ASA材料在PVC型材应用中的若干探讨

陈春琼

广西塑料研究所

ASA材料在PVC型材应用中的若干探讨

陈春琼

广西塑料研究所

随着我国经济社会的发展和人们生活水平的不断提升，同时在城市化不断推进的情况下，我国对于基础设施的需求在不断增加。建筑是我国基础设施中重要的组成部分，在进行建筑建设和装修的过程中门窗的安装必不可少。我国目前在进行门窗安装的过程中通常采用的PVC 门窗，这主要是因为 PVC 门窗在使用的过程中有着较好的抗腐蚀性、气密性，整体使用寿命较长，但是在使用的过程中也有着自身的缺点主要是加工难度大、抗冲击性差、热稳定性差。本文主要探讨了ASA材料在PVC型材中的应用。

ASA材料；PVC型材；应用；探讨

1、PVC和ASA材料概述

PVC塑料门窗因其具有质轻、耐腐蚀、强度高、保温、密封隔音、节能环保、易加工以及成本低等特性，在国内得到了广泛的普及和应用。

PVC是氯乙烯的均聚物，为无定形结构的白色粉末，有较好的机械性能，但对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降。

ASA树脂也称AAS树脂，它是由丙烯酸酯、苯乙烯和丙烯睛组成的接枝共聚物。其分子结构稳定，具有优异的耐候性能，同时该材料具有很好的力学性能，已广泛应用于门窗异型材和汽车配件领域。ASA/PVC共挤生产的彩色塑料型材具有极高的耐候性和丰富而稳定的色彩。ASA不仅其耐热温度比PVC提高了20℃，而且还能在-30℃下保持75%的常温抗冲击性；ASA共挤层和PVC基材的相容性好，共挤层的厚度稳定。

2、ASA材料在PVC型材应用中的若干思考

2.1 ASA材料与PVC材料物理性能上的差异

2.1.1 耐候性

ASA材料与PVC材料的差异性主要表现为ASA树脂与PVC树脂的差异性。ASA树脂中不含碳碳双键，主链上氢的离解能为376KJ/mol，可抵抗波长在300nm以上的光线。太阳光的波长基本都在290nm以上，因而ASA树脂具有卓越的耐候性。PVC树脂主链上氯的离解能298KJ/mol，可抵抗波长在364nm以上的光线，其耐候性不如ASA树脂。

2.2 尺寸稳定性

ASA材料与PVC材料的尺寸稳定性差异还表现在：①在彩色PVC型材生产或存储过程中，有时会出现弯曲变形现象；②在彩色PVC门窗使用过程中，有时门窗杆件出现变形。在框、梃、扇3种型材断面结构中，框型材由于与墙体连接受墙体拉力而变形较小；窗的开启扇一般尺寸比较小，变形也较小；中梃往往比较长，变形较大。同时，对于第①种变形，彩色中梃型材杆件基本是向彩色面方向翘曲。这种宏观现象是2种材料微观结构差异性的反映。

高聚物的溶解度参数用来表示分子链间相互作用力的大小。ASA树脂与PVC树脂的溶解度参数十分接近(ASA树脂溶解度参数为9.6～9.8，PVC树脂的溶解度参数为9.5～9.7)，理论上讲两者相容性很好，可以混合形成塑料合金，改善PVC材料力学性能。按照以上理论，这2种材料复合在一起，应该不会有较大的变形。实际上，用于生产型材的PVC材料含有各种助剂及填料，不是纯PVC树脂，ASA材料也如此，只是与PVC材料相比填料用量比较少。因此，ASA材料与PVC材料的性能存在差异。

为了考察这2种材料的差异性，笔者统计了彩色PVC型材与普通PVC型材的加热后尺寸变化率。笔者从生产车间分别对彩色PVC型材和普通PVC型材进行了4次随机取样(型材断面结构为中梃)，其中第1次各87个样品，第2次各84个样品，第3次各88个样品，第4次各136个样品。每个样品25cm，在电热鼓风箱内100℃条件下加热60min后，分别检测样品2个可视面加热后尺寸变化率，并计算其差值，将计算结果制成散点图。另外，笔者还计算了每次抽取样品加热后尺寸变化率差值的平均值及标准差(标准差是各数据偏离平均值的距离的平均值，反映数据集的离散程度)，来讨论计算结果的离散程度。

由此可以看出，彩色PVC型材2个可视面加热后尺寸变化率差值的平均值均大于普通PVC型材，而加热后尺寸变化率差值的离散程度(标准差)各有不同。

总的来说，ASA材料对于PVC 型材可视面加热后尺寸的稳定性有很大影响，即ASA材料的热稳定性与PVC材料相比有一定的差异。

2.3 散热性

在彩色PVC型材受热后进行冷却时，彩面散热较快，白面散热较慢。通常PVC型材按6m的长度进行切割，而彩面和白面散热性的不同对彩色PVC型材的影响将更加明显，会导致型材向彩色面弯曲。因此，在实际生产中要重视这2种材料散热性的差异对彩色PVC型材质量的影响。

3、PVC材料与ASA材料加工性能的差异

ASA材料和PVC材料的加工性能对型材性能的影响主要反映在型材的内应力、热应变上。冷却后塑料制品的应力分布从制品的表层到内层越来越大，并呈抛物线变化。上述内容已有文献报道，不再赘述。笔者讨论了PVC材料与ASA材料流动性的差异，以及熔融指数对其力学性能的影响。

3.1 流动性

高分子的流动不是简单的整个分子的迁移，而是各个链段分段运动的总结果。在外力作用下，高分子链不可避免地要顺着外力的方向有所伸展，即高聚物进行黏性流动的同时伴随着一定的高弹形变，外力消失后高分子链又要卷曲，恢复一部分形变。

ASA材料和PVC材料不是单一的高分子材料。ASA材料中含有改性材料，而PVC材料除了含有各种助剂外，还经过共混改性。ASA材料是以高聚物为主体，高聚物-无机／有机材料填充共混为特征，通过熔融状态下的物理混合而成。PVC材料是以高聚物-高聚物共混、高聚物-无机／有机材料填充共混为特征，通过热和剪切将各种粉料干混而成，表现出典型的多相体系，热和剪切的共同作用对PVC材料的性能会产生很大的影响。在大多数的情况下，高聚物的共混体系并不能形成微观的均相体系，而是一种多相的织态结构，因此共混高聚物的性能不仅与各组分的结构有关，还与这种织态结构有关，即两相之间的界面结构及界面强度，两相中连续相、分散相的相畴尺寸以及分散相颗粒的形状等均会影响共混高聚物的性能。另外，高聚物的共混是改善高聚物性能的重要手段之一。通过共混可以达到提高应用性能、改善加工性能或降低成本的目的，因而引起了广泛的关注。

总而言之，希望笔者对ASA材料与PVC材料的讨论和思考对于研究不同性能的热塑性材料的共挤有一定的启发，进而引起大家关注。

[1]余林华.永久抗静电PC/ASA材料的制备[J].塑料工业，2011，03：111-113.