HDPE增韧改性的总结笔记
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聚氯乙烯树脂耐热和增韧改性分析摘要:聚氯乙烯树脂(PVC)作为全球工业化产品代表树脂构成之一,自身结构上优点是物理力学结构稳定性好,能够广泛应用在建筑材料、几乎垄断了包装材料、以及生活日用品等领域,已经成为实际上合成树脂主力品类,同时聚氯乙烯树脂也存在不足,它本身的热稳定性比较差,在制作聚氯乙烯树脂混合料的过程中必须要与润滑剂、稳定剂、增塑剂、填料、颜料等搭配使用。
鉴于此,文章就简述目前我国对聚氯乙烯树脂的耐热性、增韧改性性能的研究进展情况。
关键词:聚氯乙烯树脂;耐热改性;增韧改性一、氯化聚氯乙烯的主要产品应用氯化聚氯乙烯是由聚氯乙烯(PVC)树脂氯化改性制得du,是一种新型工程塑料。
该产品为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末。
PVC树脂经过氯化后,分子链排列的不规则性增加,极性增加,使树脂的溶解性增大,化学稳定性增加,从而提高了材料的耐热性及耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀的性能。
提高了树脂的热变形温度的机械性能,氯含量由56.7%提高到63-69%,维卡软化温度由72-82℃提高到90-125℃,最高使用温度可达110℃,长期使用温度为95℃。
因此,PVC是一种应用前景广阔的新型工程塑料。
1.管材PVC产品的管材具有材料高刚性硬度、具有很好的耐腐蚀性能,PVC材料自身的热膨胀系数低,同时有很方便的安装优点,氯化聚氯乙烯冷/热水管对接的管道能够具有很高的强度和实现很好施工管道联结质量体系,形成科学安全的整体高性能的管道系统。
通常的PVC管材具有很长的寿命,不低于50年,由此可知,这种材料的管材是低价格高性能产品。
2.发泡材料PVC的主体材料配合一定的匀泡剂和合理匹配发泡剂,觉很轻松得到泡沫塑料。
PVC泡沫材料优势非常明显,发泡材料同时兼顾物理性能强度高、电绝缘性优良以及非常有效的耐高温性,常常被用于电气零件及化工设备等。
二、聚氯乙烯树脂耐热改性的方法1.共混改性在所有高分子改性中最常用、研究最多的方法就是共混改性。
改性塑料销售知识点总结一、改性塑料概述改性塑料是以原料塑料为基础,通过对其进行物理、化学或者机械性能的改善来获得一类新的塑料材料。
改性过程主要包括改性剂、填料和增塑剂等三个方面。
通过添加这些成分,可以改善塑料的耐热性、耐寒性、耐老化性、抗紫外线性能、阻燃性、机械强度等性能。
二、改性塑料种类1.改性剂改性剂是一类能够改善塑料性能的化合物,主要包括改性树脂、增韧剂和增硬剂等。
改性树脂主要是采用高分子化合物与基体树脂混合,通过共混来提高塑料的性能,增韧剂则是通过增强塑料的韧性和抗冲击性能,而增硬剂主要是增加塑料的硬度和强度。
2.填料填料是指将无机或有机物质与塑料基体混合,用以延长塑料材料,降低成本,改善塑料的特性。
常见的填料有玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉、石墨等。
3.增塑剂增塑剂是一类能够使塑料材料变得柔软和有弹性的物质,主要包括内增塑剂、表面增塑剂和润滑剂等。
增塑剂主要用于改善塑料的加工性能、耐候性、柔韧性和透明性等。
三、改性塑料应用领域改性塑料在工业生产中具有着广泛的应用领域,主要包括以下几个方面:1.汽车工业改性塑料在汽车工业中主要应用于汽车内饰件、外观件、车身件等方面。
其主要优点是具有较高的耐热性、耐磨损性和抗冲击性能。
2.电子电器改性塑料在电子电器领域中主要用于生产外壳、面板、连接器等部件。
其主要优点是具有优异的绝缘性能、耐候性和耐化学性。
3.建筑材料改性塑料在建筑领域中主要应用于窗框、管道、防水材料等领域。
其主要优点是具有较好的耐候性、耐老化性和耐酸碱性。
4.包装材料改性塑料在包装领域中主要用于生产各种包装袋、瓶盖、食品容器等。
其主要优点是具有良好的透明度、耐酸碱性和耐腐蚀性。
四、改性塑料销售技巧1.了解客户需求在销售改性塑料时,首先需要了解客户的需求和使用环境,包括塑料的类型、规格、性能要求、使用温度等,以便为客户提供合适的产品。
2.熟知产品知识销售人员需要熟知所销售的改性塑料产品的性能、特点、用途等知识,以便能够针对客户的需求进行合理的推荐。
添加纳米刚性粒子增韧改性HDPE使用无机刚性粒子对高分子材料进行增韧,是近年来高分子材料科学领域出现的一项重要的新技术,目前对刚性无机粒子增韧的基本条件初步认识有三条:1、刚性粒子与树脂基体之间要有良好的界面粘接力,使应力更容易通过界面传递,界面粘接的好坏与粒子的冷拉有直接影响;2、被增韧基体本身应具有一定韧性。
基体的韧性使得它在共混合金受力时易于屈服形变,产生对刚性粒子的静压力,并使其发生塑性形变以吸收更多的冲击能量;3、刚性粒子要有恰当的尺寸,刚性粒子粒径要小且浓度要达到一定值才能增韧。
从复合材料的观点分析,若粒子刚硬,且粒子与数值界面结合紧密,如粒子经特定的改性剂处理,则助剂粒子也能承受拉应力,起增强改性的作用。
在塑料材料中加入无机填料,不仅可以明显降低材料成本,而且还可以适当改善材料的力学模量、耐热性能和表面硬度等材料性能,然而,在塑料材料中加入无机填充材料后一般都会使材料性能变脆,缺口冲击韧性下降,材料的使用性能收到明显影响。
故其填充材料的加入量不宜过多一般加入量在10%左右,因此这也限制了该种改性方法的进一步深入发展。
如何能在既增加填充量,明显降低塑料材料生产成本的同时,也显著提高其材料的缺口冲击韧性、力学模量和耐热性等,提高塑料材料的使用性能,已经成为近年来人们所关注的热门话题“刚性填料粒子增韧塑料材料”。
添加纳米碳酸钙部分:通过研究纳米C aco3填充HDPE体系的力学性能和流变性能,发现这种体系的脆韧转变消失,具有良好的加工性能和优良的综合性能。
研究表明:a.纳米级碳酸钙即使表面未经过活化处理,对HDPE也有一定的增韧作用;b.纳米级碳酸钙经适当的表面处理,可是HDPE/C aco3复合材料的冲击强度、断裂伸长率明显提高,复合材料的综合力学性能得到改善;c.在纳米级碳酸钙填充HDPE中,脆韧转变点消失,是冲击强度在纳米级碳酸钙含量为20%~25%之间达到最大值。
为了提高填料与基体界面的相容性,需对其进行表面处理,往往通过添加偶联剂和增溶剂的方法获得。
硬聚氯乙烯建筑塑料的增韧改性技术硬聚氯乙烯是脆硬性聚合物,抗冲击性差,还有加工流动性、热稳定性、耐热变形性等较差,尤其是用作建筑材料,抗百家乐秘籍冲击性差,其制品脆硬易裂,这使硬聚氯乙烯建筑塑料制品在使用上受到了限制。
为此,在聚氯乙烯中要加入冲击性能改性剂来增韧改性,提高其冲击强度。
1、弹性体增韧聚氯乙烯1.1氯化聚乙烯(CPE)氯化聚乙烯是高密度聚乙烯在适当条件下经氯化而制成。
高密度聚乙烯经氯化后,破坏了其结晶度,使之柔嫩而具有橡胶类弹性体的性质,加入适合量的氯化聚乙烯,使它在聚氯乙烯中分散呈交织立体网络结构,当硬聚氯乙烯建筑塑料制品受到外力冲击时,其可汲取冲击能量,所以能提高硬聚氯乙烯建筑塑料制品的抗冲击性能。
氯化聚乙烯与聚氯乙烯的相容性重要受氯化聚乙烯的氯含量和氯原子在聚乙烯主键上的分布情况的掌控,因而氯化聚乙烯的含氯量对改性效果的影响很大,含氯量小于25%的氯化聚乙烯,与聚氯乙烯相容性很差,不适合聚氯乙烯的改性;含氯量大于48%的氯化聚乙烯,与聚氯乙烯相容性良好,能起到聚氯乙烯的增塑剂作用;含氯量为25%~40%的氯化聚乙烯是较好的冲击性能改性剂;含氯量为35%~36%的氯化聚乙烯,冲击强度明显提高,是良好的冲击性能改性剂。
因氯化聚乙烯不含双键,能提高制品的耐候性,它还能加添流动性,有增塑、润滑作用,可改进加工性能。
由于含氯量加添,改善了耐燃性,氯化聚乙烯热稳定性比聚氯乙烯好,加之价格相对而言较低廉,所以,氯化聚乙烯是目前塑料管、塑料门窗型材生产厂家广泛应用的冲击性能改性剂。
在实际加工使用时,过高的加工温度及过大的剪切力,会影响制品改善抗冲击性等。
从材料的改性效果来看,由于氯化聚乙烯是橡胶类弹性体,增韧聚氯乙烯的同时,使聚氯乙烯的刚性和强度有所下降。
1.2丙烯酸酯类聚合物(ACR)ACR冲击性能改性剂是具有核壳结构的丙烯酸酯类聚合物。
核是轻度交联的丙烯酸酯橡胶弹性体,壳是甲基丙烯酸甲酯的聚合物,其微粒分散于聚氯乙烯中,由于改性剂的壳层与聚氯乙烯相容性较好,微粒可均匀分散在聚氯乙烯粒子间形成粘附力较大的粒子,加强了分散应力的本领。
聚丙烯增韧1.聚丙烯的发展历程自1957年意大利蒙科卡迪公司首次实现工业化以来,聚丙烯(PP)树脂及其制品发展速度一直位于各种塑料之首。
在1978年PP的世界产量超过了400万吨/年,仅次于聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯,位居世界第四位;1995年PP的世界产量达1910万吨/年,超过聚苯乙烯位居第三;2000年PP的世界产量为2820万吨/年,超过聚氯乙烯的2600万吨/年上升为世界第二;目前聚丙烯的世界产量达到了3838万吨/年。
在此同时,我国聚丙烯工业发展迅猛,1995年产量为107.3万吨,2000年已经突破300万吨,2004年产量迅猛增至474.9万吨。
初步估计到2006年底,我国PP的年总生产能力已经超过650万吨,在一定程度上缓解我国PP的供需紧张。
聚丙烯由于其优异的使用潜能,广泛应用于注塑成型、薄膜薄片、单丝、纤维、中空成型、挤出成型等制品,普及及工农业及生活日用品的各个方面。
如此迅速的增长速度主要归因于其可以替代其它塑料树脂以及能够开发应用各种新型的塑料、橡胶和纤维的优异性能:原料来源丰富,价格低廉并且无毒无害;相对密度小,透光性好,有较好的耐热性等。
但是PP有个很明显的缺点就是韧性较差,对缺口十分敏感,这在很大程度上限制了其在工程领域的应用空间。
因此近些年来,国内外众多学者专家在PP改性的理论基础和应用研究中展开了众多的研究取得一定成效的工作,通过共混、填充和增强等方法改性之后的聚丙烯复合材料也已经成功地运用到了实际生产中,扩大了材料的使用范围,在家电、汽车、仪表等工业各领域占据了重要地位。
近十多年来,在我国经济高速增长的带动下,聚丙烯的应用技术不断进步。
但是我国的聚丙烯进展与国外相比,在聚合技术、工业化成本、产品数量、品种类别等方面都存在着很明显的差距。
根据我国发展中国家的国情,大力开展聚丙烯多元复合材料改性研究是解决上述问题最有效的途径。
采用塑料的高性能化合成本不断的降低来推动PP的发展,因此目前是聚丙烯快速发展的良好机会。
收稿日期:2006-12-25作者简介:冯霞(1981-),女,山东理工大学材料学院材料学专业,在读研究生,研究方向高分子材料。
聚氯乙烯增韧改性的研究现状冯霞(山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255049)摘要:综述了目前国内外聚氯乙烯(P VC)增韧改性的研究状况和技术进展。
分别对弹性体及刚性体的增韧机理、增韧剂种类和影响增韧效果的因素,以及最近取得的研究成果作了概述,指出了PVC 增韧研究的发展趋势。
关键词:聚氯乙烯;增韧;弹性体;刚性粒子中图分类号:TQ325.3 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2007)04-0021-04T he R esea rch Situa tion of T ough en ingM od ifica tion of PVCFENG Xia,WA NG Ling(School ofM aterial Science and Engineering ,ShandongUn i v ersity ofTechnol o gy ,Z i b o 255049,Ch i n a)Abstr act :The present situation and technological progress of toughen i n g modificati o n of PVC are revie wed .The toughen i n g mechanis m,the kinds of toughen i n g modifiers and the i n fluenc i n g f actors of PVC b l e nding mod ification w ith e lasto mer or ri g i d particle have been de monstrated br i e fl y .M oreover ,the recent research ach ieve ments is i n troduced.F i n ally ,it points out the develop i n g trend of the research work on toughen i n g PVC.K ey w ord s :P VC ;toughness ;elasto m er ;rigi d partic le聚氯乙烯树脂分子通式`CH C H 3C lc n ,是乙烯基聚合物中最主要的品种。
HDPE增韧改性的总结笔记共混改性是指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂(包括塑料和橡胶),从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。
其实质是靠大分子自身运动和在外力作用下各组分互相渗透、互相分散、互相粘接的物理混合过程。
多数情况下,两种聚合物共混在热力学上是不相容的,这就排除了形成完全均相共混物的可能性。
实际上,共混物具有一定微相大小的两相结构区是我们所需要的。
但是两相间的界面状况对共混物性能影响很大,比如界面张力大,两相之间粘附力就差。
塑料改性不仅能降低塑料制品成本,提高企业效益的最有效的途径,更重要的事塑料改性是获得具有独特功能的新型高分子材料的最佳途径。
要研制一种具有独特功能的高分子材料,通常是耗时多和需要较多的投资的,有些甚至是难以实现。
但通过几种具有不同性能的材料共混和填充改性,就可以制成多功能的高分子材料,满足多种用途的需求。
这种研制方法不仅成本低,而且容易。
高密度聚乙烯(HDPE)是一种应用范围非常广泛的热塑性塑料,世界产量仅次于PVC和LDPE居第三位。
由于HDPE树脂具有良好的物理机械性能、较高的使用温度,优良的耐寒性能等,因此被广泛用于加工各种塑料制品。
但由于其结晶度高,因而它的冲击强度差以及耐环境开裂性差等缺陷制约了它的适用范围,故国内外开展了大量增韧改性HDPE研究工作,人们采用填充改性、共混改性以及直接工具等方法进行改性研究,其中以填充改性最为简单和经济。
但传统的填充改性却往往使作为结构材料主要力学性能的韧性、强度大幅度下降,效果不是很理想。
常采用的增韧助剂有:弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料;增强的助剂有:玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。
早期通常采用橡胶类弹性体颗粒进行,如:ABS、HIPS和PP/EPOM 等增韧体系。
随着非弹性体增韧新思想的提出,人们在应用刚性无机离子增韧增强改性方面进行了开拓性的研究。
所以在使HDPE韧性大幅度提高的同时尽可能的保持其刚性就成了添加弹性体填料方面研究的重点。
HDPE增韧改性的总结笔记
共混改性是指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂(包括塑料和橡胶),从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。
其实质是靠大分子自身运动和在外力作用下各组分互相渗透、互相分散、互相粘接的物理混合过程。
多数情况下,两种聚合物共混在热力学上是不相容的,这就排除了形成完全均相共混物的可能性。
实际上,共混物具有一定微相大小的两相结构区是我们所需要的。
但是两相间的界面状况对共混物性能影响很大,比如界面张力大,两相之间粘附力就差。
塑料改性不仅能降低塑料制品成本,提高企业效益的最有效的途径,更重要的事塑料改性是获得具有独特功能的新型高分子材料的最佳途径。
要研制一种具有独特功能的高分子材料,通常是耗时多和需要较多的投资的,有些甚至是难以实现。
但通过几种具有不同性能的材料共混和填充改性,就可以制成多功能的高分子材料,满足多种用途的需求。
这种研制方法不仅成本低,而且容易。
高密度聚乙烯(HDPE)是一种应用范围非常广泛的热塑性塑料,世界产量仅次于PVC和LDPE居第三位。
由于HDPE树脂具有良好的物理机械性能、较高的使用温度,优良的耐寒性能等,因此被广泛用于加工各种塑料制品。
但由于其结晶度高,因而它的冲击强度差以及耐环境开裂性差等缺陷制约了它的适用范围,故国内外开展了大量增韧改性HDPE研究工作,人们采用填充改性、共混改性以及直接工具等方法进行改性研究,其中以填充改性最为简单和经济。
但传统的填充改性却往往使作为结构材料主要力学性能的韧性、强度大幅度下
降,效果不是很理想。
常采用的增韧助剂有:弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料;增强的助剂有:玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。
早期通常采用橡胶类弹性体颗粒进行,如:ABS、HIPS和PP/EPOM 等增韧体系。
随着非弹性体增韧新思想的提出,人们在应用刚性无机离子增韧增强改性方面进行了开拓性的研究。
目前人们对弹性体及非弹性体粒子增韧机理的观点很多,主要有:橡胶粒子诱发多重银纹理论,银纹与剪切带相互吸收冲击能理论;有机刚性粒子在基体应力场作用下变形吸收冲击能理论和无机刚性填料粒子周围应力场的叠加作用可增强基体的剪切屈服和塑料变形从而吸收冲击能量理论等等。
国内外对HDPE的增韧改进做了大量的研究工作中普遍认为用弹性体增韧的效果最好。
弹性体粒子形态(尺寸大小、密度及性质)、基体性质(韧性)和弹性体粒子的界面状况是影响共混体系增韧效果的三个主要因素。
弹性体增韧HDPE在其韧性大幅度提高的同时,刚性却显著降低。
究其结构方面的原因主要有三个:其一,HDPE是一类非极性结晶性聚合物,与弹性体的相容性差,界面结合力小,易发生界面脱粘;其二,弹性体作为分散相,未适度交联,在外力作用下易发生分子间滑脱而产生“空化”;其三,要想增韧效果明显,必须加大弹性体的含量,致使增韧HDPE中低刚性成分太多。
所以在使HDPE韧性大幅度提高的同时尽可能的保持其刚性就成了添加弹性体填料方面研究的重点。
所以要获得优良的冲击性能,弹性体分散相粒径应利用等粘度原则,可获得最小的分散相粒径,从而获得良好的增韧效果的共混材料;弹性体与基体间要有良好的相容性。
因为不相
容的体系中加入增容剂后,其作用相当于表面活性剂在水、油混合物中的乳化作用。
增容剂均匀的分布在两种聚合物的界面,显著的降低了共混物组分间的界面张力,减小了分散相的尺寸,大大提高了两相之间的黏合强度。
增容剂的存在稳定了分散相,抑制了颗粒的聚结,有效的改善了组分间的相容性。
添加弹性体增韧的研究主要流程:挤出共混造粒注射成型拉伸试样实验观察分析。
使用无机刚性粒子对高分子材料进行增韧,是近年来高分子材料科学领域出现的一项重要的新技术,这项技术可在不降低强度的基础上,是高分子材料的刚性和韧性大幅度的提高,刚性粒子增韧技术的出现,标志着人们对高分子复合材料中无机刚性粒子表面、界面上认识的飞跃,也标志着人们对高分子增韧理论认识上的飞跃,它必将为高分子材料的改性带来革命性的进步。
目前对刚性无机粒子增韧的基本条件初步认识有三条:1、粒子与树脂界面结合必须良好;2、基体有恰当的脆韧比;3、分散粒子要有恰当的尺寸。
刚性无机粒子增韧机理可以认为是:1、刚性无机粒子的存在产生应力集中效应,易引发粒子周围树脂发生微观损伤,吸收一定变形功;2、刚性粒子的存在能阻止裂纹扩展或钝化及终止裂纹,不致发展成破坏性裂缝。
另外,从复合材料的观点分析,若粒子刚硬,且粒子与数值界面结合紧密,如粒子经特定的改性剂处理,则助剂粒子也能承受拉应力,起增强改性的作用。
在塑料材料中加入无机填料,不仅可以明显降低材料成本,而且还可以适当改善材料的力
学模量、耐热性能和表面硬度等材料性能,然而,在塑料材料中加入无机填充材料后一般都会使材料性能变脆,缺口冲击韧性下降,材料的使用性能收到明显影响。
故其填充材料的加入量不宜过多一般加入量在10%左右,因此这也限制了该种改性方法的进一步深入发展。
如何能在既增加填充量,明显降低塑料材料生产成本的同时,也显著提高其材料的缺口冲击韧性、力学模量和耐热性等,提高塑料材料的使用性能,已经成为近年来人们所关注的热门话题“刚性填料粒子增韧塑料材料”。
研究比较多的填料有:短切玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、二氧化硅等。
该填料与基体HDPE的表面能相差很大,为了提高界面的相容性,需对其进行表面处理,往往通过添加偶联剂和增溶剂的方法获得。
且复合偶联剂处理方法明显优于单一偶联剂处理方法。
将刚性粒子添加偶联剂进行表面处理,使得刚性粒子能与基体树脂界面结合度提高,改善两种性质完全不同物质的相容性,但是体系的抗张强度往往降低。
刚性粒子的粒径、粒径分布、含量及其试样熔体冷却速率等与其基体的诱导结晶效用及材料韧性间的关系等因素对改性影响很大。
添加刚性粒子的研究方法:添加助剂后通过比较拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度等参数确定最佳配方。