聚氯乙烯共聚改性研究进展

2017-01-28黄璐滢天津科技大学

消费导刊 2017年17期

关键词：抗冲增韧聚氯乙烯

黄璐滢天津科技大学

聚氯乙烯共聚改性研究进展

黄璐滢天津科技大学

本文从分子结构角度出发，简要分析了聚氯乙烯的性能，并指出其中需要改性的部分。对聚氯乙烯的部分共混改性方法及其机理进行了论述，介绍了聚氯乙烯共混改性的发展前景。

聚氯乙烯共混改性相容性增韧

一、前言

聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）是乙烯基聚合物中最重要的一种，也是最早工业化的塑料品种之一，它是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。

PVC是无定型的线性结构聚合物，基本无支链，链节排列很规则，主要是“头-尾”连结。PVC大分子中大量的氯原子使聚合物具有极性和刚度，是一种综合性能良好，用途极广的聚合物。但是PVC仍存在一些缺点，需要通过共混改性加以克服。

二、不同改性方法及其比较

PVC的改性方法主要分为化学法和物理法两大类[1]。PVC增韧改性最有实际意义的方法是物理共混法。该法是将作为增韧剂的聚合物与PVC混合，使增韧剂充分地分散在PVC之中，起到增韧作用。

三、聚氯乙烯的四类共混改性体系

不同聚合物与PVC熔融剪切共混，能否形成亚微观分散均匀的共混体系，是鉴别共混能否达到理想改性效果的标志，而这又取决于PVC和与之共混的聚合物之间的相容性[2]。判断聚合物之间的相容性最常用的判据之一是聚合物溶解度参数（δ）：当两种聚合物的溶解度参数差∣δ1-δ2∣≤1.5时，两种聚合物具有较好的相容性，差值越小，相容性越好。只有具有一定程度相容性的聚合物，相互混合才能组成具有优异性能的共混物。

（一）热塑性聚氨酯（TPU）弹性体体系

TPU的溶解度参数与PVC的δ值很接近，因而它们之间有较好的相容性[3]。TPU分子结构中兼具柔性和刚性链段，所以兼有塑料和橡胶的特性。TPU的耐低温性也很好，脆化点达-61°C，可以作为PVC的抗冲改性剂，并改善PVC的动态热稳定性和加工性[4]。

（二）二烯类橡胶改性体系

二烯系聚合物是PVC共混改性中应用最多的一类改性剂，下面讨论几种比较典型的改性剂对PVC的共混改性情况。

1.丁腈橡胶（NBR）改性

NBR是一种极性橡胶类共聚物，其极性随丙烯腈（AN）含量提高而增强，相应地与PVC的相容性也提高。NBR中AN含量为20%左右的PVC/NBR共混物抗冲强度最高。但由于NBR中不饱和双键极易氧化分解，因此PVC/NBR共混物一般只能大量地用作室内或车内装饰材料及鞋底材料。

2.ABS改性

ABS是在聚丁二烯存在下使苯乙烯和丙烯腈共聚所得到的一种聚丁二烯接枝共聚物。用它对PVC进行共混改性可以得到一种性能较好的新型增韧材料。PVC/ABS共混物具有抗冲强度高，热稳定性好，加工性能优良等特点。当ABS含量在8～20%范围内，抗冲击强度能显著改善，进一步提高ABS含量，冲击韧性反而逐渐降低。