PVC配方设计剖析Word格式.docx

1、SG4 一级A 工业和民用薄膜 一级B、二级 软管、人造革、高强度管材 SG5 一级A 透明制品 一级B、二级 硬管、硬片、单丝、导管、型材 SG6 一级A 唱片、透明片 一级B、二级 硬板、焊条、纤维 SGG7 一级A 瓶子、透明片 一级B、二级 硬质注塑管件、过氯乙烯树脂 二、增塑剂体系 增塑剂的加入，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。增塑剂在10份以下时对机械强度的影响不明显，当加5份左右的增塑剂时，机械强度反而最高，是所谓反增塑现象。一般认为，反增塑现象是加入少量增塑剂后，大分子

2、链活动能 力增大，使分子有序化产生微晶的效应。加少量的增塑剂的硬制品，其冲击强度反而比没有加时小，但加大到一定剂量后，其冲击强度就随用量的增大而增大，满足普适规律了。此外，增加增塑剂，制品的耐热性和耐腐蚀性均有下降，每增加一份增塑剂，马丁耐热下有时为了提高加工流动性才加入几份23。因此，一般硬制品不加增塑剂或少加增塑剂。降 增塑剂。 而软制品则需要加入大量的增塑剂，增塑剂量越大，制品就越柔软。DOP增塑剂的种类有邻苯二甲酸酯类、直链酯类、环氧类、磷酸酯类等，就其综合性能看，属耐寒增塑剂，长用于PVC制品配方中，直链酯类如DOS是一个较好的品种，可用于各种份为宜，环氧类增塑剂除耐寒性好以外，PV

3、C相容性不好，一般以不超过8农膜中，它与3尤其与金属皂类稳定剂并用时有协同效应，环氧增塑剂一般用量为还具有耐热、耐光性，本身具有份。电线、电缆制品需具有阻燃性，且应选用电性能相对优良的增塑剂。PVC5制品具有阻燃性，应加入阻燃增塑剂阻燃性，但经增塑后的软制品大多易燃，为使软PVC如磷酸酯及氯化石蜡，这两类增塑剂的电性能也较其他增塑剂优良，但随增塑剂用量增加，制品，应采用无毒增塑剂如环氧大豆油等。电性能总体呈下降趋势。对用于无毒用途的PVC至于增塑剂总量，应根据对制品的柔软程度要求及用途、工艺及使用环境不同而不同。一 份。50份左右。吹塑薄膜略低些，一般在4550般压延工艺生产PVC薄膜，增塑剂

4、总用量在 三、稳定剂体系具有自催化作用，在高温下加工，极易放出HCL，形成不稳定的聚烯结构。同时，HCLPVC进一步降解。另外，如果有氧存在或有铁、铝、锌、锡、铜和镉等离子存在，都会使PVC降解起催化作用，加速其老化。因此塑料将出现各种不良现象，如变色、变形、会对PVC龟裂、机械强度下降、电绝缘性能下降、发脆等。为了解决这些问题，配方中必须加入稳用的稳定剂包括热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂定剂，尤其热稳定剂更是必不可少。PVC和螯合剂。配方设计时根据制品使用要求和加工工艺要求选用不同品种，不同数量的稳定 剂。，或是能够树脂放出的具有自催化作用的HCL（一）热稳定剂 热稳定剂必须能够捕捉PVC树

5、脂的分解。一般在配PVC与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反映，以阻止或减轻 方中选用的热稳定剂的特点、功能与制品的要求来考虑。例如：铅盐稳定剂主要用在硬制品中。铅盐类稳定剂具有热稳定剂好、电性能优异，价廉等特点。但是其毒性较大，易污染制品，只能生产不透明制品。近年来复合稳定剂大量出现，单组分的稳定剂已有被取代的危险。复合稳定剂的特点是专用性强，污染小，加工企业配料简 便等优点。但由于无统一的标准，所以各家的复合稳定剂差异很大。农膜中使用较广。通常是钡镉锌和有机钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。在PVC 亚磷酸酯及抗氧剂并用。钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂，用在食品包装与医疗器械、药品包

6、装，但其稳定性相对教低，钙类稳定剂用量大时透明度差，易喷霜。钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来 提高其性能，最近已经国内已经有用于硬质管材的钙锌复合稳定剂出现。硬制品与透明制品的较好品种，尤其辛基锡几醭PVC有机锡类热稳定剂性能较好，是用于粒浼鄹窠瞎蟆薅景爸破凡豢扇鄙俚奈榷?br晌 环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。这类稳定剂与钡镉钙锌类稳定剂并用时能提高光与热的稳定性，其缺点是易渗出。作辅助稳定剂的还有多元醇，有机亚磷酸酯类能。稀土类稳定剂主要特点是加工性能优良，近年来还出现了稀土类稳定剂和水滑石系稳定剂，而水滑石则是无毒稳定剂。（二）抗氧剂 PVC制品在加工使用过程中，因受热、紫外线的作用

7、发生氧化，其氧化降解与产生游离基有关。主抗氧剂是链断裂终止剂或称游离基消除剂。其主要作用是与游离基结合，形成稳定的化合物，使连锁反应终止，PVC用主抗氧剂一般是双酚A。还有辅助抗氧剂或过氧化氢分解剂，PVC辅助抗氧剂为亚磷酸三苯酯与亚磷酸苯二异辛酯。主辅抗氧剂并用可发挥协同作用。（三）紫外线吸收剂 在户外使用的PVC制品，因受到它敏感波长范围的紫外线照射，PVC分子成激发态，或其化学键被破坏，引起游离基链式反应，促使PVC降解与老化。为了提高抗紫外线的能力，常加入紫外线吸收剂。PVC常用的紫外线吸收剂有三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD、OBS。三嗪-5效果最好，但因呈黄色使薄膜

8、略带黄色，加入少量酞菁蓝可以改善。在PVC农膜中常用UV-9，一般用量0.20.5份。属水杨酸类的TBS、BAD与OBS作用温和，与抗氧剂配合使用，会得到很好的耐老化效果。对于非透明制品，一般通过添加遮光的金红石型钛白粉来改善耐候性，这时如果再添加紫外线吸收剂，则需要很大用量，不十分合算。（四）螯合剂 在PVC塑料稳定体系中，常加入的亚磷酸酯类不仅是辅助抗氧剂，而且也起螯合剂的作用。它能与促使PVC脱HCL的有害金属离子生成金属络和物。常用的亚磷酸酯类有亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯与亚磷酸二苯辛酯。在PVC农膜中，一般用量为0.51份，单独用时初期易着色，热稳定性也不好，一般与金属皂类并用。

9、四、润滑剂 润滑剂的作用在于减少聚合物和设备之间的摩擦力，以及聚合物分子链之间的内摩擦。前者称为外润滑作用，后者称为内润滑作用。具有外润滑作用的如硅油、石蜡等，具有内润滑作用的如单甘酯，硬脂醇及酯类等。至于金属皂类，则二者兼有。另外需要说明的是，内外润滑的说法只是我们的一种习惯称谓，并没有明显的界限，有些润滑剂在不同的条件起不同的作用，如硬脂酸，在低温或少量的时候，能起内润滑作用，但当温度升高或用量增加时，它的外润滑作用就逐渐占优势了，还有一个特例是硬脂酸钙，它单独使用时作外润滑剂，但当它和硬铅及石蜡等并用时就成了促进塑化的内润滑剂了。在硬质PVC塑料中，润滑剂过量会导致强度降低，也影响工艺操

10、作。对于注射制品会产生脱皮现象，尤其是在浇口附近会产生剥层现象。对注射制品，硬脂酸和石蜡总用量一般为0.51份：挤出制品一般不超过1份。在软制品配方中，润滑剂用量太多，会起霜并影响制品的强度及高频焊接和印刷性。而润滑剂太少则会粘辊，对吹塑薄膜而言，润滑剂太少会粘住口模，易使塑料在模内焦化。同时，为了改善吹膜的发粘现象，宜加入少量的内润滑剂单甘酯。生产PVC软制品时，润滑剂加入量一般小于1份。五、填充料 在PVC中加入某些无机填料作为增量剂，以降低成本，同时提高某些物理机械性能（如硬度、PVC塑料配方的设计热变形温度、尺寸稳定性与降低收缩率），增加电绝缘性和耐燃性。近年来，将无机填料纳米化，并将

11、它运用到塑料中成为改性剂一直是研究热点，并已经有了部分研究成果如纳米碳酸钙增韧增强PVC，这其中要解决的重要问题就是如何将纳米产品 均匀分散于塑料中。在硬质挤压成型过程中，PVC制品一般的填料为碳酸钙和硫酸钡。队注塑制品，要求有较好的流动性和韧性，一般宜用钛白粉和碳酸钙。硬质制品的填料量在10份以内对制品的性能影响不大，近年来大家为了降低成本，使劲添加填料，这对制品的性能是不利的。在软制品方面，加入适量的填料，会使薄膜具有手感很好的弹性，光面干燥而不显光亮，并有耐热压性高和永久形变小等优点。在软制品配方常用到滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、钛白粉与陶土等填料。其中滑石粉对透明性影响较小。生产薄膜是，填

12、料用量可达3份，多了影响性能。同时要注意填料细度，否则易形成僵块，使塑料断裂。在普通附层级电缆中主要添加碳酸钙；绝缘级电缆附层中加入煅烧陶土，可以提高塑料耐热性和电绝缘性。此外，三氧化二锑也可作为填料加入软制品中，以提高制品耐燃性。六、着色剂 用于PVC塑料的着色剂主要是有机颜料和无机颜料。PVC塑料对颜料的要求较高，如耐加工时高温，不受HCL影响，加工中无迁移，耐光等。常用的有：（一）红色主要是可溶性偶氮颜料、镉红无机颜料、氧化铁红颜料、酞菁红等；（二）黄色主要有铬黄、镉黄和荧光黄等；（三）兰色主要有酞菁蓝（四）绿色主要为酞菁绿；（五）白色主要用钛白粉；（六）紫色主要是塑料紫RL；（七）黑色

13、主要是碳黑。另外，荧光增白剂用于增白，金粉、银粉用于彩色印花，珠光粉使塑料具有珍珠般散光。七、发泡剂 PVC用的发泡剂主要是ADC发泡剂和偶氮二异丁腈及无机发泡剂。另外，铅盐和镉盐也有助发泡作用，可使AC发泡剂的分解温度降到150180左右。发泡剂的用量根据发泡倍率而定。八、阻燃剂 用于建材、电气、汽车、飞机的塑料，均要求有阻燃性。一般含卤素、锑、硼、磷、氮等化合物均有阻燃作用，可作阻燃剂。硬质PVC塑料由于含氯量高，本身具有阻燃性，对于PVC电缆、装饰墙壁及塑料帏布掺入阻燃剂，可增加其耐火焰性。常用氯化石蜡、三氧化二锑（25份）、磷酸酯等阻燃剂。磷酸酯类和含氯增塑剂也有阻燃性。pvc塑料配方

14、设计概要二 类型：设计 点击次数：945 增塑剂的种类有邻苯二甲酸酯类、直链酯类、环氧类、磷酸酯类等，就其综合性能看，DOP是一个较好的品种，可用于各种PVC制品配方中，直链酯类如DOS属耐寒增塑剂，长用于农膜中，它与PVC相容性不好，一般以不超过8份为宜，环氧类增塑剂除耐寒性好以外，还具有耐热、耐光性，尤其与金属皂类稳定剂并用时有协同效应，环氧增塑剂一般用量为35份。PVC本身具有阻燃性，但经增塑后的软制品大多易燃，为使软PVC制品具有阻燃性，应加入阻燃增塑剂如磷酸酯及氯化石蜡，这两类增塑剂的电性能也较其他增塑剂优良，但随增塑剂用量增加，电性能总体呈下降趋势。对用于无毒用途的PVC制品，应采

15、用无毒增塑剂如环氧大豆油等。而TodayHot至于增塑剂总量，应根据对制品的柔软程度要求及用途、工艺及使用环境不同不同。一般压延工艺生产PVC薄膜，增塑剂总用量在50份左右。吹塑薄膜略低些，一般在4550份。 三、稳定剂体系 PVC在高温下加工，极易放出HCL，形成不稳定的聚烯结构。同时，HCL具有自催化作用，会使PVC进一步降解。另外，如果有氧存在或有铁、铝、锌、锡、铜和镉等离子存在，都会对PVC降解起催化作用，加速其老化。因此塑料将出现各种不良现象，如变色、变形、龟裂、机械强度下降、电绝缘性能下降、发脆等。为了解决这些问题，配方中必须加入稳定剂，尤其热稳定剂更是必不可少。PVC用的稳定剂包

16、括热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和螯合剂。配方设计时根据制品使用要求和加工工艺要求选用不同品种，不同数量的稳定剂。 （一）热稳定剂 热稳定剂必须能够捕捉PVC树脂放出的具有自催化作用的HCL，或是能够与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反映，以阻止或减轻PVC树脂的分解。一般在配方中选用的热稳定剂的特点、功能与制品的要求来考虑。 铅盐稳定剂主要用在硬制品中。复合稳定剂的特点是专用性强，污染小，加工企业配料简便等优点。 钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。在PVC农膜HotTag中使用较广。通常是钡镉锌和有机亚磷酸酯及抗氧剂并用。 钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂，用在食品包装与医疗器械、药品包

17、装，但其稳定性相对教低，钙类稳定剂用量大时透明度差，易喷霜。钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来提高其性能，最近已经国内已经有用于硬质管材的钙锌复合稳定剂出现。 有机锡类热稳定剂性能较好，是用于PVC硬制品与透明制品的较好品种，尤其辛基锡几乎成为无毒包装制品不可缺少的稳定剂，但其价格较贵。 环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。 近年来还出现了稀土类稳定剂和水滑石系稳定剂，稀土类稳定剂主要特点是加工性能优良，而水滑石则是无毒稳定剂。 （二）抗氧剂 PVC制品在加工使用过程中，因受热、紫外线的作用发生氧化，其氧化降解与产生游离基有关。 （三）紫外线吸收剂 在户外使用的PVC制品，因受到它敏感波长范围的

18、紫外线照射，PVC分子成激发态，或其化学键被破坏，引起游离基链式反应，促使PVC降解与老化。作用温和，OBS与BAD、TBS份。属水杨酸类的0.20.5，一般用量UV-9农膜中常用PVC在与抗氧剂配合使用，会得到很好的耐老化效果。 （四）螯合剂 在PVC塑料稳定体系中，常加入的亚磷酸酯类不仅是辅助抗氧剂，而且也起螯合剂的作用。DOP与DBP对PVC糊树脂性能影响的比较 2007-07-28 16:58 由图6可看到，当DOP在增塑体系中的含量加大时，制品的邵氏A硬度呈逐渐升高的趋势。这是因为在DOP/BP增塑体系中，由于DOP的分子量大于DBP的分子量，而且其粘度也大于DBP的粘度，所以当增塑

19、剂的总量不变时，DOP的含量越大则制品的硬度越大。但是由于3。 的迁移性和抽出性均大于DOP，所以在制品中很少单独用作增塑剂DBP （五） 增塑剂对制品撕裂强度的影响 1.DOP与DBP加入量对制品撕裂强度的影响 图7为增塑剂加人量对制品撕裂强度的影响。 由图7可见，随着 DOP、DBP加人量的增加，制品的撕裂强度越来越小，但是变化趋势却越来越趋平缓。作为处于粘弹态的增塑PVC，随着增塑剂含量的增大，大分子之间的作用力减小，抵抗外力的能力不断下降。但在保持三维网状结构的情况下，仍有相应的撕裂强度4。 2.DOP在增塑体系（DOP/DBP）中的含量对制品撕裂强度的影响 当 PVC糊树脂为 100

20、份，DOPDBP80份时，DOP在增塑体系（DOP/DBP）中的含量对 。8制品撕裂强度的影响见图 由图8可以清楚地看到，随着DOP在增塑体系中的含量增加，制品的撕裂强度呈上升的趋势，这是因为DOP的分子进人PVC大分子后，在撕裂时所需要的能量比 DBP大。 三、 PVC增塑糊的应用 通过研究增塑剂 DOP与 DBP的配比对 PVC糊树脂性能的影响，进而了解各种配比与性能之间的关系，以获得最佳的综合性能。参考本研究结果设计合理配方，得到的PVC增塑糊经搪塑、旋转模塑。浸渍成型、发泡等工艺可以制作汽车座手靠、仪表板表皮、换挡器套、座椅垫等汽车内装饰件，这些内装饰件都能如实复制精致的模具表面图案和

21、构型，都具有良好的耐热性、抗冲击性、抗撕裂性，而且手感和外观良好。同时利用这种增塑糊配制胶粘剂可以用来粘接某些汽车部件。（四） 性能测试 拉伸性能按 GB/T 634486测试； 邵氏硬度按 GB/T 241189测试； 撕裂强度按 GB/T 1080889测试。 二、 结果与讨论 （一） 增塑剂的选择 邻苯H甲酸酯类增塑剂是PVC糊树脂较常用的增塑剂，常用的品种有DOP、DBP、邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）。邻苯H甲酸H异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸丁节酯（BBP）等。其中，DOP是最为普遍采用的增塑剂，它性能全面，广泛应用于各种PVC，通常用作主增塑剂；DBP与PVC的相容性好，但具有较

22、大挥发性，对PVC糊树脂粘度影响较大。笔者选择DOP与DBP作为PVC糊树脂的增塑剂。 （二） 增塑剂对制品拉伸强度的影响 1.IDOP与DBP加入量对制品拉伸强度的影响 图1为增塑剂加人量对制品拉伸强度的影响。由图1可见，随着DOP、DBP用量的增加，制品的拉伸强度呈下降趋势，且DBP下降的幅度明显快于DOP，这是由DOP、DBP本身的性质决定的。作为小分子增塑剂，这两者的增塑机理基本上是一致的。小分子增塑剂通常为油状液体，加人PVC糊树脂中后，经过塑化，液体增塑剂扩散到PVC大分子间，形成均匀的、具有一定柔软性的材料2。由于DBp的分子量较小、分子极性大于DOP，DBP对PVC的溶剂 ，所

23、以当加人量较大时，制品的拉伸强度下降较快。DOP化程度高于 2. DOP在增塑体系（DOP/DBP）中的含量对制品拉伸强度的影响 当 PVC糊树脂为 100份，DOPDBP80份时，DOP在增塑体系（DOP/DBP）中的含量对制品拉伸强度的影响见图2。 由图2可见，当增塑剂总量不变的时候，DOP和DBP的含量各占50时，会出现一个比较平缓的峰，这种现象表明，DOP/DBP的配合体系有一个最佳配比，这个配比约为11，此时制品的拉伸强度达到最大。 （三） 增塑剂对制品断裂伸长率的影响 1.DOP与DBP加入量对制品断裂伸长率的影向 图3为增塑剂加人量对制品断裂伸长率的影响。由图3可见，随着DOP和

24、DBP加人量的增加，制品的断裂伸长率呈增大的趋势。这是由于当增塑剂加人PVC中，经搅拌，低分子的增塑剂进人PVC树脂粒子内部，被粒子吸收。树脂粒子发生溶胀，当升温时就凝胶化了2。因为 DOP与 DBP属于低分子物质，与树脂结合时，使树脂软化，具有弹性。这样PVC糊树脂制品 就具有了橡胶的特征。断裂时伸长率就会很大。 2.DOP在增塑体系（DOP/BP）中的含量对制品断裂伸长率的影响 当 PVC糊树脂为 100份，DOPDBP80份时，DOP在增塑体系（DOP/BP）中的含量对制品断裂伸长率的影响见图4。 由图4可知，随着DOP加人量的增加，制品的断裂伸长率会出现一个平缓的峰。说明在增塑剂加人总

25、量一定的情况下，DOP和DBP的加人量在一定比例下会使断裂伸长率达到一个最好的效果。这个最佳的比例约为卜。之所以会出现这种情况是由DOP和 DBP本身的性质决定的。 （四）增塑剂对制品邵氏 A硬度的影响 1.DOP与 DBP加入量对制品邵氏 A硬度的影响。图5为增塑剂加人量对制品邵氏A硬度的影响。由图5可明显地看到，当DOP、DBP的用量增加，制品的邵氏A硬度呈明显下降趋势。DOP、DBP的用量开始加大时，制品的邵氏A硬度下降幅度大；DOP、DBP的用量继续加大时，制品的邵氏A硬度变化渐趋平缓，变化的幅度越来越小，这是因为此时增塑PVC的分子链之 稍大。DBP对硬度的影响比DOP还可知，5间形

26、成了三维网状结构所致。由图 硬度的影响DOP/BP）中的含量对制品邵氏A在增塑体系（ 2.DOP）中的含量对DOP/BPDOP在增塑体体系（DOPDBP80份时，当 PVC糊树脂为 100份， 。硬度的影响见图6制品邵氏A PVC糊树脂性能影响的比较对DOP与DBP （2007-03-28 15:27:49 ） 但是由于DBP的迁移性和抽出性均大于DOP，所3。 以在制品中很少单独用作增塑剂 为增塑剂加人量对制品撕裂强度的影响。7图 但在保持三维网状4。 结构的情况下，仍有相应的撕裂强度 当 PVC糊树脂为 100份，DOPDBP80份时，DOP在增塑体系（DOP/DBP）中的含量对制品撕裂强度的影响见图8。 由图8可以清楚地看到，随着DOP在增塑体系中的含量增加，制品的撕裂大分子后，在撕裂时所需要PVC的分子进人DOP强度呈上升的