不同聚合度PVC树脂的性能研究.pdf

研究与开发
齐鲁石油化工,2010,38(1):54~56
QILU PETROCHEMICAL TECHNOLOGY
不同聚合度PVC树脂的性能研究
张学明王晶张新华刘浩
(中国石化齐鲁分公司研究院,山东淄博,25400)
摘要对不同聚合度聚氯乙烯树脂的基本性能、塑化性能、流变行为进行了研究。结果表明:随着聚氯乙烯树脂
聚合度的增加,树脂的基本性能变好,而加工性能和流变行为变差。
关键词聚合度基本性能塑化性能流变行为
中图分类号:TQ325文献标识码:B文章编号:1009-9859(2010)01-0054-0
聚氯乙烯(PVC)是五大热塑性合成树脂之仪器仪表有限公司;离心机IS-300,广州医药机
其制品是最早实现工业化的品种之一。PVC械厂;鸟氏黏度计,上海分析仪器有限公司;PWC
可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等专用混合机组SRL-20/25A,张家港市万塑机械
方式进行加工。由于PVC具有较好的机械性能、有限公司;转矩流变仪 HAAKE,德国 HAAKE公
耐化学腐蚀性和难燃性等特点,广泛的应用于塑司;毛细管流变仪ACER2000美国AT公司。
料制品的各个领域。用户对制品的不同要求,促1.3试验标准和方法
使PVC生产企业开发不同聚合度(文中均指平均
(1)聚合度:按照Q/TSHO02.9.157标准测试。
聚合度)的PVC树脂以满足市场的需求。PVC树
2)表观密度:按照CB/T20022-2005标准
脂聚合度也成为划分树脂型号,影响加工和使用测试。
特性的最基本因素。PVC树脂聚合度对制品力
(3)白度:按照CB/T2913-1982标准测试。
学性能的影响已有详细研究,随着PVC树脂聚合老化白度:按照CB/T15595-1995标准测试。
度的增加(粘均相对分子质量小于1.6x10°时),
4)增塑剂吸收量:按照CB/T3400-2002
拉伸强度、冲击强度、断裂强度、断裂伸长率等力标准测试。
学性能提高,屈服强度降低?。本文主要进行
(5)混料:高速混合温度110℃左右,混合时
了聚合度对PVC树脂基本性能、塑化性能和流变间约10min,低速混合冷却至40~50℃后出料。
行为影响的研究,为不同聚合度的PVC树脂加工
6)塑化性能:采用 HAAKE转矩流变仪测
和应用提供参考。
试,温度160℃,转子转速40r/min,加料量68g。
(7)流变性能:按 ASTM D3835-96,采用高
试验
压毛细管流变仪测试,毛细管直径1mm,长径比
1试验原料
10:1,温度190℃。
主要试验原料:PVC树脂粉QS-650、S
700、S-800、S-1000,中国石化齐鲁分公司;PVC2结果与讨论
树脂粉W-500,国内某厂家;有机锡TM-181,2.1不同聚合度树脂的基本性能研究
美国;CPE,潍坊亚星助剂厂;ZB-60,ZB-74,淄
从悬浮法通用型PVC树脂(GB/T5761
博塑料助剂厂;轻质活性碳酸钙,张店富源重钙
收稿日期:2009-07-06;修回日期:200-12-09。
作者简介:张学明(1978-),男,工程师。2002年毕业于山
1.2试验设备
东大学高分子材料科学与工程专业,现在中国石化齐鲁分公
主要试验设备:表观密度测定仪,BMY-I,
可研究院从事树脂合成、塑料加工与应用研究工作。电话
金建检测仪器有限公司;白度计WSB-Ⅱ,温州
0533-7582130。
第1期
张学明等.不同聚合度PVC树脂的性能研究
2006)的标准中可以看出,随着PVC聚合度的变聚合度是聚合温度函数,聚合度越高所需聚合温
化树脂性能也发生着变化。不同聚合度PVC树度越低,生产的树脂性能越好,如树脂的支链少
脂的基本性能见表1。
稳定性能好树脂颗粒疏松等,宏观表现为树脂的
老化白度高、表观密度小、增塑剂吸收量大
表1不同聚合度树脂的本性能
2.2聚合度对塑化性能的影响
项目
W-500QS-650S-700S-800S-1000
HAAKE转矩流变仪能够模摑实际生产中的
聚合度
6106507008101020
状况,对PVC配混料进行塑化性能研究,根据塑
表观密度/g·mL10.600.600.580.570.56
化曲线反映的信息可了解到物料的可加工性、加
100g树脂增塑剂
吸收量/g
18
工设备所需要的传动功率大小、生产时的功率消
白度,%
9495959596
耗等情况。影响物料塑化性能的因素很多,主要
老化白度,%
80
828586
有树脂配方、混料工艺、塑化工艺等。在配方、混
料和塑化工艺条件相同的情况下,树脂的相对分
从表1可看出,PVC树脂随聚合度的增加,表子质量即聚合度的大小对物料塑化性能有着决定
观密度逐渐降低,增塑剂吸收量、老化白度逐渐提性的影响。图1为不同聚合度(600~1000)PVC
高,树脂的白度变化不大。众所周知,PVC树脂树脂配混料对塑化性能的影响。
55
50
ー-W-500
45
nwen. S-800
S-1000
百30
25
20
15
10
04080120160200240280320360400440480520560600
时间
图1不同聚合度PVC树脂物料的塑化性能
从图1的塑化曲线可看出,在配方和塑化工越差。
艺相同条件下,随PVC树脂聚合度的增加,物料
的塑化时间逐渐延长,平衡扭矩逐渐增大。
寝2不同飛合度PVC树脂的熔因数
另外,还可通过计算熔融因数F来衡量物料
项目W-500QS-650S-700S-800S-1000
加工性能的好坏。熔融因数的计算公式为:
塑化时间/g
74
最大扭矩/N?m33.0
F=7B/(T?C)
最小扭矩/N·m28.2
522.223.720.8
式中:T-最大转矩,N?m;
熔融因数
0.760.750.650.560.40
T一一最小扭矩,N·m;
C熔融时间(塑化时间),s。
2.3聚合度对流变行为的影响
熔融因数F值越大,物料加工性能越好。
采用高压毛细管流变仪对不同聚合度树脂的
由表2计算结果可看出,随PVC树脂聚合度的流变行为进行研究,测试条件:温度190℃,毛细
增加,熔融因数越来越小,树脂的加工性能越来管直径D=1mm,长径比D=10:1,试验结果如