第4期聚氯乙烯1 9 9 3年沸石 在P V C加工中 作 用及 效果天 津 化 工 厂李 秉人摘要本 文 探 讨 了 沸 石 在P V C加 工 中作 用 和 对 制 品 质 童 的影 响。利 用 沸 石 独 特 的 结 晶构造 所赋予 的 离 子交 换、吸 附、催 化等 特 性,在 P V C 配 方 中添 加0.5 一 5 份 可 有 效 地改 善 加 工 流 变行 为,提 高热德 定 性 和 润 滑 性,不 影 响 制 品 力 学 性 能 和 电 性 能,可 抑 制 重 金 属 离 子 溶 出,消 除 着 色 和除 奥,具 有较 好 实 用 性。一沸 石,系 白色 结 晶 性 硅 铝酸盐,常作填料或催 化剂 应 用于 造 纸 或有机 合 成 工 业。近 年来,利 用 沸 石独 特的结晶构造 所 赋 予 的 离 子交 换、吸 附、催化 和 分子筛 等 作 用,国 外 开发了 以 沸 石 为主 体 的无机 复合 加 工 助 剂,应 用在 塑 料 加工,显 示 了 较 好 的 综 合 性 能 “、 幻。无机沸 石 复 合 加 工 助 剂 ( 略 称沸 石助 剂 )国 内 属 新 材 料。实验 表 明,P V C配方 中 添加0.5 一 5 份 沸 石 助 剂 可 有效 地 改善 加 工 流 变行为,起 到 热 稳 定性、润 滑 性 和 防 静 电作 用,不 影 响 制 品 力 学和 电 性 能,可 抑 制 制 品 中 重金属 离 子溶 出,消除着 色 和 除 臭。加之 沸 石 助剂 高度 稳定 和 廉价 无毒,具 有较 高 实 用 价 值。1实验部分1.1 沸 石 助 剂大 连物 化 所 提供。实测 指 标 和 颗粒 分布见 表1。表1沸 石助 剂实测 值外 观 白 度 吸 收 D O P P P 颗粒 分布 ( %, 户 平均粒 径( ( ( ( ( % ) ) ) ( % ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ( 卜 、 、8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 6 6 6 5 5 54 4 43 3 3 2 2 2 1 1 1<1.0 0 0 0 0白 色均匀粉 末9 2.2 2 24 6 6 63.6 6 67.1 1 1 3.4 4 47.4 4 41 1.0 0 02 1.2 2 23 2.1 1 1 1 4.2 2 2 2.3 3 31.2 树 脂S 1 0 08 (日 ) 钟 渊 化 学;S G 一 5 型 天 津 化 工厂产 品。1.3 仅 器 及 条 件1.3.1 颗 粒 分 布测 定( 日 ) 岛 津 S A 一 C P Z 自 动 颗 粒 分 布 测 定装 置 上进 行。1.3.2 流 变性 能 测试使 用 西 德产P L E 一 3 3 1 型 Br ab ende r塑性 流 变仪。测 试 头 为 w 3 0 H。配 方:P V C1 0 0;TS3;Cast0.5 ;S t 一 H0.5。在 温 度1 7 0 ℃,投 料量 3 2 9,转 速3 O r / m i n条 件 下,记 录 测 得 塑 化 ( 熔 融 ) 时 间,扭 矩、温度、计算熔融 因 数F值 ( F 一 万、 1不;TB :最、子夕大 扭 矩,T。 :最 小 扭 矩,C:熔 融 时 间 ) 考 核 综 第4期 聚 氯 乙烯1 9 9 3年合 加工 性能,F值 愈高,加 工 性 愈好 3[ ]。1.3.3 力 学 性 能配 方:P V C I OO;Ts6;P b st o.6;S t 一 H 0.8制 片 温度:1 7 0 ℃;片厚; 4 mm。测 试 方 法:拉 伸 试 验 ( G B lo 4 o 一 7 9 )、冲击( 缺 口 ) 试 验 ( G B 1 0 4 3 一 7 9 )、体 积 电 阻( G B 14 1 0 一 7 8 )、溶 出 试验 ( J I S K6 7 4 2 )1.3.4热 稳 定 性 试验动 态 稳 定 性 记取物料 于1 9 0 ℃ Br ab ende r塑 性 流 变 仪 上分解时参数。2结 果 与 讨论2.1流 变行 为 和 润 滑 剂 效 果配 方中,树 脂 分子量 一 定,比 较 流 变 行为是 评价 加工 助 剂 塑 化 性 能 和 润滑 性作 用 的手段 ( 结果 见 表 2 )。静 态稳定 性按 G B 2 9 1 7 一 8 2 进 行。表2添加 沸 石 助剂流变性 能添 添 加 量 塑 化 时 间扭 矩 ( N m) ) )温度 ℃熔 融 因 数( ( ( 份 ) ) ) ( m in) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ( F ) ) )最 大最 小 平 衡熔 融平 衡0 0 0 0 0l l l 1 6.8 8 8 7.5 5 514.2 2 2 2 1 1 1 1 2 1 9 9 9 3 8 8 80 0 0.5 5 50.9 9 91 6.4 4 47。3 3 313.9 9 9 2 0 9 9 9 2 1 8 8 84 l l l1 1 1 1 10.9 9 9 1 6.2 2 2 7.0 0 0 13.9 9 92 0 8 8 82 1 8 8 8 4 2 2 23 3 3 3 3 l 兰1 6.0 0 0 5.7 7 71 3 8 8 82 0 8 8 8 2 1 8 8 84 1 1 15 5 5 5 51.2 2 21 5.8 8 85.5 5 5 14.8 8 8 2 0 7 7 7 2 1 5 5 53 8 8 81 1 1 0 0 0 1.4 4 4 1 6.5 5 5 5.1 1 11 5.2 2 2 2 0 6 6 6 2 1 7 7 7 3 8 8 8数据 看 出,沸 石 助 剂有 着 适 宜 的润滑 性。用 和树 脂 加 工 塑 化性 能,也 为提 高 加 工 稳 定少 量 添 加,立 即 使 熔融 温 度 降 低,扭 矩 下 降,性 创 造 了 条 件。熔 融 因数 F 值 提 高,加 工流 变 行 为 变好;随 着2.2热 稳 定 性作 用添 加 量 增 加,外 润 滑 性 加 强,熔 融时 间 延 长;动 态和 静 态 热 稳 定 性数据 见 表3和 图。才 星的 添 加,城 料 作 用 消 弱 了 其 润 滑 性。如 图 表 数 据 看 出,添 加 沸 石 助 剂 的 硬 P V C 加红,控 制 添 加 量 在0.5 一 5份,可 调 节 润 滑 作 工,随 着 添加 量的 增 加.静态 稳定 性 即脱 H C I表3添加沸 石 助剂P V C 加 工 热 稳定 性添 加 量 静态 稳 定 性 (n , i n ) ) )B rabc n d o r动态 稳 定 性 物 料色 泽( ( ( 份 ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )1 1 1 1 17 0 r r r1 9 0 犷日 寸 分 解 温 度 分解扭 矩( ( ( ( ( ( ( ( ( m : n ) ) ) ( 了、 i n ) ) ) ( N m ) ) ) ) )0 0 0 0 0 5.3 3 3 3.0 0 0 7.9 9 9之 1 6 6 6 1 2.3 3 3深 褐 色O O O 5 5 5 5.9 9 9 3.2 2 2 9.0 0 02 1 5 5 5 1 2.3 3 3淡黄 色1 1 1.0 0 0 6.8 8 8 3.7 7 71 0.8 8 82 15 5 51 2.3 3 3淡黄 色3 3 3.0 0 0 厂~ ~ ~5.3 3 3 9 6 6 6 2 1 1 1 11 15 5 5淡 黄 色9 9 9 9 9.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0写 写.0 0 0 1 1.5 5 5 6.0 0 0 87 7 7 2 1 0 0 01 1.4 4 4淡 黄 色{ { { { { { { } } } } } } } } } } }1 1 1 口.门 门16.2 2 2 8.1 1 1 6.6 6 6 2 0 9 9 9 1 2.1 1 1黄 色 第4期 聚氯乙烯9 1 9 3年一, 1 . 、一I ,口 乞娜 落劝 吞沸 石 助剂的 添 加 是 以 保证 制 品 质 量 为前提。实 测添 加 沸 石助 剂 后,硬 P V C 加工 润 滑性 和 热 稳 定 性 提高 同 时,对 制 品 电 性能 和 拉伸 强度 影 响 较 小,而 冲击 ( 缺 口 ) 强 度提 高,重金 属 溶 出量 降 低。添 加 量规律 和 热 稳 定 作 用相 近,有 较好实 用 性 ( 数 据 见 表4。)表4沸 石 助剂 对 制 品 影 响拍e 已 ù ` à冠 乍,占了1 0那 石 助 荆( 布分 ,时 间 变 长,呈上 升 趋 势,显示 了极强 的 吸 附 作用;比 较 动态 稳 定 性 则 不 同,添 加 量 和 交联 分解 时间 不 呈 比 例,最 佳 范 围 在0.5 ~ 5 份,明显 起 到 热 稳 定 作 用。初 步 理 解 为:P V C树 脂是 一 种 不稳 定物 质,结构中 存 在着 双 键、歧 化点、端 基 含 氧 和 残 留助 剂 等 缺 陷,在 加 工 温 度或 空 气 中 受 热、光 的 活 化 作 用,发 生 如 下 降解: 壬e H 一 e HZ 于 。丝毛 e H 一 e H 于。+ H e l!C l伴 随着 脱H C I过 程 和 自 由基 链、分 子、离子间 反应,使P V C 主 链 上 产 生 共 扼双 键的 多烯生 色 序 列 而 变 色;同时,降 解 中 形 成 的 自 由基除 参与 脱 H C I外,还 能 引 起 断 链 和 交 联 等破坏性 反应,制 品 物 化 性 能 变 坏。添 加沸 石 加工 助 剂 后,加 工 时 中和 和 吸 收 H C I,抑 制 了 自动 催化 作 用,也 吸 附 置 换 了 不 稳 定 的 烯 丙 基氯 原 子 等,阻 止 了脱 H C I 和 多 烯 结 构 发 生 加成反 应,捕 获 自 由 基,阻 止 氧 化,破 坏 大 共 扼系形 成,有 效 地 防 止P V C 热 降解,防 止 了 物料 变 色。此外,沸 石 助 剂 的润 滑剂 作 用,使 加 工 过程物 料 流 变性 提 高,表 面 离 型 性变好,起 到 助热 稳定 作 用。实 测沸 石 助 剂 添 加 范围 同 资料介 绍 相吻 合、此 点 也 是 其 不 同 于 一 般 填 料 之处 “’。2.3 力 学 性 能 与 溶 出 试 验2 生添 加 量 拉伸 强 度度 冲击 强 度 给 出 量 ( P b 二二 体 积 电 阻系 数( ( ( 份 ) ) ) ( M P a ) ) ) ( k J / mZ ) ) )( p p m ) ) ) 只 10 工 : 0.e m m m0 0 0 0 05 5.2 2 2 1 0.0 0 00.1 1 1 1.0 0 01 1 1 1 1 5 4.6 6 61 1.1 1 1 1 1 1 13 3 3 3 3 5 4.6 6 6 12.6 6 6 6 6 6 65 5 5 5 5一 5 3·6 6 6 14.9 9 9 0.0 2 2 2 1.1 1 11 1 1 0 0 05 3.5 5 513.6 6 6 6 6 6 62.4 讨 论a.除 天 然沸 石 外,人 工 合 成沸 石 更 以 其再现 性 好、品 质好、价 格便宜 而 得 到 广 泛 应用。本 试 验 是 以A 一 Na型 合 成沸 石 与 高 级 脂肪酸或碱 金 属 盐 复 合 制 成,获取 不 同物 性 和用 途。结 果 表 明,沸 石 交 换操作 后,只 有 一定颗粒 及 其 分 布,才 可 使 沸 石助 剂 在P V C 中 分散均 匀,充分 发挥 其作 用 和 效 果。也 就是 说,适宜 的组 成,类 型 和 颗 粒 度 是 沸 石 作 为 无 机加 工 助剂,提 高 加工 性 和 制 品 质 量 的 关 键。b.沸 石 助 剂 不 同于 填 料,强 烈 的 吸 附性和 同 其它 加 工 助 剂 的协 同 效 应,是 其提高 树脂 加 工 流 变 行 为 及 热 稳 定性 和 润 滑 性 的保证。合 成沸 石 又 是加 工 助 剂 的 载 体,复合 物 可更 好的 改善 加工 性 和 物料 流 出速 度。添 加 量以 不 超 过5 份 为 宜。硬 制 品 多 些,软 制 品 少些。实 测 厚 度0.l m 。以 上 薄 膜,沸 石 助剂 对透 明度 影 响 甚微。c.沸 石 助 齐 d系 离 子 吸 附 型 材 料。吸 附作用 可 有效 阻 止 制 品 中金 属 离 子 溶 出,为制 备高 质 量 的水 管 创造 了更 好 的 卫 生条 件;此 外, 第4期聚 氯乙烯1 9 9 3 年为 了防止PC V管带 电 性,配 方 中 常 加入 四 级胺 盐抗 静 电剂,使 用 中、物 料 的输 送 摩 擦 有 减弱 防 静 电趋势,沸 石 助 剂的 加 入、则可有 效地防 止。同 时 抑制 和 消除 加工 异味。值。。.沸 石 助 剂 的离 子 吸 附 作 用,可 有效 抑制P V C制 品 中 重 金属 离 子 溶 出,消 除 着 色 和除 臭,有 较 高实 用价 值。结 论参考 文 献a.沸 石 作为 无 机 复 合 加 工 助 剂 主 体,在P V C 加 工中 起到 较 好 的 热 稳 定 性、润 滑 剂 作用,加 工 流 变行 为 变 好,有 利 于 加工 和 制 品 质量 的提高。b.沸 石 助 剂 添加量0.5 一 5 份,可提 高 制品 抗冲 击 强 度,不 影 响 电 性 能 和 拉 伸 强 度( l) (日 ) 《 精 细 化 学 品 辞 典 》,北 京,化 学 工业 出 版 社,1 9 8 9:1 1 7 ~ 1 1 8( 2 ) N.Y.C h on等,《 CE.P 》,1 9 8 8 ( 2 ):32 一 4 1( 3 ) 李秉 人,《 沈 阳 化 工 》,19 8 8 “ ):石 一 9( 4 ) 柏獭 弘 之 等,卜 匕、7 夕 久,1 9 8 4 ( 4 ):1 0 一 1 4P V C胶 粘带 畅销 国内 外P V C胶 粘 带、保 护 型 胶 粘 带、难 燃 型 胶粘带、管 道 防护 胶粘 带 和 系 列 胶 粘 剂制 品,主要用 于 电 工 电器绝 缘、汽 车喷漆 遮蔽、印刷 包装、铝合 金 门窗 保 护 等 方 面。目 前 国 内外 该F V C系 列胶 粘 带、胶 粘 剂市场看 好,于分 畅销,如 中美 合资 北 京 天 坛 胶 粘 带 有限 公 司生产的 这些 产 品 已 畅 销 除 西 藏 以 外 的 全 国 各省、市 自治 区 和 世界2 0多个 国 家 和 地 区。聚 氛 乙 烯塑 料管 材 效益好八 十年 代 以 来 我 国 引 进 P V C 管 材 生 产线 近 百 条:总 生 产 能 力 达 犯 万 吨` 年。1 9 叭年 全 国P V C 塑 料管 材 产 量达 6 万 吨。近 年来随 着 人 们对塑 料管 材 认 识 加深,采用 塑 料 管材 的 建 筑 部 门越 来越 多,给P V C管材 生产 企业 带 来较 大的 经 济 效益。据报 道,汪 阴塑 料 建 材 尸 1 99艺 年 1 一 1 0月 生 产 销 售P V C塑 料 上 水管 材 和 管 件1 6 。 。吨,销 告 收 入 达〕 脚 ( )多 万 元、广 州 化 工 厂1 9 , 2 年 l 一 9 月 产 销 P v C塑 料 下 水 管 材 和管 件1 5 7 2吨,销售额达1 1 8 8 万 元。( 广)P V C合 金S i hne ts u聚 合 物公 司 研制并 出 售4 种 新品 级 的高性 能 P V C 复合 物。这 几种P V C 新合 金 的商 品 各 分 别是U E、s R、s E和 J O 三 个系列。U E 系列 改 善 了 耐候 性,适用于 建筑业和 汽 车 工 业 使 用。S R 是 一 种 热 塑 性 塑 料橡胶 合 金,改 善 了 其 弹 性。S E 系列 的特 点 是 易滑 脱 而 J O 系列 是 一 种 聚 烯 烃 合 金。J O的 特点是 流动 性好,适 于 低 温 及 低 压 注射。摘 自 《 塑料 新 闻 》 。 2 年 第 4 期 ( 陶 )析 式隔 墙 用 软 质聚 氯 乙 烯片材阿 基 里斯 公 司开发 了墙 式的软质 聚 氯 乙烯 制 作 的软 隔 帘 ( 阿 基里 斯 才卜一 沙)。该 制 品具 有 很 高 的 透 明性 和 防 静电效果 及 采光 性,因 此 安 全,除 了可 以 形 成 宽 敞 的 独 立 空 间之外,还 可 发 挥保 温、防 音、防 尘、防虫,节 能 好的 隔墙 效 果。另 外,由 于 非常富 有 柔软 性,所以 冬 天 也不 易硬 化。有 三 种牌 号,既 普 通 型、阻燃 型 阻燃 防虫 型,可结 合 用 途 进 行选 择。摘 自 《 塑 料 新 闻 》 9 2 年 第5 期( 陶 )