PVC/CPVC发用纤维加工性能及使用性能

邓文开

摘 要：在发用纤维加工中，使用到PVC/CPVC两种成分，CPVC是PVC氯化的产物，与PVC相容性较好，同时CPVC具有耐热性好、阻燃性好、燃烧时生成的有毒烟气量小等特点。PVC通过共混少量的CPVC，再添加适量的加工助剂，可增加PVC树脂的热稳定性，使其可顺利熔融纺丝生产人造毛发用纤维。但是，加工助剂中增塑剂多为小分子油状化合物，在熔融挤出加工过程中，有利于PVC/CPVC树脂的熔融塑化挤出，但小分子的存在削弱了大分子间作用力，导致纤维尺寸稳定性差，热收缩性不好，长期使用存在迁移的可能，影响制品使用性能。

关键词：PVC；CPVC；发用纤维；性能

丁腈橡胶（NBR）與聚氯乙烯（PVC）具有相近的溶度参数，相容性好，因此可用PVC增强改性NBR，或用NBR增韧PVC。PVC/NBR共混胶主要应用于油管和燃油管外层胶、电线电缆护套、耐油输送带、汽车密封件、胶辊和胶圈、汽车模压零件、微孔海绵、发泡绝热层、汽车防水条、靴底和防护涂层等领域。PVC/NBR泡沫制品具有NBR突出的交联橡胶弹性和耐油性，又兼有PVC的可塑性、耐候性、阻燃性能、热绝缘性、耐化学腐蚀性以及弹性好、密度低、收缩变形率小等优良性能，因此应用广泛。

1 假发用纤维的基本性能

密度：纤维体积密度的测量采用液体置换法，原理是将一定量的待测纤维在常态空气中称重，然后将其完全浸入某种液体（液体密度已知且要小于待测纤维密度）中再次称重，得到纤维的平衡力学方程式，从而推出纤维的密度。

2 实验

2.1 原料

PVC粉，SG3，平均聚合度1 260，k为71，方大锦化化工科技股份有限公司；CPVC粉，J-700，潍坊亚大塑胶有限公司；邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、单硬脂酸甘油酯，分析纯，天津市光复精细化工研究所；抗氧剂1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯），分析纯，大连锦隆化工有限公司；Ca/Zn热稳定剂，有机锡T-580热稳定剂。

2.2 试样制备

基本配方（质量份）为PVC50，CM变量，NBR变量，炭黑5，滑石粉变量，Al（OH）3变量，氯化石蜡变量，DOP25，氧化锌1.2，硬脂酸锌2，AC10，硫黄1，促进剂ZBS0.6，促进剂TT0.5。将台湾高铁科技有限公司生产的KY-3220型密炼机温度调节到160℃，加入PVC和DOP，塑炼均匀后依次加入NBR、CM、促进剂、氧化锌、硬脂酸锌、Al（OH）3、滑石粉或氯化石蜡、炭黑，制得母胶，然后降温至80℃，加入AC、硫黄，混合均匀。

2.3 纤维性能测试

流变性：用英国Rosand公司的RH2000型毛细管流变仪测定流变性能，毛细管孔径0.5mm，长径比16：1，剪切速率200～3000s-1，温度174、178、182℃。TGA：采用美国TA公司的Q50型热重分析仪测定，升温速度10℃/min，扫描温度范围为室温至600℃，气氛为高纯氮气。DSC：采用瑞士梅特勒DSC-2C差示扫描量热仪测定，升温速度10℃/min，扫描温度范围为室温至150℃。SEM：采用日本电子株式会社JSM-6369LV型扫描电子显微镜对纤维横截面进行观察，加速电压10kV，放大倍数200～2 000倍。热收缩率：将乙醚萃取前后PVC/CPVC纤维悬挂一定质量的负荷使之伸直但不拉伸，取300mm长纤维，记作原长l0，将纤维负荷去除后，分别置于50、60、70、80、90℃烘箱中，30min后取出，冷却至室温，重新悬挂上负荷，量取长度l。热收缩率=（l0-l）/l0×100%。极限氧指数：采用SH5706氧指数仪测纤维的极限氧指数。

3 结果与讨论

3.1 CM/NBR对发泡材料性能的影响

PVC/CM/NBR发泡材料的发泡倍率随着NBR并用量的增加越来越大，泡孔壁逐渐变薄，泡孔逐渐变大且更加均匀。这主要是因为在硫黄硫化体系中CM和PVC不能有效地交联，NBR含量较低时，共混体系的交联程度也相对较低，难以形成较稳定的三维网状结构，气体容易向外散失，因此发泡倍率较小，所形成的泡孔也较小且不均匀，泡孔壁较厚，并且出现串孔现象。随着NBR并用量的增加，发泡材料的收缩率变化不大，而氧指数变小，这是由于CM的阻燃性能优于NBR的缘故。综合考虑，实验中选取CM/NBR为20/30。

3.2 PVC/CPVC共混体系的热稳定性

PVC热分解分为两个阶段，第一阶段失重在200～350℃，是PVC受热脱HCl反应。HCl脱出后分子形成共轭双键，热稳定性提高，表现为曲线下降缓慢。温度在400～500℃共轭双键大分子链断裂，形成第二阶段失重。

3.3 PVC/CPVC共混纤维热收缩性

随着温度的升高，分子运动变得更容易，分子链间易发生解取向作用，使得取向作用下伸展的大分子链发生卷曲，产生回缩现象，温度越高，解取向作用越大，纤维热收缩率越高。

4 结语

PVC/CPVC共混物熔体为假塑性流体，n小于1，加工时随剪切速率的增大，表观黏度呈下降趋势。Ca/Zn热稳定剂添加量为1.2%和有机锡T-580添加量为2.4%的两个配方更有利于纤维的加工成型，有机锡T-580添加量为2.4%时纤维的热稳定性更好。乙醚萃取降低了纤维的热收缩性能，提高了纤维的使用性能。

参考文献：

[1]何继敏.新型聚合物发泡材料及技术[M].北京：化学工业出版社，2007.