Kako poboljšati otpornost na hladnoću PVC formulacija

Načini poboljšanja hladno otpornosti PVC formulacija

PVC plastika ima dobra fizikalna i mehanička svojstva i može se koristiti u proizvodnji građevinskih materijala, materijala za pakiranje, elektroničkih materijala, svakodnevne robe široke potrošnje itd., a ima široku primjenu u raznim područjima kao što su industrija, poljoprivreda, građevinarstvo, transport, energija telekomunikacije i pakiranje.

Zbog njegove slabe otpornosti na hladnoću i otpornosti na niske temperature, donja granica uporabne temperature tvrdog PVC-a općenito je -15ºC, što ograničava primjenu PVC materijala u određenim aspektima. Prilagodbom PVC smole i aditiva, otpornost PVC plastike na hladnoću može se učinkovito poboljšati kako bi se zadovoljile potrebe niske temperature.

Xiongxing Grupa se oslanja na vlastito više od 26 godina iskustva u proizvodnji PVC-a i profesionalni tim za istraživanje i razvoj da napiše ovaj članak, usredotočujući se na neke metode za poboljšanje otpornosti PVC-a na hladnoću sa stajališta formule, koje svi mogu naučiti i na koje se mogu obratiti.

Vrata uredske zgrade sjedišta Xiongxing grupe

PVC smola je vrsta nekristalnog, polarnog polimera. Njegova temperatura staklastog prijelaza je 75 ~ 105 stupnjeva prema molekulskoj težini. Što je veća relativna molekularna masa, to je veći viskozitet i stupanj van der Waalsovog privlačenja ili isprepletenosti između PVC makromolekularnih lanaca. Sukladno tome, segment PVC lanca se povećava, a otpornost materijala na niske temperature je bolja.

U konvencionalnim PVC formulacijama, ako se trebate nositi samo s hladnom sjevernom zimskom klimom, možete odabrati PVC smolu nešto većeg viskoziteta, odnosno nešto veće prosječne molekularne mase. To može biti PVC smola većeg viskoziteta u istom razredu ili smola nižeg stupnja.

Osim toga, u nekim proizvodima s posebnim zahtjevima, kao što su vrećice za krv koje mogu izdržati -30ºC, može se koristiti polivinilkloridna smola visokog stupnja polimerizacije (prosječni stupanj polimerizacije veći od 2000). To je zato što je visoki stupanj polimerizacije PVC bolji od konvencionalnog PVC-a. Velika kristalnost i umrežena struktura smole otežavaju klizanje između makromolekula, povećavaju elastičnost i povećavaju molekularnu težinu, te povećavaju intermolekularnu van der Waalsovu silu i intramolekularnu kemijsku silu veze kako bi se postigla izvrsna otpornost na hladnoću.

Kao važna komponenta formulacije PVC mekih proizvoda, plastifikatori imaju veliki utjecaj na performanse mekih proizvoda. Ako se proizvodi moraju koristiti na niskim temperaturama, potrebno je odabrati vrstu plastifikatora. Trenutno se koriste kao plastifikatori otporni na hladnoću uglavnom uključuju estere dvobazične kiseline masnih kiselina, estere linearnog alkoholnog ftalata, estera dihidričnog alkohola i monoestera epoksi masnih kiselina. Prema izvješćima, amidi N,N-disupstituiranih masnih kiselina, esteri naftenske dikarboksilne kiseline i esteri klorometoksi masnih kiselina također su plastifikatori otporni na hladnoću s izvrsnim performansama pri niskim temperaturama.

Poboljšanje hladno otpornosti PVC mekih proizvoda općenito se može postići povećanjem količine plastifikatora otpornog na hladnoću. DOA (dioktil adipat), DIDA (diizodecil adipat), DOZ (dioktil azelat), DOS (dioktil sebakat) reprezentativni su za hladno otporne plastifikatore Variety, jer kompatibilnost općih plastifikatora otpornih na hladnoću s PVC-om nije baš dobra, zapravo , može se koristiti samo kao pomoćni plastifikator za poboljšanje otpornosti na hladnoću, a njegova doza je obično 5-20 posto glavnog plastifikatora.

Osim toga, 2,2,4-trimetil-1,3-pentandiol diizobutirat (TXIB), butil stearat, LHAT kiselina dietilen glikol di-2-etil ester, itd. Proizvod također djeluje kao plastifikator otporan na hladnoću.

Istraživači iz znanstveno-istraživačkog tima Xiongxing Group istaknuli su da je bolje koristiti hladno otporan plastifikator i heksametilfosforni triamid zajedno u svrhu poboljšanja hladno otporne žilavosti i niskotemperaturnog produljenja filma. Iako sam heksametilfosforni triamid nije plastifikator otporan na hladnoću, može učinkovito smanjiti točku smrzavanja raznih plastifikatora i postići svrhu povećanja hladno otpornog učinka filma.

Učinkovit način da se poboljša slaba otpornost PVC-a na udare pri niskim temperaturama je dodavanje polimera s niskom temperaturom staklastog prijelaza i visokom elastičnošću na sobnoj temperaturi, koji se zajednički nazivaju modifikatorima. Dodani polimer trebao bi imati slične parametre topljivosti kao i PVC, imati određenu međusobnu topljivost i može tvoriti mješavinu dviju struktura, čime se poboljšava otpornost proizvoda na udar pri niskim temperaturama.

CPE može poboljšati performanse na niskim temperaturama i udarnu čvrstoću proizvoda. Kako se količina CPE povećava, učinak PV C proizvoda postupno će se poboljšavati. Kada se doza poveća do određene mjere, učinak PV C proizvoda na udaru pri niskoj temperaturi bit će stabilan, postižući prikladan omjer cijene i učinka na oko 8 ili 9 dijelova. Kako se povećava količina nitrilne gume u prahu (NBR), čvrstoća tvrdog PVC-a na nisku temperaturu će se postupno povećavati.

EVA ima dobra svojstva tečenja, nisku temperaturu staklastog prijelaza, dobar učinak kaljenja pri niskim temperaturama, ali visoku cijenu.

ACR ima izvrsnu otpornost na udarce pri niskim temperaturama i otpornost na vremenske uvjete te može poboljšati izgled proizvoda. Općenito, dobar učinak može se postići dodavanjem 5 dijelova. MBS visokog utjecaja ima nisku temperaturu staklastog prijelaza, što ima dobar učinak na poboljšanje lomljivosti PVC materijala pri niskim temperaturama, ali ima slabu otpornost na vremenske uvjete.

ABS može povećati otpornost PVC materijala na nisku temperaturu, a istovremeno poboljšati izgled proizvoda.

Osim toga, SBS i druge tvari koje sadrže gumenu fazu i imaju nižu temperaturu staklastog prijelaza također mogu poboljšati udarnu čvrstoću i otpornost na hladnoću PVC-a.

I ne samo to, istraživači iz grupe Xiongxing proučavali su hladnoću otpornosti modificiranog mekog PVC-a i pokazali da na hladnoću mješovitog modificiranog mekog PVC-a očito utječu raznolikost i doza polimernih modifikatora. Različitim metodama ispitivanja utvrđeno je da Elvaloy 711 (kopolimer ugljičnog monoksida etilen-vinil acetat), NBR-26 (rasuti nitrilni kaučuk), Chemigum P83 (prethodno umreženi prah nitrilne gume) i drugi polimerni modifikatori mogu značajno poboljšati otpornost na hladnoću mekog PVC-a, a određeni polimerni modifikatori kao što su CPE i EVA s niskim sadržajem VA oštetit će otpornost na hladnoću mekog PVC-a. Modifikator nitrilne gume može poboljšati srednju (benzin) otpornost mekog PVC-a, čime se poboljšava niskotemperaturna učinkovitost mekog PVC-a natopljenog benzinom.

Sredstva otporna na hladnoću na tržištu, kao što su K-175C, N-550C i drugi proizvodi, zapravo su modifikator stirena razvijen za poboljšanje fleksibilnosti pri niskim temperaturama i udarne čvrstoće PVC-a. Zbog niske temperature staklastog prijelaza i dobre kompatibilnosti s PVC-om, ima određene učinke plastificiranja i učvršćivanja. Stoga, nakon dodavanja PVC-u, može poboljšati i poboljšati performanse PVC-a pri niskim temperaturama.

Termoplastični elastomer (TPE) je vrsta sintetičkog materijala koji pokazuje elastičnost gume na sobnoj temperaturi i može se plastificirati i formirati na visokoj temperaturi. Stoga ova vrsta polimera ima karakteristike gume i termoplasta, te se može koristiti kao kompozitni materijal. Sredstvo za učvršćivanje također se može koristiti kao matrični materijal kompozitnih materijala. Takvi materijali uglavnom uključuju poliuretan, stiren, poliolefin, poliester, sindiotaktički 1,2-polibutadien i poliamidne proizvode. . Trenutno se stireni i poliolefini češće koriste kao sredstva za učvršćivanje kompozitnih materijala.

Otpornost na hladnoću PVC-TPE proizvoda barem nije niža od otpornosti mekog PVC-a. Kada se koriste plastifikatori otporni na hladnoću i hladno otporne formule, PVC-TPE i dalje održava dobru elastičnost na -45. Što se tiče proizvoda otpornih na hladnoću i morsku vodu, kao što su brodske brtve, brtve kontejnera i brodska crijeva, PVC-TPE je također popularan. TPE kao što su H4040, H3303 i druge marke imaju dobru kompatibilnost s PVC-om. Nakon dodavanja, može značajno poboljšati niskotemperaturnu fleksibilnost PVC-a, značajno povećati njegovu otpornost na savijanje i smanjiti točku krhkosti.

Japanska tvrtka za tehnologiju plastike također je razvila termoplastični poliuretan-polivinilkloridni elastomer. Ovaj materijal je napravljen miješanjem TPU-a i PVC-a te treće komponente nakon miješanja. Daje punu igru ​​izvrsnim karakteristikama TPU-a i PVC-a i ima sljedeće prednosti:

(1) TPU se koristi kao plastifikator za PVC, eliminirajući probleme migracije plastifikatora i isparavanja koji su postojali u mekom PVC-u u prošlosti.

(2) Temperatura krtosti PVC materijala također je smanjena sa -30 stupnjeva na -68 stupnjeva, dostižući posebnu ocjenu otpornosti na hladnoću.

Utjecaj punila na hladnoću otpornosti mekog PVC-a povezan je s apsorpcijom plastifikatora. Opći trend je da je apsorpcija plastifikatora mala. Punila imaju mali učinak na otpornost na hladnoću, dok je apsorpcija plastifikatora kao što su čađa i tvrda glina velika. Punilo od PVC-a značajno će smanjiti hladno otpornost PVC-a.

Dodavanje punila krutom PVC-u često utječe na učinak udarca, posebno lomljivost pri niskim temperaturama će se povećati s povećanjem količine punila. To je zato što kada se punilo doda PVC-u kao anorganska čestica, ono će se ispuniti između molekularnih lanaca. Kada je količina mala, ona ispunjava praznine nekih molekularnih lanaca kako bi imala ulogu pojačanja; ili popunjava između molekularnih lanaca kako bi se povećala udaljenost između molekula i povećala žilavost sustava. Ali kada se njegova doza povećava, kako se povećava međumolekularna udaljenost, intermolekularna sila se uništava. Kada se doda temperatura, mobilnost molekularnog lanca se smanjuje, a sposobnost materijala da se odupre vanjskim utjecajima drastično se smanjuje. Stoga ima loš utjecaj na učinak tvrdog PVC-a pri niskim temperaturama.

Dodavanje punila krutom PVC-u često utječe na učinak udarca, posebno lomljivost pri niskim temperaturama će se povećati s povećanjem količine punila. To je zato što kada se punilo doda PVC-u kao anorganska čestica, ono će se ispuniti između molekularnih lanaca. Kada je količina mala, ona ispunjava praznine nekih molekularnih lanaca kako bi imala ulogu pojačanja; ili popunjava između molekularnih lanaca kako bi se povećala udaljenost između molekula i povećala žilavost sustava. Ali kada se njegova doza povećava, kako se povećava međumolekularna udaljenost, intermolekularna sila se uništava. Kada se doda temperatura, mobilnost molekularnog lanca se smanjuje, a sposobnost materijala da se odupre vanjskim utjecajima drastično se smanjuje. Stoga ima loš utjecaj na učinak tvrdog PVC-a pri niskim temperaturama.

Nakon obrade punila, vlačna svojstva materijala će se poboljšati, ali poboljšanje otpornosti na udarce pri niskim temperaturama nije očito. Razlog je taj što čestice punila zauzimaju aktivni prostor molekularnog lanca PVC-a. Iako se sila vezivanja između aktivnog punila i molekularnog lanca PVC-a povećava, ovo povećanje samo će povećati snagu molekule kada se rastegne, a krhkost materijala će se samo povećati zbog povećanja čestica punila.

PVC-u se dodaju nano kalcijev karbonat i ultra-fini kalcijev karbonat. Zbog učinka male veličine, ima sličan učinak modifikatora. Unutar određenog raspona doziranja, može poboljšati niskotemperaturnu učinkovitost PVC materijala, ali budući da nema niske temperature staklastog prijelaza, učinak nije tako očit kao modifikator, a nakon dodavanja određene količine, krhkost pri niskoj temperaturi materijala će se povećati.

U općim formulacijama moguće je povećati količinu unutarnjeg maziva koji potiče plastifikaciju uz smanjenje količine pomoćnih sredstava za obradu, ali ova metoda se ne preporučuje u formulacijama otpornim na hladnoću. Budući da funkcija pomoćnih sredstava za obradu nije samo poboljšati obradivost PVC-a, već i uvelike poboljšati niskotemperaturne performanse proizvoda, koje se ne mogu zamijeniti mazivima.

Najčešće korišteni mekani PVC otporni na plamen plastifikator je trikrezil fosfat, ali niskotemperaturni učinak trikrezil fosfata je vrlo loš, pa je prikladnije koristiti alkil fosfat kada je potrebno uzeti u obzir otpornost na hladnoću.

Uobičajeni stabilizatori negativno utječu na otpornost na hladnoću PVC proizvoda. Različite vrste stabilizatora imaju različite učinke na otpornost proizvoda na hladnoću zbog različitih oblika i fizičkih svojstava. Budući da je neophodan i količina je ograničena, ovaj se aspekt rijetko razmatra u općem dizajnu formulacije.

Ukratko, odabirom/promjenom aditiva s boljom otpornošću na hladnoću, uvođenjem nekih hladno otpornih polimera i nizom metoda prilagodbe formule, otpornost na hladnoću PVC materijala može se poboljšati kako bi se zadovoljili zahtjevi niske temperature. Istodobno, treba obratiti pozornost i na mnoge aspekte kao što su temperatura obrade, temperatura hlađenja, brzina vuče, konstrukcijski dizajn itd., što će također imati određeni utjecaj na hladnoću otpornosti PVC proizvoda.

Dio eksperimentalne sobe za znanstveno istraživanje Xiongxing grupe

Ukratko, znanstveno-istraživačko osoblje Xiongxing Group predlaže da se prilikom dizajniranja PVC formule svi čimbenici kao što su uvjeti primjene, struktura proizvoda, oprema za obradu, uvjeti procesa itd. moraju uzeti u obzir zajedno s formulom, te da se odgovarajuće prilagodbe trebaju izvršiti kroz eksperimenti. Dobijte PVC formulu s izvrsnom otpornošću na hladnoću.