PVC增韌抗沖賦予了PVC特殊的性能，能夠使我們的PVC制品滿足更多的需求，滿足更多的特殊要求，本篇分為兩部分，本文為PVC增韌抗沖改性第一部分。

下面說說各種改性材料對比：

一、CPE即氯化聚乙烯，由專用高密度聚乙烯(HDPE)經(jīng)氯化而制得的，即用氯原子部分取代HDPE分子鏈上的氫原子的產(chǎn)物。干燥后為白色粉末，無毒。

CPE分子式：CH2-CHCl-CH2-CH2 ]n

英文簡稱：CPE 或CM 氯化聚乙烯(CPE)為飽和高分子材料。

特性

由于CPE分子不含雙鏈，具有良好的耐候性，同時(shí)具有耐燃性、熱穩(wěn)定性優(yōu)于PVC，成本低，性能優(yōu)良。溶于芳烴和鹵代烴，不溶于脂肪烴，在170℃以上分解，放出氯化氫氣體，其具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的耐老化性、耐燃性、耐寒性、耐候性、自由著色性、耐化學(xué)藥品性、耐臭氧性和電絕緣性以及良好的相容性和加工性，可與PVC、PE、PS及橡膠摻混以改進(jìn)其物性。

影響CPE性能的三大因素

第一:所用PE種類的-----由高分子量聚乙烯所得的CPE有較高的黏度和拉伸強(qiáng)度，但這種CPE與PVC樹脂間的附著力低，用低分子量的聚乙烯所得的CPE的黏度和拉伸強(qiáng)度較低，采用高密度聚乙烯所得的CPE有良好的耐熱變性能。

第二:原料粒子的大小-----粒度太小時(shí)易形成凍膠或團(tuán)塊狀CPE，粒徑過大時(shí)氯的分布不均勻，難溶于有機(jī)溶劑，粒度范圍在0.1-200 μm最佳。

第三:CPE氯化程度的高低-----氯含量在25%以下時(shí)，與PVC相容性差，不能作為改性劑用;氯含量大于40%時(shí)與PVC相容性好，可作為固體增塑劑用，不適合做沖擊改性劑;氯含量為36-38%的CPE具有良好的彈性及與PVC相容性，因而廣泛用作PVC抗沖擊改性劑。現(xiàn)使用最多的是含氯35%的CPE，氯含量在35%左右的CPE其結(jié)晶度和玻璃化溫度均較低，具有良好的橡膠彈性，并且與PVC有適宜的相容性，被廣泛作PVC硬制品的抗沖擊改性劑作用。

CPE抗沖改性劑的選擇

1)國內(nèi)CPE型號一般用如135A、135B、140B、239C等來標(biāo)識，其中第一位數(shù)字1和2表示殘余結(jié)晶度(TAC值)的大小，1代表TAC值在0-10%，2表示TAC值>10%，第2、3位數(shù)字表示氯含量，如35表示氯含量為35%，最后一位是字母ABC，用來表示原料PE分子量的大小，A為最大，C為最小。

2)分子量的影響:CPE的A型料分子量最大，熔融黏度也大，其黏度與PVC最匹配，在PVC中分散效果最好，可以形成理想的網(wǎng)絡(luò)狀的分散形態(tài)，所以一般選擇CPE的A型料做PVC的改性劑。

3)TAC值:TAC值表示CPE分子中PE結(jié)晶和無定形態(tài)的含量，從一定程度上反映了CPE分子上氯原子的分布均勻情況，TAC值大，表示PE鏈段結(jié)晶多，而PE鏈段與PVC相容性差，TAC值小則PE與PVC相容性好，一般選TAC值小于5的CPE作為抗沖擊劑。

CPE添加量對PVC的影響

加入量在10分以下時(shí)PVC的抗沖強(qiáng)度隨CPE的加入而很快增大，但再進(jìn)一步提高CPE的加入量則PVC抗沖強(qiáng)度提高的很少。因此，作為抗沖擊劑使用，CPE的加入量以8-10份為宜，同時(shí)隨著CPE的增加，PVC共混物的拉伸強(qiáng)度持續(xù)下降，斷裂伸長率增加，如以拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率的乘積表示其韌性，則很明顯隨著CPE加入量的增加PVC韌性明顯會提高。

有文獻(xiàn)認(rèn)為在8份以上時(shí)，CPE超過在PVC中的飽和溶解度而從PVC中析出，形成PVC為海，CPE為島的微相分離結(jié)構(gòu)，從而較大幅度提高了PVC的沖擊強(qiáng)度，也有文獻(xiàn)認(rèn)為CPE在超過6份時(shí)，能在配方中形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，從而起到?jīng)_擊改性作用，但CPE在低添加量下(如1份)時(shí)，既不能在配方體系中形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，也不會超過其在PVC中的飽和溶解度而析出，它在配方中的沖擊改性作用甚微。

CPE對PVC加工性能的影響

CPE添加份數(shù)低于5份時(shí)，是延遲塑化的，在5份時(shí)其對配方體系的塑化基本沒有影響。在CPE超過5份時(shí)起著促進(jìn)塑化的作用，隨著CPE的增加，配方的塑化時(shí)間越來越短，最大塑化扭矩和平衡扭矩增高，塑化溫度逐漸下降。

CPE的氯含量為35%，它的結(jié)構(gòu)中存在兩個(gè)鏈段:一種是氫原子被氯原子取代的氯化鏈段，此段結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)，與PVC相似，兩相容性良好，另一種是氫原子沒被氯原子取代的PE鏈段，此段結(jié)構(gòu)極性很弱，與PVC相容性差，在PVC之間起外潤滑作用，能延遲PVC的塑化。

CPE的玻璃化溫度在10℃左右，而PVC為80℃，在試驗(yàn)條件下，CPE表現(xiàn)出比PVC更早變軟塑化的趨勢和稍高的黏度，當(dāng)CPE添加量少時(shí)，CPE與PVC相容性良好的極性鏈段總量少，PE鏈段的外潤滑的占主導(dǎo)地位，延遲體系的塑化，隨著CPE的增加，大量CPE分子的提前變軟塑化和更高黏度促使整個(gè)配方體系的黏度增加，此時(shí)，CPE對整體物料的黏度的影響克服了其結(jié)構(gòu)中PE鏈段的外潤滑作用，使整個(gè)配方體系在更低的溫度下開始塑化，對物料塑化起促進(jìn)作用。

二、 ACR

ACR 是丙烯酸酯類共聚物，是聚氯乙烯的新穎改性劑，發(fā)展很快 。目前用作 PVC 改性劑的 ACR 基本有兩類：一類用以改善硬PVC的加工性能 ，屬加工改性劑；另一類是用以提高 PVC 制品沖擊強(qiáng)度 的抗沖擊改性劑。兩者化學(xué)組成的區(qū)別在于，ACR 抗沖擊改性劑含有丙烯 酸酯類交聯(lián)彈性體形成的核，核外是甲基丙烯酸甲酯一丙烯酸乙酯共聚物組成的殼 好的 ACR 與 PVC 的共混體系的抗沖擊強(qiáng)度可比PVC提高 1O 倍以上 ，而且其拉伸性能也大大提高 ，尤其適用于戶外的硬 PVC塑料制品。ACR 與其它的抗沖擊改性劑相 比，具有加工性能好 ，抗沖擊效果明顯，制品表面光潔美觀及優(yōu) 良的耐老化性能。

一般來講，適當(dāng)提高 ACR 中彈性 體的含量可大大提高沖擊強(qiáng)度，在彈性體含量為50~ 60％范圍內(nèi)改性效果較好，彈性體含量過高時(shí)，PVC／ACR 熔體粘性大與PVC的相溶性降低 ，不易均勻分散，達(dá)不到改性效果，含量一般不超過 70 。ACR 粒子的大小是影響抗沖擊改性效果的關(guān)鍵因素之一，好的AcR 橡膠核的粒徑應(yīng)在 0．1～O．5 左右，太大太小都不好。特別需要指出的，相同的加工條件下，Pv c／ACR 的體 系，采用不同的穩(wěn)定體系所制得的共混物沖擊強(qiáng)度有較大的差別。如在相同的條件下，采用硬脂酸鋇一硬脂酸鎘為穩(wěn)定劑時(shí)，較采用鉛鹽穩(wěn)定劑具有較高的抗沖擊性能。

ACR為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物，ACR為近年來開發(fā)的最好的沖擊改性劑，它可使材料的抗沖擊強(qiáng)度增大幾十倍。ACR屬于核殼結(jié)構(gòu)的沖擊改性劑，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物組成的外殼，以丙烯酸丁酯類交聯(lián)形成的橡膠彈性體為核的鏈段分布于顆粒內(nèi)層。尤其適用于戶外使用的PVC塑料制品的沖擊改性，在PVC塑料門窗型材使用ACR作為沖擊改性劑與其它改性劑相比具有加工性能好，表面光潔，耐老化好，焊角強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但價(jià)格比CPE，高1／3左右。國外常用的牌號如K-355，一般用量6—10份。

三、 MBS

抗沖改性劑MBS是MMA接枝丁苯膠乳后經(jīng)鹽析干燥而成的核-殼共聚物，用其改性PVC能提高其沖擊強(qiáng)度和綜合性能，因其與PVC折光率相近，使改性的PVC是有較好的透明性，因此廣泛應(yīng)用于透明制品。因其含有丁二烯見光易分解老化，因此不適用于戶外制品。

MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三種單體的共聚物。MBS的溶度參數(shù)為94-9．5之間，與PVC的溶度參數(shù)接近，因此同PVC時(shí)相容性較好，它的最大特點(diǎn)是：加入PVC后可以制成透明的產(chǎn)品。一般在PVC中加人10-17份，可將PVC的沖擊強(qiáng)度提高6—15倍，但MBS的加入量大于30份時(shí)，PVC沖擊強(qiáng)度反而下降。MBS本身具有良好的沖擊性能，透明性好，透光率可達(dá)90％以上，且在改善沖擊性同時(shí)，對樹脂的其他性能，如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等影響很小。MBS價(jià)格較高，常同其他沖擊改性劑，如EAV、CPE、SBS等并用。MBS耐熱性不好，耐候性差，不適于做戶外長期使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。

MBS不但能賦予硬 PVC良好的增韌效 果和優(yōu)異的透光率 ，同時(shí)也能改善它的加工性能，這是因?yàn)?MBS在塑煉過程中纏繞PVC，相互摩擦，結(jié)果不僅促使了PVC顆粒崩解，而且與 PVC粒子粘結(jié)在一起 ，促進(jìn)了 PVC的凝膠化 ，因而縮短了熔融時(shí)間，減少了物料在擠出機(jī)中的停留時(shí)間，防止了PVC分解，改善了PVC的加工性。

PVC/MBS共混物的主要性能特點(diǎn)如下 ：

1．抗沖擊強(qiáng)度一般PVC高五倍以上，甚至可高三十倍以上，其韌性也大大超過PVC /EV/A和PVC／CPE兩種共混物；

2．由于在分散項(xiàng)結(jié)構(gòu)中引入了MMA成分，增加其極性，提高與PVC的相溶性 ，因此此種共混物的透光性不僅大大超過PVC/EVA和PVC／CPE，也超過PVC／ABS ；

3．同樣，基于相溶性的提高，PVC／MBS共混物經(jīng)受折曲時(shí)，其應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象少于PV C ／ABS ；

4．經(jīng)受長時(shí)間混煉以及 自然老化試驗(yàn) ，抗沖強(qiáng)度下降很多，故廢料可回收利用。性能及組成上 與PVC／MBS 相近的聚合物共混物還有：

1、SBR上接枝MMA和AN后與PVC共混 ；

2．SBR上接枝MMA\AN 、ST后與PVC共混 ；

3．ABS上接枝MMA后與PVC共混。這些共混物均具有較卓越抗沖性能和透光性能 。

四、SBS

SBS為苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物，也稱為熱塑性丁苯橡膠，屬于熱塑性彈性體，其結(jié)構(gòu)可分為星型和線型兩種。SBS中苯乙烯與丁二烯的比例主要為30／70、40／60、28／72、48／52幾種。主要用做HDPE、PP、PS的沖擊改性劑，其加入量5—15份。SBS主要作用是改善其低溫耐沖擊性。SBS耐候性差，不適于做戶外長期使用制品。

五、ABS

ABS為苯乙烯(40％-50％)、丁二烯(25％—30％)、丙烯腈(25％-30％)三元共聚物，主要用做工程塑料，也用做PVC沖擊改性，對低溫沖擊改性效果也很好。ABS加入量達(dá)到50份時(shí)，PVC的沖擊強(qiáng)度可與純ABS相當(dāng)。ABS的加入量一般為5—20份，ABS的耐候性差，不適于長期戶外使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。

六、EVA

EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物，醋酸乙烯酯的引入改變了聚乙烯的結(jié)晶性，醋酸乙烯酯含量大量差，而且EVA與PVC折光率不同，難以得到透明制品，因此，常將EVA與其它抗沖擊樹脂并用。EVA添加量為10份以下。

另外橡膠類抗沖擊改性劑也是性能優(yōu)良的增韌劑，主要品種有：乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)及丁苯橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、聚異丁烯、丁二烯橡膠等，其中EPR、EPDM、NBR三種最常用，其是改善低溫耐沖擊性優(yōu)越，但都不耐老化，塑料門窗型材一般不使用這類沖擊改性劑。

目前，在國內(nèi)CPE主要應(yīng)用作PVC的抗沖擊性劑，而國外主要應(yīng)用MBS及ACR(丙烯酸酯類共聚物)，尚有ABS(丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物)和EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)。經(jīng)實(shí)用比較，MBS樹脂是綜合性能優(yōu)異的抗沖擊改性劑品種，尤以透明性和配位性為佳。

具體比較如下：

透明性：MBS>ACR>CPE、EVA

加工性：MBS、ACR>CPE>EVA

配伍性：MBS>ACR>CPE>EVA

MBS樹脂的抗沖擊性優(yōu)于EVA，但差于ACR、CPE及ABS。耐候性方面MBS與ABS近，卻劣于其他三者。光及熱穩(wěn)定性方面MBS也近于ABS，但低于ACR．與CPE。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，MBS樹脂在透明型PVC樹脂制品加工中的重要作用，尚無法替代。MBS樹脂通?？墒筆VC的沖擊強(qiáng)度提高5-6倍，并對抗張強(qiáng)度、伸長率影響很小。

我們只有根據(jù)不同的使用要求 ，不同的生產(chǎn)要求，選擇不同的改性劑及配方，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能和價(jià)格比的最優(yōu)化。

賽諾新材，15年積淀， 聚乙烯蠟  品牌生產(chǎn)商，藍(lán)海股權(quán)機(jī)構(gòu)掛牌上市企業(yè)。專注從事潤滑分散體系的研發(fā)生產(chǎn)，包含聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EBS、硬脂酸鋅等助劑的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用工作。咨詢熱線： 400-8788532。

作者：賽諾新材             來源：h7424.cn。