Badania porównawcze nad akrylowym modyfikatorem udarności ADX-600, CPE i MBS w systemie PVC

Abstrakcyjny:ADX-600 to akrylowa żywica modyfikująca udarność typu core-shell (AIM) wytwarzana przez naszą firmę w procesie polimeryzacji emulsyjnej.Produkt może służyć jako modyfikator udarności dla PVC.ADX-600 AIM może zastąpić CPE i MBS zgodnie z porównaniem różnych parametrów wydajności pomiędzy AIM i różnymi modyfikatorami udarności PVC.Otrzymane produkty z PVC wykazują doskonałe właściwości mechaniczne, wydajność przetwarzania i wyższą opłacalność.
Słowo kluczowe:AIM, CPE, MBS, modyfikator udarności, właściwości mechaniczne

Wstęp

PVC służy jako uniwersalny plastik o największej wydajności i szerokim zakresie zastosowań na świecie.Jest szeroko stosowany w takich aspektach, jak materiały budowlane, produkty przemysłowe, rury używane na co dzień, materiały uszczelniające, włókna itp. PVC wykazuje wiele doskonałych właściwości do szerokiego zastosowania zarówno w sektorze przemysłowym, jak i cywilnym.Żywica PVC należy jednak do materiałów kruchych.Jego ciągła faza szklista nie może zapobiec drastycznemu rozszerzaniu się pęknięć pod wpływem naprężeń i ostatecznie tworzy szczeliny i pęknięcia.Dlatego taki rodzaj materiału wykazuje słabą odporność na uderzenia.Jednak tę wadę można przezwyciężyć przez dodanie modyfikatora udarności do materiałów PVC podczas ich wytwarzania i formowania.

Dobre modyfikatory udarności powinny charakteryzować się następującymi doskonałymi właściwościami:
(1) Stosunkowo niska temperatura zeszklenia Tg;
(2) Zgodność samego modyfikatora udarności z żywicą PVC;
(3) Dopasowanie lepkości modyfikatorów udarności z PVC;
(4) Brak oczywistego negatywnego wpływu na właściwości pozorne oraz właściwości fizyczne i mechaniczne PVC;
(5) Dobra odporność na warunki atmosferyczne i właściwość pęcznienia matrycy.

Popularne modyfikatory udarności dla twardego PCW obejmują głównie chlorowany polietylen (CPE), akrylan (ACR), kopolimer etylen-octan winylu (EVA), trójskładnikowy kopolimer szczepiony metakrylan metylu-butadien-styren (MBS) oraz kopolimer akrylonitryl-butadien-styren (ABS). ).Wśród nich modyfikator udarności chlorowany polietylen jest szeroko stosowany w Chinach, a akrylan jest również coraz częściej stosowany ze względu na jego doskonałe właściwości.Powszechnym problemem stało się poprawienie odporności na uderzenia i ułatwienie wytłaczania tworzywa sztucznego.
Nasz produkt AIM ADX-600 może zastąpić CPE i MBS.Może znacznie poprawić płynność i odkształcenie termiczne stopionego PVC, a tym samym ułatwić plastyfikację PVC.Otrzymane produkty charakteryzują się wysoką udarnością i dobrą odpornością na warunki atmosferyczne, stabilnością i właściwościami przetwarzania z gładką, piękną i wysoce błyszczącą powierzchnią.Następnie przeanalizowaliśmy ACR, CPE i MBS w następujących aspektach.

I. Mechanizm hartowania za pomocą modyfikatorów udarności PVC

Chlorowany polietylen (CPE) służy jako liniowe cząsteczki rozproszone w matrycy PVC w postaci sieci.Zasada odporności na uderzenia polega na utworzeniu elastycznej sieci w materiale matrycy PVC, aby wytrzymać uderzenia zewnętrzne.Taka sieć ma skłonność do deformacji pod wpływem siły rozciągającej.Spowoduje to poślizg ścinający mieszanki pod kątem 30° do 45° od kierunku rozciągania, tworząc w ten sposób pas ścinania, pochłaniający dużą ilość energii odkształcenia i zwiększający wytrzymałość układu mieszanki.Zmiany plastyczności naprężeń materiału pod wpływem siły zewnętrznej przedstawiono na poniższych rysunkach.

p1

ACR i MBS należą do pewnego rodzaju kopolimerowego modyfikatora udarności typu „rdzeń-powłoka”.Jego rdzeń służy jako nisko usieciowany elastomer, który odgrywa główną rolę w zwiększaniu wytrzymałości na rozciąganie i odporności na uderzenia.Jego powłoka służy jako wysokocząsteczkowy polimer o wyższej temperaturze zeszklenia, który odgrywa główną rolę w ochronie gumowego rdzenia i poprawie kompatybilności z PVC.Tego rodzaju cząstki modyfikatora są łatwe do rozdzielenia i mogą być równomiernie rozproszone w matrycy PVC, tworząc strukturę „morską wyspę”.Gdy materiał jest poddawany wpływom zewnętrznym, cząstki gumy o niskim module są podatne na odkształcenia.Jednocześnie powstaje rozwarstwienie i wgłębienie, ponieważ materiał jest napędzany odkształceniem PVC o wysokim module.Jeśli te otwory są uformowane wystarczająco blisko, warstwa matrycy pomiędzy cząstkami gumy może ustąpić i zwiększyć wytrzymałość materiału.Zasada odporności na uderzenia jest pokazana na poniższym rysunku.

certyfikat

CPE, ACR i MBS wykazują różną wrażliwość na wytrzymałość skrawania ze względu na różne mechanizmy hartowania.Podczas przetwarzania cząstki ACR i MBS są rozprowadzane w matrycy PVC poprzez działanie ścinające, tworząc strukturę „morskiej wyspy”, a tym samym zwiększając wytrzymałość materiału.Nawet jeśli siła przetwarzania dalej wzrośnie, ta struktura nie zostanie łatwo naruszona.Najlepszy efekt hartowania można osiągnąć tylko wtedy, gdy modyfikator CPE i PVC zostaną zmieszane w strukturę sieciową, która obejmuje pierwotne cząstki PVC.Jednak ta struktura sieci może być łatwo zagrożona z powodu zmian w intensywności przetwarzania.Dlatego jest wrażliwy na intensywność przetwarzania i dotyczy wąskiego zakresu przetwarzania.

II.Porównanie różnych właściwości ADX-600 AIM i różnych modyfikatorów udarności PVC

1. Formuła badania materiału podstawowego

Nazwa Stabilizator ciepła z cyny organicznej (HTM2010) Stearynian wapnia Dwutlenek tytanu PE-6A 312 Węglan wapnia PCV-1000
Dawkowanie/g 2,0 0,7 4.0 0,6 0,2 5.0 100,0

2. Wpływ właściwości

Przedmiotów Przykładowe nazwy Standardy testowania Jednostki Kwota dodatku (phr)
3 4 5 6 7 8
Uderzenie z karbowanej belki wspornikowej ADX-600 ASTM D256 KJ/m2 5.44 6.30 7,78 8.72 9,92 12.02
ACR z zagranicy KJ/m2 4,62 5.01 7.68 8.51 9,63 11,85
MBS KJ/m2 5,32 5.39 7,52 8.68 9.78 11,99
CPE KJ/m2 3,54 4.25 5.39 6,32 7.01 8.52
Uderzenie z belki wspornikowej bez nacięć ADX-600 J/m 57.03 63,87 72,79 88,23 100,09 121,32
ACR z zagranicy J/m 46,31 50,65 72,55 85,87 97,92 119,25
MBS J/m 53,01 62,07 71,09 87,84 99,86 120,89
CPE J/m 21.08 37,21 47,59 59,24 70,32 82,21

3. Właściwości rozciągania / zginania (wszystkie ilości dodatku to 6phr)

Przedmiotów Standardy testowania Jednostki Wskaźniki techniczne (ADX-600) Wskaźniki techniczne (ACR z zagranicy) Wskaźniki techniczne (MBS) Wskaźniki techniczne (CPE)
Moduł sprężystości przy rozciąganiu ASTM D638 MPa 2546,38 2565,35 2500,31 2687,21
Wydłużenie przy rozciąganiu ASTM D638 % 28,38 27.98 26,84 17.69
Wytrzymałość na rozciąganie ASTM D638 MPa 43,83 43,62 40,89 49,89
Moduł zginania ASTM D790 MPa 2561,11 2509,30 2528,69 2678,29
Siła wyginania ASTM D790 MPa 67,39 65.03 66,20 69,27

Analiza: Zgodnie z powyższymi danymi dotyczącymi właściwości mechanicznych:
① Przy tych samych dawkach wydajność naszego produktu ADX-600 jest lepsza niż produktów MBS i ACR z innych krajów.Nasz produkt może je zastąpić w równej ilości.
② Przy tych samych dawkach wydajność naszego produktu ADX-600 jest znacznie wyższa niż w przypadku CPE.Na podstawie wielu testów, zostało zweryfikowane, że 3 dawki ADX-600 plus 3 dawki CPE mogą zastąpić użycie 9 dawek CPE.Specyficzne właściwości mechaniczne przedstawiono poniżej.

Przedmiotów Standardy testowania Jednostki Wskaźniki techniczne (ADX-600/3phr+CPE/3phr) Wskaźniki techniczne (CPE/9phr)
Uderzenie z karbowanej belki wspornikowej ASTM D256 KJ/m2 9,92 9.86
Uderzenie z belki wspornikowej bez nacięć ASTM D256 J/m 97,32 96,98
Moduł sprężystości przy rozciąganiu ASTM D638 MPa 2250,96 2230.14
Wydłużenie przy rozciąganiu ASTM D638 % 101,25 100,24
Wytrzymałość na rozciąganie ASTM D638 MPa 34,87 34,25
Moduł zginania ASTM D790 MPa 2203.54 2200.01
Siła wyginania ASTM D790 MPa 60,96 60,05

4. Czynności przetwarzania
Poniższy wykres przedstawia krzywą reologiczną.Czerwona linia: ADX-600/3phr+CPE/3phr;niebieska linia: CPE/9phr

certyfikat

Momenty równoważące tych dwóch są zasadniczo takie same, a plastyfikacja materiału zmodyfikowanego przez ADX-600/3PHr +CPE/3PHR jest nieco wolniejsza, ale zgodnie z rysunkiem jest pod kontrolą.Dlatego pod względem przetwarzania 3 dawki ADX-600 plus 3 dawki CPE mogą zastąpić użycie 9 dawek CPE.

III.Wnioski

Poprzez porównanie ADX-600 AIM z CPE i MBS we właściwościach mechanicznych i zachowaniach przetwarzania, na podstawie obiektywnej analizy wyciągnięto następujący wniosek, że 3 dawki ADX-600 plus 3 dawki CPE mogą zastąpić użycie 9 dawek CPE .ADX-600 AIM wykazuje lepszą wszechstronną wydajność, a powstałe produkty wykazują lepszą wydajność i wyższą efektywność kosztową.
ADC-600 AIM należy do kopolimeru akrylowego o strukturze rdzeń-powłoka.ACR wykazuje lepszą odporność na warunki atmosferyczne, stabilność termiczną i stosunek wydajności do ceny niż MBS, ponieważ ten pierwszy nie zawiera wiązania podwójnego.Ponadto ACR wykazuje również zalety szerokiego zakresu przetwarzania, dużej szybkości wytłaczania, łatwej kontroli itp. Stosowany jest głównie do twardych i półtwardych produktów PVC, szczególnie do chemicznych materiałów budowlanych i produktów zewnętrznych, takich jak profile, rury, kształtki rurowe, płyty, materiały spieniające itp. Pełni rolę pewnego rodzaju modyfikatora udarności o dużym dozowaniu w chwili obecnej i ogromnym potencjale rozwojowym w przyszłości.


Czas publikacji: 20 czerwca-2022