空心微珠改性PVC
PVC樹脂熱穩定性差,熔融溫度與分解溫度接近,加工性能不良。用於PVC改性的填料通常是CaCO3,但PVC加入CaCO3后體系的熔融粘度增加很多,所需加工溫度更高,可加工性更差;而其耐鹽酸腐蝕不合格更限制了它的應用範圍,特別是用於PVC塑料管道。
PVC樹脂中填充空心微珠,塑化時間縮短,熱穩定時間增加,在加工過程中不分解,又減少了加工能耗,且耐腐蝕性達標,適用於管材。
項 目 | 加5份 CaCO3 | 微 珠 份 數 | ||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | ||
轉矩 (g·m) 平衡轉矩 (g·m) 塑化時間 (min) 熱穩定時間(min) | 3100 2500 6.5 25 | 3025 2200 6 >30 | 2860 1900 5.0 >30 | 2820 1900 4.5 >30 | 2550 1900 4.0 >30 | 2160 1750 4.0 >30 |
拉伸強度 (MPa) 衝擊強度 (Kj/m2) | 38.0 3.0 | 49.0 5.8 | 49.0 5.4 | 45.5 5.1 | 42.3 4.8 | 41.4 4.4 |
如上表所示,體系的 轉矩和平衡轉矩隨微珠添加量增加而降低,與未加微珠的PVC體系和CaCO3填充的PVC相比,減少了加工能耗,熱穩定時間理想;加工過程中無任何分解現象,樣條擠出過程中無粘附,說明微珠在PVC中有良好的分散性和加工性。就力學性能而言,加10份微珠的PVC達到了硬質PVC塑料的要求(GB/T13520-1992);加40份微珠的PVC超過了鈣塑材料的企業標準(30Mpa)優于CaCO3填充的PVC。
復合材料腐蝕度試驗結果列于下表:
項 目 | 微 珠 份 數 | 國家標準 | 加5份 CaCO3 | |||
0 | 10 | 20 | 30 | |||
H2SO4 (30%) HNO3 (40%) HCl (45%) NaOH(40%) | +0.01 +0.11 +0.10 +0.02 | -0.38 -0.35 +0.38 -0.04 | +0.11 +0.11 +0.26 +0.04 | +0.02 +0.07 +0.18 +0.07 | -1.0~+1.0 -1.0~+1.0 -2.0~+2.0 -1.0~+1.0 | 1.30 —— 1.30 -0.9 |
如上表所示,微珠/PVC復合材料的耐腐蝕性能優良,完全達到國家標準(而以CaCO3為填料的PVC塑料耐腐蝕性能較差)。這就拓寬了微珠/PVC復合材料的應用範圍,特別是大量用作需要耐腐蝕的管道材料。
空心微珠抗壓強度高,球型率>95%,用於PVC增強增韌、改善加工性能,具有以下作用和特性:
1、改善加工性:微珠光滑圓整,具有滾珠軸承效應,使PVC流動性明顯增加,塑化良好,能部分起到增塑劑的作用:PVC加工過程中無任何分解現象,樣條擠出過程中無粘附,而又使加工能耗降低。
2、大量填充:微珠球型率大,沒有應力高度集中現象,對材料的強度、韌性和流動性影響很小;在加工過程中,材料動態生熱少,能防止潤滑不足和熱分解。因而能大量填充,大幅度降低成本。
3、尺寸穩定:微珠填充PVC,制品各向同性,成型加工時不變性;而材料的模量和硬度大幅提高,使材料剛性增大,抗蠕變能力強,制品在使用過程中不變形。
4、生產效率高:用微珠作填料提高了熔體破裂的臨界剪切應力,能使填充改性料加工速度加快,提高生產效率。
5、保護設備:生產填充改性料時,成型機和模具的損傷和磨耗小,延長了設備的使用壽命。
6、阻燃、穩定:空心微珠熱變形溫度大於
選擇適當粒徑的微珠,經表面處理后按合理的比例(10-40份)填充于PVC樹脂,即可得到性能優異,耐腐蝕性達標的微珠改性PVC。