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PVC型材常用助剂及配方设计(一)
PVC塑料型材配方主要由PVC树脂和助剂组成的，其中助剂按功能又分为：热稳定剂、润滑，剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂、着色剂等。
在设计PVC配方之前，首先应了解PVC树脂和各种助剂的性能。
一原料与助剂
PVC树脂
生产PVC塑料型材的树脂是聚氯乙烯树脂(PVC)，聚氯乙烯是由氯
乙烯单体聚合而成的聚合物，产量仅次于PE，居第二位。
PVC树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型(XS)和紧密型(Ⅺ)两种。
疏松型粒径为0．1—0．2mm，表面不规则，多孔，呈棉花球状，易吸收增塑剂，紧密型粒径为0．1mm以下，表面规则，实心，呈乒乓球状，
不易吸收增塑剂，目前使用疏松型的较多。
PVC又可分为普通级(有毒PVC)和卫生级’(无毒PVC)。
卫生级要
求氯乙烯(VC)含量低于lOXl0-6，可用于食品及医学。
合成工艺不同，PVC 又可分为悬浮法PVC和乳液法PVC。
根据国家标准GB／T5761-93《悬浮法通用型聚氯乙烯树脂检验标准》规定，悬浮法PVC分为PVC-SGl到PVC- SG8Jk种树脂，其中数字越小，聚合度越大，分子量也越大，强度越高，但熔融流动越困难，加工也越困难。
具体选择时，做软制品时，一般使用PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3型，需要加人大量增塑剂。
例如聚氯乙烯膜使用SG-2树脂，加入50~80份的增塑剂。
而加工硬制品时，一般不加或
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华南热带农业大学高分子系陈永平塑料助剂及配方设计目录第一章绪论2学时第二章增塑剂2学时第三章抗氧剂2学时第四章热稳定剂2学时第五章光稳定剂2学时第六章阻燃剂2学时第七章润滑剂2学时第八章发泡剂2学时第九章抗静电剂2学时第十章偶联剂2学时第十一章其他助剂4学时第十二章塑料配方设计概述4学时考试2学时参考书目：1、塑料加工助剂：曾人泉，中国物资出版社，1997年。
2、助剂化学及工艺学：冯亚青，王利军等，化学工业出版社，1997年。
3、塑料助剂生产技术与应用：丁学杰等，广东科技出版社，1996年。
4、功能助剂－塑料，涂料，胶粘剂：夏晓明，宋之聪，化学工业出版社，2003年。
第一章绪论第一节塑料第二节塑料加工助剂第三节塑料加工助剂生产及应用情况第四节塑料加工助剂发展趋势第一节塑料一、塑料及其分类塑料是一大类可塑性材料的总称。
1、按性质分类：热塑性塑料：热固性塑料：2、按用途分：通用塑料：产量大、用途广、价格相对低一些的一类塑料。
主要包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及其上述塑料的共聚物，还有酚醛塑料、氨基塑料、聚氨酯塑料等，这类塑料占塑料总量的98%左右。
工程塑料：指耐温较高、机械强度高，可作为结构材料用的一类塑料。
主要包括聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸1,4丁二醇酯(PBT)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚苯醚、ABS及特种耐高温工程塑料、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮等。
3、根据生产方法和分子结构：合成塑料缩聚物：聚酰胺、聚酯酚醛树脂等。
加聚物：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
聚合加成物：环氧树脂、聚氨酯等。
改性天然材料：硝酸纤维素、醋酸纤维素等。
二、塑料发展沿革1、100多年前，从牛奶中提取酪酸用来制造酪蛋白塑料；2、用棉花制造纤维素、硝酸纤维素（赛璐珞）等；3、以蓖麻籽为原料制造蓖麻油、癸二酸、尼龙1010等。
4、从煤中提取许多芳烃，其中有苯、甲苯、萘，并由这些有机物合成苯乙烯、苯酐等产品，再由苯酐和丁醇、辛醇（由粮食发酵而来）合成增塑剂DBP和DOP等。
塑料助剂选用配方要点树脂的选择(1)塑料粒子的品种的选择塑料粒子要选择与改性目的性能最接近的品种，这样做的好处是可以节省助剂的添加量，以降低制作成本和减少工艺流程。
最常见的例子：想要得到耐磨改性的品种，塑料粒子(树脂)要首先考虑选择三大耐磨树脂PA、PoM、UHMWPE;再如透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC o(2)树脂流动性的选择配方中各种塑化材料的粘度要接近，以保证加工流动性。
对于粘度相差悬殊的材料，要加过渡料，以减小粘度梯度。
(3)塑料分成高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料.具体如下：高流动性塑料——PS、HIPS、abs、PE、PP、PA等。
低流动性塑^——PC、MPP0、PPS等。
不流动性塑料——聚四氟乙烯、UHMWPE、PPo等。
不同的加工方法所需用的流动性不同，所以牌号分为注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。
不同改性目的要求流动性不同，如高填充要求流动性好。
（4）树脂对助剂的选择性如PPS不能加入含铅和含铜助剂，PC不能用三氧化睇,这些都可导致解聚。
同时，助剂的酸碱性，应与树脂的酸碱性要一致，否则会起两者的反应。
助剂的选择Q）按要达到的目的选用助剂助剂的具体选择范围如下：增韧—-选弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料。
增强一一选玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。
阻燃—-澳类（普通漠系和环保漠系）、磷类、氮类、氮/磷复合类膨胀型阻燃剂、三氧化二睇、水合金属氢氧化物。
抗静电——各类抗静电剂。
导电——碳类（炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管）、金属纤维和金属粉、金属氧化物。
磁性—铁氧体磁粉、稀土磁粉包括衫钻类(SmCo5或Sm2Col7)x钦铁硼类(NdFeB)、彩铁氮类(SmFeN)、铝镖钻类磁粉三大类。
导热一金属纤维和金属粉末、金属氧化物、氮化物和碳化物;碳类材料如炭黑、碳纤维、石墨和碳纳米管;半导体材料如硅、硼。
耐热一玻璃纤维、无机填料、耐热剂如取代马来酰亚胺类和B晶型成核剂。
5 ABSABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的高聚物，也可看作是改性的聚苯乙烯，是一种性能优异的工程塑料，其合成线路为：乳液法生产，即通过对橡胶粒度、分布、交联度等来制得各种品级的ABS。
也可用乳液法制得的ABS接枝体，再和悬浮法或本体法制得的苯乙烯一丙烯腈共聚物(简写SAN)进行掺混，从而制得各种ABS。
本体法是新发展起来的ABS工艺，其特点是橡胶颗粒在树脂中的分散性较好，不需要乳化剂，后处理工序简单。
最近又发展为连续本体法聚合ABS树脂，该法可减少能源消耗，对三废处理有利。
一般ABS中，A、B、S三种成分所占的比例为：25％～30％、25％～30％、40％～50％。
其平均分子量在1万～10万。
ABS树脂是在树脂的连续相中，分散着橡胶相的聚合物，A和S具有耐老化腐蚀、硬度、刚性和流动性好的塑料方面性质，而B具有弹性和耐冲击强度好的橡胶方面性质。
因此，橡胶组分多时，ABS的冲击强度高、伸长率大、拉伸强度低、硬度低、耐热性低、流动性和成型加工性降低，尤其是耐气候性剧烈下降。
5．1基本性质ABS为无毒、无味、粉状或粒状，密度为1．08～1．2克／立方厘米、吸湿性小于1％、收缩率为0．4％～O．9％、布氏硬度m9．7，洛氏硬度R62～118。
一般ABS拉伸强度35～50兆帕，缺口冲击强度10～40千焦／平方米、低温时缺口冲击强度为7～20千焦／平方米，抗弯强度28～70兆帕，抗蠕变性、耐摩擦性良好。
一般ABS热变形温度为93℃，耐热级可达115℃，脆化温度为一27℃，若提高丁二烯含量，则脆化温度还可降为一70℃，ABS制品使用温度范围一40～100℃。
～强的热稳定性差，在250℃时易产生有毒性挥发性物质，所以加工后应清理料筒。
ABS易燃、无自熄性。
化学性能良好，易溶予酮、醛、酯、氯化烃类，如甲苯、醋酸乙酯等。
染色性及电镀性能好。
电绝缘性能好。
耐气候性差，这是由于丁二烯中含有双键，在紫外线作用下，易被氧化降解。
塑胶助剂与配方设计参考题1.现有两种橡胶A为聚丁二烯橡胶胶和B硅橡胶, 有C:二硫化甲基秋兰姆(TMTD)和D过氧化苯二甲酰(BPO)如何选用适当的硫化剂对上述橡胶进行交联?答：橡胶A选择二硫代甲基秋兰姆；B硅橡胶选用BPO2.影响过氧化物交联的因素有哪些?答：影响有机过氧化物交联剂交联效果的因素主要如下．①填料一些酸性填料，特别是硅酸，会导致过氧化物分解，使交联不充分；而滑石粉及硅酸盐等则会吸附过氧化物，导致不恰当的交联。
②增塑剂及增充剂芳香族油的负面效应最大．环烷及烷烃油的负面效应较小，二辛酯等增塑剂及烷基苯则无影响．③抗氧剂抗氧剂会阻遏自由基反应，对交联产生影响，其程度因品种而异．④发泡剂发泡剂对交联影响不大，但发泡剂AC的活化剂会降低交联温度．⑤空气(氧) 氧会非常迅速地与聚合物自由基R·反应，生成成过氧聚合物自由基ROO·，这种自由基反应速度较慢，会导致与其接触的聚合物不交联，因此，在交联反应时，不应当有空气(氧)的存在。
⑥交联剂的用量有机过氧化物交联剂的用量取决于聚合物品种、交联温度、交联时间及交联度．此外，上述对交联产生影响的助剂的作用也应考虑。
3.橡胶硫化的目的是什么?理想的硫化体系应具有什么特性?答：橡胶硫化的基本目的是在于通过橡胶分子的交联提高橡胶的物理力学性能较为理想的橡胶硫化曲线应满足下列条件：（1）硫化诱导期要足够长，充分保证生产加工的安全性；（2）硫化速度要快，提高生产效率，降低能耗；硫化平坦期要长（以保证硫化加工中的安全性，减少过硫危险，以及保证制品各部位硫化均匀一致）。
（4）硫化配合剂的选择，特别是促进剂的选择要适合。
4.低硫高促的硫化体系有何特点？答：答：（1）低硫高促虽然可以解决老化性能不好，压变太高的问题，但硫化速度，撕裂强度又不及高硫低促。
（2）低硫高促的体系是因促进剂的不断发展而演变而来的，交联不够稳定，但也很适合日前的形势，比较环保，再生容易。
