RPVC冲击韧性与熔体凝胶化的研究

马 玫，伍巧晖，胡行俊

(广州合成材料研究院，广东 广州，510665)

RPVC冲击韧性与熔体凝胶化的研究

马 玫，伍巧晖，胡行俊

(广州合成材料研究院，广东 广州，510665)

研究了硬聚氯乙烯(RPVC)熔体凝胶化的规律，探究了增韧树脂冲击强度与凝胶化的相关性，阐明了增韧效果的好坏取决于增韧剂与树脂分子间能否形成均匀稳定的熔体网络。试验结果说明橡塑型增韧剂的增韧效应优越。

增韧效应;RPVC熔体;凝胶化;冲击强度

硬聚氯乙烯(RPVC)树脂经过稳定化预处理后的加工过程，对成型后的PVC-U管的质量至关重要。硬质PVC的加工过程是将聚合而成的多层粒子，通过热与剪切力的作用破碎成初级粒子(1～2μm)，使多层粒子的结构形态发生了很大的变化。粒子细化至熔融后粒子边界消失，形成熔体网络状态，即常称之为塑化过程或凝胶化过程。从实际加工效果分析，优质的PVC-U管的性能质量不仅取决于树脂的稳定化配方体系，还取决于优良的可加工配合体系，而本文中影响聚氯乙烯冲击韧性的冲击改性剂，除可提高RPVC的冲击强度外还有利于增进树脂的可加工性能。

1 实验部分

1.1 仪器设备

Brabender 651型扭矩型流变仪;NETZSCH差式扫描量热仪 DSC 200 PC;XRB－70平板硫化机;XJU5.5悬臂梁冲击仪。

1.2 原材料

RPVC树脂粉 S－1000型、Ca/Zn稳定剂、滑剂、加工助剂和增韧剂等为市售;4种增韧剂:1#—CPE、2#—MBS、3#—橡塑型(日本产)、4#—橡塑型(自配)。

1.3 试样制备

配料混合密炼12分钟，混炼温度范围155℃ ～190℃;密炼后配料经180℃热压6～8分钟，裁切成标准试件。

1.4 性能测试

采用DSC按ISO 18373－2测试试样凝胶化度;按GB/T 1843－1996测试试样缺口冲击强度(试样厚3mm，A型缺口)。

2 结果分析与讨论

(1)RPVC树脂经增韧改性后缩短了熔体的塑化时间，有益于熔体的稳定性;也降低了增韧树脂的熔融熵，两者之间的相关性非常吻合，见表1。

表1 RPVC于175℃的塑化时间与熔融熵Table1 RPVC plastication time and melting entropy in 175℃

(2)增韧RPVC熔体的凝胶化与试验温度的关系见图1。

图1 增韧RPVC熔体凝胶化度随试验温度的变化0#—参比料;1#、2#、3#、4#—添加不同增韧剂的RPVC树脂Fig.1 The change of gel degree on toughening RPVC melt along with testing temperature

上述试验结果说明了RPVC熔体的凝胶化度随试验温度上升而增大的规律。

(3)RPVC熔体凝胶化与冲击韧性的相关性，见图2。

上述试验结果说明，冲击强度与试样熔体的凝胶化度之间的确存在着一定的关系，但有的高冲击值并不出现在凝胶化最高值，这要视不同增韧剂与树脂熔体间所形成的网络结构状态而有所区别。如图2中1#，凝胶化在60% ～70%时，出现峰值;2#和3#凝胶化在80% ～90%时出现峰值;只有4#凝胶化在80%～95%之间其冲击韧性都保持在高水平，说明4#增韧效果最稳定，增韧剂与树脂之间形成了稳定的网络结构，而且4#熔体的可加工温度范围也较宽，如图1所示。

图2 RPVC冲击韧性与熔体凝胶化的关系0#—参比料;1#、2#、3#、4#—添加不同增韧剂的RPVC树脂Fig.2 The relation of impact strength and gelatination on RPVC

图2的结果同时也可从二氯甲烷浸渍试验结果得到证实［1］，3#和4#可100%耐二氯甲烷浸蚀，同时也表现出最优良的韧性。为证实二氯甲烷浸蚀试验的有效性，将2种不同配方的进口管材(直径分别为2cm和2.2cm，管壁厚分别为2mm和3mm)进行2Kg落锤试验，压扁后不裂，还可回复，经二氯甲烷浸蚀试验完全不发毛(100%耐蚀)，DSC测试凝胶化度都在85%～90%。

本研究结果证明了增韧改性的效果取决于增韧剂与分子链间的相容性。当增韧剂分子能有效均匀分散于聚氯乙烯分子链中，并能与大分子链形成相对稳定的粘附力时，它才能有效承受外来冲击应力，表现出高冲击强度。正如有硬度的海绵体，当受到外来冲击时，它能最大限度地吸收外力所造成的震动能，不致引起大分子链的断裂。因而发展橡塑增韧剂是当今的方向，即具备有橡胶的弹性又具有与塑料的相容性，有利于RPVC树脂的可加工性。

3 结语

增韧改性RPVC的目标是提高RPVC的冲击强度，选用橡塑增韧剂较适合;为获得优异稳定的增韧效果，应注意配料最佳加工性，使形成均衡的熔体网络结构。

(说明:本研究中的缺口冲击强度由黄庆武完成。)

［1］伍巧晖，马玫，胡行俊.用 DSC技术研究RPVC树脂热加工过程的塑化度［J］.合成材料老化与应用，2010，39(4):7－9.

Study on RPVC Tough Impact and Melt Gel

MA Mei，WU Qiao-hui，HU Xing-jun
(Guangzhou Institute of Synthetic Materials，Guangzhou 510665，Guangdong，China)

The regularity of gel on RPVC melt was studied，the relation of impact strength-gelatination on toughening resin was researched，toughening effect depends on plasticizers which whether results stable-homogeneous resin melt network with macromolecular chain was demonstrated.Tests indicate the plasticigers of plastic-rubber is of excellent toughening efficiency.

tough efficiency;RPVC melt;gelatination;impact strength

TQ 331

2011－08－17

book=182,ebook=182