Kuinka parantaa PVC-valmisteiden kylmäkestävyyttä

Tapoja parantaa PVC-valmisteiden kylmäkestävyyttä

PVC-muovilla on hyvät fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet, ja sitä voidaan käyttää rakennusmateriaalien, pakkausmateriaalien, elektronisten materiaalien, päivittäisten kulutustavaroiden jne. valmistuksessa, ja sitä käytetään laajalti eri aloilla, kuten teollisuudessa, maataloudessa, rakentamisessa, kuljetuksissa, sähkössä. tietoliikenne ja pakkaus.

Kovan PVC:n huonon kylmänkestävyyden ja alhaisten lämpötilojen iskunkestävyyden vuoksi käyttölämpötilan alaraja on yleensä -15ºC, mikä rajoittaa PVC-materiaalien käyttöä tietyiltä osin. PVC-hartsin ja lisäaineiden säädön avulla PVC-muovin kylmäkestävyyttä voidaan parantaa tehokkaasti vastaamaan alhaisen lämpötilan tarpeita.

Xiongxing Group luottaa omaan yli 26 vuoden PVC-tuotannon kokemukseensa ja ammattitaitoiseen T&K-tiimiin tämän artikkelin kirjoittamisessa keskittyen joihinkin menetelmiin PVC:n kylmäkestävyyden parantamiseksi kaavan näkökulmasta, jotta kaikki voivat oppia ja viitata.

Xiongxing Groupin pääkonttorin toimistorakennuksen portti

PVC-hartsi on eräänlainen ei-kiteinen, polaarinen polymeeri. Sen lasittumislämpötila on 75-105 astetta molekyylipainon mukaan. Mitä suurempi suhteellinen molekyylimassa on, sitä korkeampi on viskositeetti ja van der Waalsin vetovoiman tai kietoutumisen aste PVC:n makromolekyyliketjujen välillä. Vastaavasti PVC-ketjusegmentti kasvaa ja materiaalin alhaisen lämpötilan kestävyys paranee.

Perinteisissä PVC-koostumuksissa, jos tarvitset vain kylmää pohjoista talvi-ilmastoa, voit valita PVC-hartsin, jolla on hieman korkeampi viskositeetti eli hieman suurempi keskimääräinen molekyylipaino. Se voi olla PVC-hartsi, jolla on korkeampi viskositeetti samassa lajikkeessa tai heikompilaatuinen hartsi.

Lisäksi joissakin tuotteissa, joissa on erityisvaatimuksia, kuten veripusseissa, jotka kestävät -30ºC, voidaan käyttää korkean polymerointiasteen polyvinyylikloridihartsia (keskimääräinen polymerointiaste yli 2000). Tämä johtuu siitä, että korkea polymerointiaste PVC on parempi kuin perinteinen PVC. Hartsin suuri kiteisyys ja silloitettu rakenne vaikeuttavat liukumista makromolekyylien välillä, lisäävät elastisuutta ja lisäävät molekyylipainoa sekä lisäävät molekyylien välistä van der Waalsin voimaa ja molekyylinsisäistä kemiallista sidosvoimaa erinomaisen kylmäkestävyyden saavuttamiseksi.

Tärkeänä PVC-pehmeiden tuotteiden koostumuskomponenttina pehmittimillä on suuri vaikutus pehmeiden tuotteiden suorituskykyyn. Jos tuotteita vaaditaan käytettäväksi matalissa lämpötiloissa, pehmittimen tyyppi on valittava. Tällä hetkellä kylmänkestävinä pehmittiminä käytetään pääasiassa rasvahappojen kaksiemäksisiä happoestereitä, lineaarisia alkoholiftalaattiestereitä, kaksiarvoisia alkoholirasvahappoestereitä ja epoksirasvahappomonoestereitä. Raporttien mukaan N,N-disubstituoidut rasvahappoamidit, nafteenidikarboksyylihappoesterit ja kloorimetoksirasvahappoesterit ovat myös kylmänkestäviä pehmittimiä, joilla on erinomainen suorituskyky matalissa lämpötiloissa.

PVC-pehmeiden tuotteiden kylmäkestävyyden parantaminen saadaan yleensä aikaan lisäämällä kylmänkestävän pehmittimen määrää. DOA (dioktyyliadipaatti), DIDA (di-isodekyyliadipaatti), DOZ (dioktyyliatselaatti), DOS (dioktyylisebakaatti) edustavat kylmää kestäviä pehmittimiä, koska yleisten kylmäkestävien pehmittimien yhteensopivuus PVC:n kanssa ei ole kovin hyvä. , sitä voidaan käyttää vain lisäpehmittimenä kylmänkestävyyden parantamiseksi, ja sen annostus on yleensä 5-20 prosenttia pääpehmittimestä.

Lisäksi 2,2,4-trimetyyli-1,3-pentaanidiolidi-isobutyraatti (TXIB), butyylistearaatti, LHAT-hapon dietyleeniglykolidi-2-etyyliesteri jne. toimii myös kylmää kestävänä pehmittimenä.

Xiongxing Groupin tieteellisen tutkimusryhmän tutkijat huomauttivat, että on parempi käyttää kylmää kestävää pehmittimiä ja heksametyylifosforitriamidia yhdessä kalvon kylmänkestävän sitkeyden ja matalan lämpötilan venymisen parantamiseksi. Vaikka heksametyylifosforitriamidi itsessään ei ole kylmää kestävä pehmitin, se voi tehokkaasti alentaa erilaisten pehmittimien jäätymispistettä ja saavuttaa kalvon kylmänkestävän vaikutuksen parantamisen.

Tehokas tapa parantaa PVC:n huonoa iskunkestävyyttä matalassa lämpötilassa on lisätä polymeerejä, joilla on alhainen lasittumislämpötila ja korkea elastisuus huoneenlämpötilassa, joita kutsutaan yhteisesti modifiointiaineiksi. Lisätyllä polymeerillä tulisi olla samanlaiset liukoisuusparametrit PVC:n kanssa, sillä tulee olla tietty keskinäinen liukoisuus ja se voi muodostaa kahden rakenteen sekoituksen, mikä parantaa tuotteen iskulujuutta alhaisissa lämpötiloissa.

CPE voi parantaa tuotteiden suorituskykyä alhaisissa lämpötiloissa ja iskunkestävyyttä. Kun CPE:n määrä kasvaa, PV C -tuotteiden vaikutusteho paranee vähitellen. Kun annostusta nostetaan jossain määrin, PV C -tuotteiden iskuteho alhaisissa lämpötiloissa on taipumus pysyä vakaana ja saavuttaa sopiva kustannustehokkuussuhde noin 8 tai 9 osaan. Kun jauhetun nitriilikumin (NBR) määrä kasvaa, kovan PVC:n iskulujuus alhaisissa lämpötiloissa kasvaa vähitellen.

EVA:lla on hyvät virtausominaisuudet, alhainen lasittumislämpötila, hyvä matalan lämpötilan sitkeys, mutta korkea hinta.

ACR:llä on erinomainen iskunkestävyys alhaisissa lämpötiloissa ja säänkestävyys, ja se voi parantaa tuotteen ulkonäköä. Yleensä hyvä vaikutus voidaan saavuttaa lisäämällä 5 osaa. Iskunkestävällä MBS:llä on alhainen lasittumislämpötila, jolla on hyvä vaikutus PVC-materiaalien matalan lämpötilan haurauden parantamiseen, mutta sillä on huono säänkestävyys.

ABS voi lisätä PVC-materiaalien iskulujuutta alhaisissa lämpötiloissa ja samalla parantaa tuotteiden ulkonäköä.

Lisäksi SBS ja muut kumifaasia sisältävät aineet, joilla on matalampi lasittumislämpötila, voivat myös parantaa PVC:n iskunkestävyyttä ja kylmänkestävyyttä.

Sen lisäksi, että Xiongxing Groupin tutkijat tutkivat modifioidun pehmeän PVC:n kylmäkestävyyttä ja osoittivat, että sekoitettu muunnetun pehmeän PVC:n kylmäkestävyyteen vaikuttaa selvästi polymeerimuuntajien valikoima ja annostus. Erilaisten testausmenetelmien avulla on havaittu, että Elvaloy 711 (eteeni-vinyyliasetaattihiilimonoksidikopolymeeri), NBR-26 (bulkkinitriilikumi), Chemigum P83 (esisilloitettu jauhenitriilikumi) ja muut polymeerimuuntajat voivat merkittävästi parantaa Pehmeän PVC:n kylmäkestävyys ja tietyt polymeerimuuntimet, kuten CPE ja EVA, joiden VA-pitoisuus on alhainen, vahingoittavat pehmeän PVC:n kylmänkestävyyttä. Nitriilikumin modifiointiaine voi parantaa pehmeän PVC:n keskimääräistä (bensiini) kestävyyttä, mikä parantaa bensiiniin liotetun pehmeän PVC:n suorituskykyä alhaisessa lämpötilassa.

Markkinoilla olevat kylmää kestävät aineet, kuten K-175C, N-550C ja muut tuotteet, ovat itse asiassa styreenin modifiointiaineita, jotka on kehitetty parantamaan PVC:n joustavuutta ja iskunkestävyyttä alhaisissa lämpötiloissa. Alhaisen lasittumislämpötilansa ja hyvän PVC-yhteensopivuuden ansiosta sillä on tiettyjä plastisoivia ja sitkeysvaikutuksia. Siksi PVC:n lisäämisen jälkeen se voi parantaa ja parantaa PVC:n suorituskykyä alhaisessa lämpötilassa.

Termoplastinen elastomeeri (TPE) on eräänlainen synteettinen materiaali, joka osoittaa kumin elastisuutta huoneenlämpötilassa ja jota voidaan plastisoida ja muodostaa korkeassa lämpötilassa. Siksi tämäntyyppisellä polymeerillä on kumin ja kestomuovin ominaisuudet, ja sitä voidaan käyttää komposiittimateriaalina. Karkaisuainetta voidaan käyttää myös komposiittimateriaalien matriisimateriaalina. Tällaisia ​​materiaaleja ovat pääasiassa polyuretaani, styreeni, polyolefiini, polyesteri, syndiotaktinen 1,2-polybutadieeni ja polyamidituotteet. . Tällä hetkellä styreenejä ja polyolefiineja käytetään yleisemmin komposiittimateriaalien kovettavina aineina.

PVC-TPE-tuotteiden kylmäkestävyys ei ole ainakaan pehmeää PVC:tä pienempi. Käytettäessä kylmää kestäviä pehmittimiä ja kylmää kestäviä kaavoja PVC-TPE säilyttää silti hyvän elastisuuden -45:ssa. Kylmä- ja merivettä kestävien tuotteiden, kuten laivojen tiivisteiden, konttien tiivisteiden ja meriletkujen osalta PVC-TPE on myös suosittu. TPE:t, kuten H4040, H3303 ja muut merkit, ovat hyvin yhteensopivia PVC:n kanssa. Lisäyksen jälkeen se voi parantaa merkittävästi PVC:n joustavuutta alhaisessa lämpötilassa, lisätä merkittävästi sen taivutuskestävyyttä ja vähentää haurastumispistettä.

Japanilainen muoviteknologiayritys on myös kehittänyt termoplastisen polyuretaani-polyvinyylikloridielastomeerin. Tämä materiaali valmistetaan sekoittamalla TPU:ta ja PVC:tä sekä kolmas komponentti sekoittamisen jälkeen. Se antaa täyden pelin TPU:n ja PVC:n erinomaisille ominaisuuksille ja sillä on seuraavat edut:

(1) TPU:ta käytetään PVC:n pehmittimenä, mikä eliminoi pehmittimen siirtymis- ja haihtumisongelmat, joita oli aiemmin pehmeässä PVC:ssä.

(2) PVC-materiaalin haurastumislämpötilaa on myös laskettu -30 astetta -68 asteeseen, jolloin saavutetaan erityinen kylmänkestävyys.

Täyteaineiden vaikutus pehmeän PVC:n kylmänkestävyyteen liittyy pehmittimien imeytymiseen. Yleinen suuntaus on, että pehmittimien imeytyminen on vähäistä. Täyteaineilla on vähän vaikutusta kylmänkestävyyteen, kun taas pehmittimien, kuten noen ja kovan saven, imeytyminen on suuri. PVC:n täyteaine vähentää merkittävästi PVC:n kylmänkestävyyttä.

Täyteaineiden lisääminen jäykkään PVC:hen vaikuttaa usein iskusuoritukseen, erityisesti matalan lämpötilan hauraus lisääntyy täyteaineiden määrän kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että kun täyteaine lisätään PVC:hen epäorgaanisena hiukkasena, se täyttyy molekyyliketjujen välissä. Kun määrä on pieni, se täyttää joidenkin molekyyliketjujen aukot toimiakseen vahvistavana roolina; tai täyttää molekyyliketjujen välit lisätäkseen molekyylien välistä etäisyyttä ja lisätäkseen järjestelmän sitkeyttä. Mutta kun sen annos kasvaa, kun molekyylien välinen etäisyys kasvaa, molekyylien välinen voima tuhoutuu. Kun lämpötila lisätään, molekyyliketjun liikkuvuus vähenee ja materiaalin kyky vastustaa ulkoista vaikutusta heikkenee huomattavasti. Siksi sillä on huono vaikutus kovan PVC:n iskunkestokykyyn alhaisissa lämpötiloissa.

Täyteaineiden lisääminen jäykkään PVC:hen vaikuttaa usein iskusuoritukseen, erityisesti matalan lämpötilan hauraus lisääntyy täyteaineiden määrän kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että kun täyteaine lisätään PVC:hen epäorgaanisena hiukkasena, se täyttyy molekyyliketjujen välissä. Kun määrä on pieni, se täyttää joidenkin molekyyliketjujen aukot toimiakseen vahvistavana roolina; tai täyttää molekyyliketjujen välit lisätäkseen molekyylien välistä etäisyyttä ja lisätäkseen järjestelmän sitkeyttä. Mutta kun sen annos kasvaa, kun molekyylien välinen etäisyys kasvaa, molekyylien välinen voima tuhoutuu. Kun lämpötila lisätään, molekyyliketjun liikkuvuus vähenee ja materiaalin kyky vastustaa ulkoista vaikutusta heikkenee huomattavasti. Siksi sillä on huono vaikutus kovan PVC:n iskunkestokykyyn alhaisissa lämpötiloissa.

Täyteaineen käsittelyn jälkeen materiaalin vetoominaisuudet paranevat, mutta matalan lämpötilan iskunkestävyyden paraneminen ei ole ilmeistä. Syynä on, että täyteainehiukkaset vievät PVC-molekyyliketjun aktiivisen tilan. Vaikka sitoutumisvoima aktiivisen täyteaineen ja PVC-molekyyliketjun välillä kasvaa, tämä lisäys vain lisää molekyylin lujuutta venytettäessä ja materiaalin hauraus vain kasvaa täyteainehiukkasten lisääntymisen vuoksi.

PVC:hen lisätään nanokalsiumkarbonaattia ja erittäin hienojakoista kalsiumkarbonaattia. Pienen koon vaikutuksen vuoksi sillä on samanlainen modifiointivaikutus. Tietyllä annostusalueella se voi parantaa PVC-materiaalien suorituskykyä alhaisessa lämpötilassa, mutta koska lasittumislämpötilaa ei ole alhainen, vaikutus ei ole yhtä ilmeinen kuin modifiointiaine, ja tietyn määrän lisäämisen jälkeen matalan lämpötilan hauraus. materiaalin määrä kasvaa.

Yleisissä koostumuksissa on mahdollista lisätä pehmitystä edistävän sisäisen voiteluaineen määrää ja samalla vähentää prosessoinnin apuaineiden määrää, mutta tätä menetelmää ei suositella kylmänkestävissä formulaatioissa. Koska prosessointiapuaineiden tehtävänä ei ole vain parantaa PVC:n prosessoitavuutta, vaan myös parantaa huomattavasti tuotteiden suorituskykyä alhaisissa lämpötiloissa, joita ei voida korvata voiteluaineilla.

Yleisimmin käytetty pehmeä PVC-paloa hidastava pehmitin on trikresyylifosfaatti, mutta trikresyylifosfaatin suorituskyky alhaisessa lämpötilassa on erittäin huono, joten alkyylifosfaattia on sopivampi käyttää, kun kylmäkestävyys on otettava huomioon.

Tavallisilla stabilointiaineilla on negatiivinen vaikutus PVC-tuotteiden kylmänkestävyyteen. Erityyppisillä stabilointiaineilla on erilainen vaikutus tuotteiden kylmänkestävyyteen niiden erilaisten muotojen ja fysikaalisten ominaisuuksien vuoksi. Koska se on välttämätön ja määrä on rajallinen, tätä seikkaa harvoin huomioidaan yleisessä formulaatiossa.

Lyhyesti sanottuna, valitsemalla/vaihtamalla lisäaineita, joilla on parempi kylmänkestävyys, ottamalla käyttöön joitain kylmänkestäviä polymeerejä ja sarjan kaavansäätömenetelmiä, PVC-materiaalien kylmänkestävyyttä voidaan parantaa vastaamaan matalan lämpötilan käytön vaatimuksia. Samaan aikaan meidän tulee myös kiinnittää huomiota moniin seikkoihin, kuten käsittelylämpötilaan, jäähdytyslämpötilaan, vetonopeuteen, rakennesuunnitteluun jne., millä on myös tietty vaikutus PVC-tuotteiden kylmänkestävyyteen.

Osa Xiongxing Groupin kokeellista tieteellistä tutkimushuonetta

Yhteenvetona voidaan todeta, että Xiongxing Groupin tieteellinen tutkimushenkilöstö ehdottaa, että PVC-kaavaa suunniteltaessa kaikki tekijät, kuten käyttöolosuhteet, tuotteen rakenne, käsittelylaitteet, prosessiolosuhteet jne., on otettava huomioon yhdessä kaavan kanssa ja vastaavat säädöt tulisi tehdä kokeiluja. Hanki PVC-koostumus, jolla on erinomainen kylmänkestävyys.