消光PVC树脂聚合及加工性能研究

刘中海，尹建平，汪海位

（天伟化工有限公司，新疆 石河子832000）

消光PVC 树脂是一种化学微交联结构聚氯乙烯树脂，是在氯乙烯聚合过程中加入可与氯烯共聚、并能使聚氯乙烯分子链交联的化合物，使聚氯乙烯形成部分交联。采用这种部分交联的聚氯乙烯树脂加工制品，由于微凝胶存在，凝胶和溶胶组分的粘弹性不同，会在制品表面形成微小的凹凸，单光线照射到制品表面时，发生漫反射，表现出消光性能。

天伟化工有限公司进行消光树脂生产工艺的研究开发情况如下。

1 实验部分

1.1 原料

所有原料及试剂均为工业级。邻苯二甲酸二烯丙酯；马来酸二烯丙酯；聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯；TYXG－1300、TYXG－1000 天伟化工有限公司；三盐基硫酸铅；硬脂酸；轻质碳酸钙；邻苯二甲酸二辛脂；有机锡。

1.2 实验设备

哈克流变仪，HAAKE RC 9000，德国HAAKE 公司；电子天平，ME403，梅特勒托利多集团；双辊筒炼塑机；光电光泽计，GZ－11 型，上海实验仪器厂。

1.3 产物性能表征

（1）凝胶含量测定

称取一恒重的滤纸筒，称取适量样品于滤纸筒，然后放入脂肪抽出器中，加入THF 溶剂，在抽提温度为（80±2）℃抽提24 h，直至可溶分完全溶解。将THF 不溶物在通风橱内自然挥发掉残留溶剂，于烘箱中干燥至恒重。

式中：m0—滤纸筒质量，g；

m1—样品质量，g；

m2—恒重后不溶物加滤纸筒的质量，g。

（2）消光性能表征

消光树脂加工配方：消光PVC 树脂粉100 份；邻苯二甲酸二辛脂15 份；三盐基硫酸铅5 份；有机锡0.1 份；硬脂酸0.1 份。

在双辊炼塑机上将消光树脂加工为0.5 mm 厚的片材，前辊温度180 ℃，后辊温度175 ℃，混炼时间6 min。用光泽度计测量片材的表面光泽度。测量角度为60°，标准板为黑玻璃。

（3）凝胶膨润度测定

以凝胶膨润度来表征凝胶的交联密度。称取一定量的消光聚氯乙烯树脂，在55～60 ℃的水浴中用10 mL 四氢呋喃中溶胀1 h，再在室温下继续溶胀23 h， 在高速离心机上以1 000 r/min 的转速分离10 min，脱去溶胀后凝胶颗粒间的可溶分，使凝胶与溶剂分层，取出后静止24 h，测定凝胶相的体积即为凝胶的平衡溶胀体积。按下式计算膨润度：

Q＝VT/V0=ρVt/MG

2 结果与讨论

2.1 交联剂品种对PVC 树脂消光性能的影响

分别利用邻苯二甲酸二烯丙酯；马来酸二烯丙酯；聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯。作为交联剂与氯乙烯交联共聚，聚合成消光树脂凝胶含量见表1。

表1 相同用量交联剂生产的消光树脂

与聚合度1000 的普通PVC 树脂共混，配成凝胶含量分别为1%、5%、10%、15%、20%共混物加工成片材测试其消光性能，结果见图1。

由图1 可知，不同品种的交联剂当凝胶含量相同时，其消光性能之间的差异可以忽略。消光性能随凝胶含量的增加而增强。

图1 3种交联剂生产消光制品的光泽度对比

2.2 交联剂用量对PVC 树脂消光性能的影响

在同一聚合温度下试验不同交联剂用量对PVC 树脂消光性的影响，结果见图2。

图2 交联剂加入量与制品光泽度的关系

由图2 可知，随着交联剂用量的增加，凝胶含量随之增加，PVC 树脂光泽度呈现下降趋势，这样会直接导致PVC 树脂加工难度增加。经过试验发现，当把交胶联剂用量控制在0.3 份以内比较合适 （以氯乙烯单体用量为100 份计），0.3 以上则曲线基本变化不大，造成后加工困难[1]。

2.3 交联剂加入方式对PVC 树脂消光性能的影响

试验了不同时间、不同加入方式加入同样份数的交联剂对PVC 树脂消光性的影响，结果见表2。

表2 交联剂加入方式对PVC树脂消光性能的影响

由表2 可知，在聚合过程中以连续加入交联剂的方式制得的PVC 树脂消光性能各项指标较好，聚合过程稳定，所得PVC 树脂凝胶含量均一。

2.4 加工温度对PVC 树脂消光性能的影响[2]

通过对消光树脂加工段随挤出机温度的变化过程，得出加工温度对PVC 树脂消光性的影响，见表3。由表3 可知，在加工成型过程中，配方相同的情况下，加工温度对PVC 制品的消光性能影响很大，当挤出机各段温度为155 ℃、162 ℃、168 ℃，模头温度为170 ℃，时PVC 制品的消光性能最好。

表3 加工温度对PVC树脂消光性的影响

2.5 增塑剂用量对消光性能的影响

在加工配方中，加入量最大的是增塑剂，为探究增塑剂的用量对消光性能影响，把以聚乙二醇二（甲基）丙烯酸脂为交联剂的聚合所得的树脂在170 ℃温度下，加入同一种不同用量的增塑剂加工成型，测得光泽度见表4。

表4 增塑剂用量对消光性能的影响

从上表可知，随增塑剂的用量增加，消光性能逐步下降。

3 结论

（1）聚合温度根据PVC 制品凝胶含量的需求进行设定，在聚合开始反应时开始连续加入，至到聚合反应出现压力降为止； 交联剂用量确保不超过0.3 份。

（2）在加工成型PVC 消光制品时，增塑剂适宜的加工温度可获得消光性能良好的制品，加工温度过高或过低均会影响制品的消光性能。

［1］李 胜，黄志明，翁志学，等.含凝胶消光PVC树脂的消光性能研究.化工生产与技术，2003，10（4）：7-10.

［2］陈俊杰，吕颖琦.消光PVC树脂合成与加工成型的研究.聚氯乙烯，2011，39（12）：25-27.