行为发生明显变化。糊树脂的最大特点是二次粒子在增塑剂中能“崩解”还原成初级粒子，制成稳定的糊料。而普通P

3、VC树脂在增塑剂中只能溶胀，不能崩解成初级粒子，也不能成糊，这是两种树脂最本质的区别。疏松型的次级粒子，在分散过程中，易崩解成次级粒子，其性能主要由初级粒子的形态决定。紧密型的糊树脂不易崩解，且在增塑糊中容易沉降，次级粒子的形态对增塑糊性能产生重要影响。为了得到较好的糊流动性和避免沉降，紧密型糊树脂通常在80100份增塑剂范围内使用，而且在分散过程中需要的剪切力更大，或者需要较大的搅拌速度，较长的搅拌时间，才能将PVC糊树脂更好的分散到增塑剂中。此外，用紧密型树脂制备的增塑糊，在存放过程中，增塑剂会渗透到次级粒子内部，使糊粘度上升，因导致增塑糊的存放稳定性较差。1.3 测试方法国内外的一些研究

4、者，通常采用扫描电镜（SEM）研究PVC糊树脂的颗粒形态。测试方法是用干净的毛笔，将不同样品分别蘸撒在粘有双面胶带的样品台上，用洗耳球轻轻吹掉浮粒，然后于离子溅射仪中镀金一定时间。制样完成后，放入扫描电镜的样品室内，对其进行不同放大倍数的观察分析，进行拍照。 （a） （b）图1 PVC糊树脂的电镜图片研究表明，微悬浮法糊树脂的颗粒呈较为规整的圆球型，表面光滑（图a）；种子乳液法糊树脂的颗粒表面凹凸不平，如“珍珠簇”黏在一起，有大尺寸粒子存在。2 粒径和粒径分布2.1 粒径简单的讲，粒径就是颗粒直径。当被测颗粒的某种物理特性或物理行为与某一直径的同质球体（或组合）最相近时，就把该球体的直径（或组

5、合）作为被测颗粒的等效粒径。那为什么是等效粒径呢，粒径和等效粒径有什么关系呢？众所周知，只有圆球体才有直径，其它形状的几何体是没有直径的，而组成粉体的颗粒又绝大多数不是圆球形的，而是各种各样不规则形状的，有片状的、针状的、多棱状的等等。这些复杂形状的颗粒，从理论上讲是不能直接用直径这个概念来表示它的大小的。而在实际工作中直径是描述一个颗粒大小的最直观、最简单的一个量，我们又希望能用这样的一个量来描述颗粒大小，所以在粒度测试的实践中的我们引入了等效粒径这个概念。2.2 粒径分布所谓的粒径分布是指某一粒子群中，用特定的仪器和方法反映出的不同粒径的粒子所占比例，亦称为粒子的分散度。有区间分布和累计分

6、布两种形式。区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。累计分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。 粒度分布的表示方法(1) 表格法：用表格的方法将粒径区间分布、累计分布一一列出的方法。 (2) 图形法：在直角标系中用直方图和曲线等形式表示粒度分布的方法。 (3) 函数法：用数学函数表示粒度分布的方法。这种方法一般在理论研究时用。表示粒度特性的几个关键指标(1) D50一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位径或中值粒径。D50常用来表示粉体的平均粒度。 (

7、2) D97一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。2.3 PVC糊树脂的粒径及分布糊树脂的初级粒子粒度范围一般在0.12un，喷雾干燥后的二级粒子大小粒度范围约为3070um。粒径分布主要分为单峰和双峰分布。一般，较细的粒子，会产生较高的粘度。为了获得流动性较好的增塑糊，通常希望糊树脂的大小粒子按一定的比例呈现较宽的“单峰分布”或“双峰分布”。这要从填充效应的观点来解释：任何圆球颗粒分散在液体中，都有孔隙存在，这种孔隙若由液体填允则使分散体易于流动，但液体用量增加。如果要使孔隙率降低至最低，则必须使PVC颗粒粒径分布宽，大颗粒之间的空隙被小颗粒所填充，增加了颗粒之间的润滑性，增塑剂消耗减少，从而使增塑剂产生过量效应，配制成糊后体系的粘度下降，糊的稳定性、流动性较好。这也是聚氯乙烯掺混树脂（粒径在10100um之间）降低增塑糊粘度的机理。图2 PVC糊树脂的粒度分布2.4 粒度测试的基本方法 粒度测试方法有多种，较大颗粒的直径常用筛来测定，并用筛号即目数来表示，即筛分法。较小颗粒，则常用显微镜（包括光学显微镜和电子显微镜）和激光散射法来测定。其中PVC糊树脂常用激光散射法。粒度分布测试条件参考