悬浮ACR接枝共聚树脂与普通PVC共混树脂性能比较

张兰华

（河北盛华化工有限公司，河北张家口075000）

悬浮ACR接枝共聚树脂与普通PVC共混树脂性能比较

张兰华

（河北盛华化工有限公司，河北张家口075000）

在相同的实验检测条件下，对比分析了悬浮ACR接枝共聚树脂与PVC SG-5、PVC SG-5和抗冲改性剂CPE（或ACM）共混树脂基本物理力学性能、流变性能等的差异。比较结果表明，悬浮ACR接枝共聚树脂更具有优势。

悬浮ACR-g-VC；共混树脂；性能测试

聚氯乙烯（PVC）是一种产量大、综合性能优良的通用树脂，其制品具有硬度大、强度高、难燃、耐腐蚀、绝缘等特点，广泛应用于建筑业、农业、工业等领域。但是硬质PVC制品的缺口冲击强度很低，常温下只有5 kJ/m3左右，受冲击时极易脆裂，因此，在加工配方中需要添加必要的冲击改性剂以获得足够的冲击性能，达到增韧增强的目的。目前，国内提高PVC硬制品的冲击性能几乎全部采用共混增韧的方法，即在PVC树脂中加入冲击改性剂如CPE、MBS、ACM等以提高产品韧性，属于物理改性。这种方法制做出的产品存在着韧性和刚性不能同时兼顾、对共混加工条件依赖性强、分散性差、助剂相互吸收不好、增韧效率低等缺点。因此，研究生产一种既能保证产品强度又具有高韧性的PVC专用树脂来取代上述共混树脂是必要的。

河北盛华化工有限公司和河北工业大学在国内外对高抗冲PVC合成研究的基础上，详细地进行了聚合配方和工艺的设计与探索，共同开发研制了悬浮法ACR接枝共聚高抗冲树脂。该树脂是以ACR为基质，接枝氯乙烯单体形成以ACR为主链，PVC为支链的共聚物。由于ACR悬浮树脂是经过ACR改性的专用树脂，其ACR含量约为6%，在使用该树脂加工制品的配方中，不必另外加入增韧改性剂。是一种经过化学改性的树脂，克服了物理改性共混料分散不匀、助剂相互吸收不好等缺点，在不影响其他指标的前提下，同样能达到更优异的增韧效果。本研究采用对比实验，在所用助剂和检测条件都相同的情况下，以PVCSG-5树脂中加入10份CPE或10份ACM（通常管材生产配方中加入的冲击改性剂的量），来与悬浮ACR树脂以及PVCSG-5树脂性能做比较。为了不改变材料本身的性能，助剂中只加内、外润滑剂和热稳定剂，不添加其他改性剂和助剂。

1 实验部分

1.1 主要原料

PVCSG-5型树脂，河北盛华化工有限公司；悬浮ACR树脂，公司自产；CPE135，淄博济维泽化工有限公司；ACM，潍坊东临化工有限公司；十八醇，硬脂酸钙，有机锡热稳定剂8831，国产市售；试剂级二氯甲烷，分析纯，国产市售。

1.2 主要仪器与设备

高速混合机（10 L，转速1 430 r/min），张家港市欣东亚电机制造有限公司；开放式炼塑机（SK-160），江都市天发试验机械厂；平板硫化机（XLB-D），湖州顺力橡胶机械有限公司；压力试验机，济南恒瑞金试验机有限公司；万能试验机（WDW-20），承德德盛检测设备有限公司；简支梁冲击试验机（XJ-5），承德德盛检测设备有限公司；高低温湿热试验箱（DEJC-100），厦门德仪设备有限公司；转矩流变仪（XSS-300），上海科创橡塑机械设备有限公司；试样锯、缺口制样机、哑铃型制样机、热变形、维卡软化温度测定仪（RV-300F）、二氯甲烷浸渍性试验机（XQZ-20），均为承德精密试验机有限公司制造。

1.3 主要测试方法

依据GB/T1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定》、GB/T9341-2008《塑料弯曲性能的测定》、GB/T1043-93《硬质塑料简支梁冲击试验方法》、GB/ T1634.2-2004《塑料负荷变形温度的测定》、GB/ T1633-2000《热塑性塑料维卡软化温度的测定》、GB/T13526-92《硬聚氯乙烯管材二氯甲烷浸渍试验方法》。

1.4 试样制备工艺

1.4.1 配料、混料工艺

在一定量的悬浮ACR树脂、PVCSG-5型树脂、PVC SG-5型树脂中加10份CPE及PVC SG-5型树脂加10份ACM的混合料中分别加入0.8%的十八醇、0.8%的硬脂酸钙及2%的液体热稳定剂8831，手动搅拌至8831分散开，放入高速混合机内，搅拌至温度不低于100℃，出料，放至常温，等待炼塑。

1.4.2 炼塑工艺

采用双辊炼塑，前辊温度为182℃，后辊温度为180℃，前辊温度较后辊温度略高，这样，片材容易粘到前辊上，方便操作。前辊转速为8.95m/min，后辊转速为12.06m/min（机器出厂时已调好）。粉料放进炼塑机内全部塑化后，先薄通4次（片材厚度为0.40~0.50mm），之后厚通4次（片材厚度约1.0mm左右），再薄通4次，最后，厚通出片（从进料开始到出片，辊压时间约为5min），出片厚度为1.05~1.10mm。

1.4.3 压板工艺

将上述片材裁剪成一定尺寸，每次把4片置入模具中，在平板硫化机上热压成型，热压温度为180~185℃，预热（可加1MPa压力）6min，之后，加压至5.0～6.0MPa，保持4min，然后，移到常温压力试验机上，施加一定压力，以试样不改变热压时的厚度为宜，冷压至试样温度达到室温，即可得到（4±0.2）mm厚度的板材试样。

1.4.4 制备试样

利用试样锯，缺口制样机，哑铃型制样机，将上述压成的试样制成所需要的规格样条，去掉每个样条的毛刺后，在23℃的恒温环境下放置24 h后，量尺寸再分别进行性能检测。

2 测试部分

2.1 拉伸性能

按照GB/T1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定》测试。样条选用GB/T1040.2-2006中1B型试样，拉伸速度为20mm/min。

2.2 弯曲性能

按照GB/T9341-2008《塑料弯曲性能的测定》测试。样条尺寸为长度（80±2）mm；宽度（10.0±0.2）mm；厚度（4.0±0.2）mm；跨度为64 mm，试验速度为2 mm/min。

2.3 维卡软化温度

按照GB/T1633-2000《热塑性塑料维卡软化温度的测定》测试。样条为边长10mm的正方形，采用A50法，即用10N的力，加热速率为50℃/h，使用的传热介质为甲基硅油（闪点为260℃以上）。

2.4 负荷变形温度

按照GB/T1634.2-2004《塑料负荷变形温度的测定》测试。样条尺寸为：长度（80±2）mm；宽度（10.0±0.2）mm；厚度（4.0±0.2）mm；跨度64mm。采用平放试验，A法（即施加的弯曲应力为1.80MPa），加热速率为120℃/h。

2.5 缺口冲击强度

按照GB/T1043-93《硬质塑料简支梁冲击试验方法》测试。样条尺寸为长度（80±2）mm；宽度（10.0±0.2）mm；厚度（4.0±0.2）mm。采用C型缺口类型（缺口宽度2mm）。试样分2部分，一部分在23℃进行常温冲击，使用4 J摆锤；另一部分在-10℃的恒温下放置1 h后，进行低温冲击，使用1 J摆锤。

2.6 流变性能

用转矩流变仪，在恒定温度180℃和转速40 r/min的条件下，分析1.4.1中混好的干混料的流变性能。

2.7 二氯甲烷浸渍试验

参照GB/T13526-92《硬聚氯乙烯管材二氯甲烷浸渍试验方法》测试。将1.4.4中制好的试样切成长宽为5 cm×3 cm的长方形，用细砂纸打磨平整表面，放在恒温15℃的二氯甲烷溶液中浸渍15min，取出，常温放置15min，观察其表面破坏程度。

3 结果与分析

以上所有试样均在23℃恒温下放置24 h以上，除-10℃（在-10℃下放置1 h）简支梁冲击强度外，其他项目都在23℃恒温下检测。测试结果分别见表1、表2。比较树脂或其混料的流度曲线图见图1。

表1 悬浮ACR和PVC SG-5型树脂及其共混料基本性能比较

表2 悬浮ACR和PVC SG-5型树脂及其共混料流变性能比较

从表1可以看出，悬浮ACR树脂的绝大部分测试项目数据都要高于PVCSG-5型树脂及PVC树脂加入10份CPE（或ACM），并且在不降低拉伸强度、弯曲强度等刚性指标的前提下，缺口冲击强度、断裂伸长率等韧性指标要远远高于它们的混合料，说明悬浮ACR树脂具有很好的抗冲击韧性，而且在低温条件下也具有较好的冲击强度，维卡软化温度及负荷变形温度等指标与共混料相比比较接近。

从表2、图1可看出，PVCSG-5型树脂及其共混料都有一定的塑化时间，而ACR树脂流变曲线则没有明显的最大、最小扭矩，说明很容易熔融塑化。4种材料到达熔融平衡点的时间没有太大差别，均为5min左右，但是悬浮ACR树脂的平衡扭矩却要比另外3种材料小近5Nm，说明其流动性能很好，易于加工。另外，PVCSG-5试样颜色发黄、透明，其与CPE或ACM的共混料试样颜色也发黄、不透明，而悬浮ACR树脂的试样颜色更白、更光亮、不透明，说明其更适于加工成白色不透明制品。

通过结果，ACR树脂和PVCSG-5型树脂表面和断面没有受到破坏，而另2种共混料断面没有破坏，表面有很明显的破坏，说明在相同的工艺条件下制备的试样成品，共混料的塑化程度和均一性不及悬浮ACR树脂和PVCSG-5树脂。

4 结论

（1）悬浮ACR接枝共聚树脂的各项性能指标明显优于PVCSG-5树脂及其与CPE或ACM的共混料，尤其是在不降低拉伸强度、弯曲强度等指标的前提下，缺口冲击强度大幅提高。

图1 悬浮ACR和PVC SG-5型树脂及其共混料流变曲线

（2）悬浮ACR接枝共聚树脂比共混料容易塑化、流动性好、易于加工、而且颜色更白、更光亮，加工成白色不透明制品更具有优势。

（3）在相同的工艺条件下，悬浮ACR树脂的塑化程度和均一性要好于PVCSG-5树脂与CPE或ACM的共混料。

（4）悬浮ACR接枝共聚树脂的各性能指标都比较好，尤其是抗冲击方面更有优势，而且克服了共混料分散不匀、助剂相互吸收不好等缺点，可作为一种新型的专用高抗冲树脂在加工生产中得到推广。

Performance com parison between suspension ACR-g-VC copolymer resin and PVC SG-5m ixed resin

ZHANG Lan-hua
(Chlor-alkaliengineering centerofHebeiShenghua ChemicalCo.Ltd.,Hebei,Zhangjiakou,075000)

The basic physical and mechanical performance was analyzed among suspension ACR-g-VC copolymer resinwith high impact,PVCSG-5 resin,PVCSG-5 resin add 10%CPE and PVCSG-5 resin add 10%ACM in the same test conditions.Itwas concluded that suspension ACR-g-VC copolymer resin with high impacthadmore excellentphysicalandmechanical performance,and especially its impactstrength was much higher than othermixed resin.It isa kind ofhigh impact resin.

suspension ACR-g-VC;mixed resin;performance test

book=17,ebook=33

TQ325.3

B

1009－1785(2012)06-0017-04

2011-11-22

张兰华（1969—），女，工程师，1992年毕业于河北轻化工学院（今河北科技大学）有机化工专业，负责河北盛华化工有限公司氯碱工程技术研究中心从事分析检测工作。