实习报告
通过一个多星期的学习,我对PVC电缆料生产工艺有了一个大致的了解。PVC电缆料是一种软聚氯乙烯塑料,它是以聚氯乙烯树脂为主要原料,加入增塑剂、稳定剂、填充料、着剂、阻燃剂以及其它助剂等,经过混合、塑化和造粒而制成的产品。 常 用 助 剂
稳定剂
在聚氯乙烯的聚合过程及加工过程中加入某些化学助剂,可以提高聚氯乙烯的稳定性,防止聚氯乙烯的降解。即使是软质聚氯乙烯,也需要加入稳定剂。这些稳定剂包括稳定剂,光稳定剂、抗氧剂等。 稳定剂简单的说就是阻止或延缓高分子材料降解的一类助剂。稳定剂的主要作用有: 1. 中和聚氯乙烯降解入出的氯化氢,阻止氯化氢对聚氯乙烯进一步的降解催化作用:
铅盐:
生成的PbCl2稳定、不溶。
金属皂类:
有机锡类:
环氧类:
胺类:RNH2+HCl RNH2Cl
醇盐:ROM+HCl ROH+MCl
硫醇盐:RSM+HCl RSH+MCl
2 取代不稳定的氯原子,这些氯原子包括支化点叔碳原子上的氯和与双键相邻碳原子上的氯。如有机锡、锌和镉的皂类等。
硫醇锡:
镉皂:
这里镉、锌皂的产物
会继续与不稳定氯起反应,生产的CdCl2、ZnCl2均能使氯乙烯上的 C-Cl 键活化,对降解氯化起催化作用,故前期对聚氯乙烯有很好的稳定作用,抑制其变,可是出现颜后,颜加深非常强烈。
通常将钡皂与镉皂同时使用,因镉皂比钡皂更容易与不稳定氯原子起反应,所生成的
又可与钡皂作用,重新生成镉皂,而产生的BaCl2对聚氯乙烯降解没有影响:
同样,将钙皂与锌皂同时使用,生成氯化钙对聚氯乙烯的降解也无影响。
3 与聚氯乙烯中不饱和双键反应,使双键成为饱和键,如硫醇类与不饱和双键反应产生的硫醇:
由于不饱和键成为饱和键,可能使已显的共轭双键褪。
常用的铅盐有
三盐基性硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O),俗称三盐
二盐基性亚磷酸铅(2PbO·PbHPO3·H2O),俗称二盐
盐基性碳酸铅(铅白)
金属皂类有
硬脂酸钙 (CaSt) 硬脂酸镉 (CdSt)
硬脂酸铅 (PdSt) 硬脂酸锌 (ZnSt)
硬脂酸钡 (BaSt) 二烷基二硫醇锡
环氧类
环氧硬脂酸丁脂
上述热稳定剂中,许多也是有效的光稳定剂。
另外如二苯酮类等有效地吸收紫外线,炭黑、钛白粉(氧化钛)、锌白(氧化锌)等以在聚氯乙烯制品表面吸收或反射辐射线,起到屏蔽光的作用,都可作为光稳定剂。
能捕获聚氯乙烯氧化降解产生的游离基,提高聚氯乙烯稳定性的物质如酚类,可以作为抗氧剂。
增 塑 剂
增塑剂:是为了降低聚合物的软化温度和提高其加工性、柔韧性或延展性而加入的低挥发性的一类物质,而这种作用则称为增塑作用。 增塑剂通常是高沸点的酯类或低熔点的固体,能增加聚氯乙烯加工成型时的可塑性和流动性,使比较坚硬的塑料变成柔软而有韧性的材料,使玻璃化温度和粘流温度降低,熔体粘
度减小。增塑剂还可能使聚氯乙烯微量晶体熔点降低,利于加工。
要求:与聚氯乙烯有较好的相容性,不易从制品中析出,不易挥发,不易迁移,耐溶剂,增塑效果保持长久,价格便宜,无毒或满足食品卫生标准。
主增塑剂 是与PVC有良好相容性的一类物质
辅助增塑剂 是与PVC有良好相容性的一类物质
按化学结构来分:
邻苯二甲酸酯类:邻苯二甲酸二丁酯,二丁酯,DBP
邻苯二甲酸二辛酯,二辛酯,DOP
磷酸酯类: 磷酸三甲酚酯,TCP;磷酸三苯酯,TPP
脂肪二元酸酯类:己二酸二辛酯,DOA;
癸二酸二辛酯,DOS;
环氧酯类: 环氧大豆油
环氧大豆油为一甘油的脂肪酸酯混合物,其脂肪酸成分为:亚油酸51-57%;油酸32-36%;硬脂酸4.4-7.3%。平均分子量为950。
含氯增塑剂: 氯化石蜡,与PVC的相容性差,为辅助增塑剂。
按增塑剂含量的多少,常将PVC塑烯塑料分为:
无增塑PVC, 增塑剂含量为0;
硬质PVC, 增塑剂含量小于10%;
半硬质PVC, 增塑剂含量为10-30%
软质PVC, 增塑剂含量为30-70%;
聚氯乙烯糊塑料 增塑剂含量为80%以上
润 滑 剂
润滑剂在加工时从内部析至表面,形成一层膜,使制品与设备之间的粘结力降低,称为外润滑作用,润滑剂也可降低塑料中各组分在加工中的内磨擦,增加塑料的流动性,降低熔体粘度,称为内润滑作用。外润滑作用表现在润滑剂与聚氯乙烯的相容性差,内润滑作用表现在润滑剂与聚氯乙烯一定程度的相容。
大多数润滑剂兼具内、外润滑的性质。
主要起内润滑作用的润滑剂有:
硬脂酸,硬脂酸单甘油酯、硬脂酸木糖醇酯等
主要起外润滑剂有:
石腊,低分子量聚乙烯,矿物油及硅油等。
润滑剂不但改进了聚氯乙烯的加工性,还可能改善树脂的稳定性。如硬脂酸铅(PdSt)润滑性很好,又是典型的稳定剂,它与HCl反应生成的硬脂酸也具有润滑性能。
填充剂
使用填充剂如碳酸钙、钛白烯、陶土、石棉等不但可以降低价格,还可能使聚氯乙烯的某些性能能有所提高如硬度、电绝缘性等。当然填充剂的加入会使氯乙烯的冲击强度、伸长率等下降,熔体粘度增加使使成型困难。 聚氯乙烯的改性
聚氯乙烯塑料具有很多优点,产量高,用途广,但也有连续使用温度不高、脆性大、可加工性能差等缺点,改变聚氯乙烯树脂的分子结构和聚集态结构而改变其性能,是聚氯乙烯改性的依据,主要的方法有将聚氯乙烯氯化,制备聚氯乙烯的共聚物或共混物等。
氯化聚氯乙烯(CPVC)
可用溶化法,即将聚氯乙烯树脂溶于氯苯或四氯乙烷,用气态氯进行氯化;也可用悬浮氯化法,即将聚氯乙烯树指悬浮于盐酸中,在膨胀剂如氯甲烷、氯苯、二氯乙烷等存在下,用紫外线照射并通进行氯化反应。悬浮法产物的耐热性优于溶液法。
氯乙烯与醋酸乙烯的共聚物:
氯乙烯与醋酸乙烯的共聚物:是聚氯乙烯重要的改性品种,一般醋酸乙烯含量2-20%。柔软性好,尺寸稳定,溶解性也有所改善。主要缺点是拉伸强度、耐磨性、软化点、热稳定性和化学稳定性有所下降。我国已生产出用于唱片、磁带、纤维的共聚树脂及用于地毯衬里和粘结剂的低醋高粘度共聚物。
氯乙烯与丙烯酸酯的共聚物:
提高了透明性、耐冲击性、柔韧性、耐寒性,热稳定性较好。
氯乙烯与马来酸酯的共聚物:
马来酸酯含量在15%左右,物理机械性能降低较小,耐热性比一般共聚物高,还可以改善耐寒性、透明性及电性能。
氯乙烯与偏氯乙烯的共聚物:
水和气透过率小,耐油性提高,耐光稳定性、耐化学稳定性、耐燃性及印刷有所改善,耐光、热稳定性比醋酸乙烯共聚物差,且单体成本高。我国已开发了主要用于纺丝制渔网的共聚纤维用树脂以及作建筑涂料用共聚树脂。
氯乙类与丁二烯的共聚物:
其流动性相当于PVC+10份DOP,制品有软、硬之分,冲击强度可比聚氯乙烯提高很多倍。
氯乙烯与乙烯的共聚物:
加工性能特别好,透明性好,拉伸强度较高,耐热性降低不多。
氯乙烯与丙烯的共聚物:
有优良的热稳定性和加工性,透明性、耐化学药品性良好,高温延伸率大,但冲击强度较低,可作无毒包装。
共 混
聚氯乙烯与其他聚合物通过共混可起到多方面的改性作用,这些聚合的也常为称改性剂,多为按枝聚合物和橡胶态(弹性体)聚合物,与聚氯乙烯相容性好。主要有冲击改性剂、加工改性剂等,常用的有:
ABS树脂:可显著提高聚氯乙类的冲击强度,增加其韧性。
MBS树脂:加入少量即可使冲击强度大大提高,加工性好,透明性可达85%,除耐气候性好外,其他性能都较理想。
CPE(氯化聚乙烯):可提高冲击强度并可改善软聚氯乙烯中增塑剂的使用效果。
E-VA(乙烯-醋酸乙烯共聚物):提高冲击强度,具有长效增塑作用,并可改善耐寒性、透气性及加工性能。也可改善软聚氯烯中增塑剂中作用效果。
NBR(橡胶):改进聚氯乙烯的韧性,并可改善软聚氯乙烯在使用过程中增塑剂的挥发、迁移、抽出。
ACR(丙烯酸酯树脂):是最广泛使用的加工改性剂,对聚氯乙烯熔融粘度无影响,但熔融更快,物理性能(如模量、热变形温度)变化很小。
CPVC:是提高热变形温度改性剂。不仅使耐热性提高,同时拉伸强度、压缩强度、弯曲强度都提高。缺点是使制品发脆,必须加入适量冲击性能改性剂(以CPE最好。)
常用树脂及助剂英文缩写 |
英文简写 | 中 文 | 英文简写 | 中 文 |
AAS | 丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物 | MBS | 甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物 |
ABS | 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 | MMA | 甲基丙烯酸甲酯 |
AC | 偶氮二甲酰胺(发泡剂) | NBR | 橡胶 |
ACR | 丙烯酸酯(聚氯乙烯加工助剂) | NR | 天然橡胶 |
ACS | 丙烯腈-聚氯乙烯-苯乙烯共聚物 | PA | 聚酰胺 |
AN | 丙烯腈 | PAN | 聚丙烯腈 |
AS | 丙烯腈-苯乙烯共聚物 | PC | 聚碳酸酯 |
BR | 丁二烯橡胶 | PE | 聚乙烯 |
CaCO3 | 碳酸钙(填料) | PES | 聚砜 |
CASt | 硬脂酸钙(稳定剂) | PET | 聚对苯二甲酸乙二醇酯 |
CDSt | 硬脂酸镉(稳定剂) | PE | 酚醛树脂 |
CMC | 羧甲基纤维素 | PI | 聚酰亚胺(聚异戊二烯) |
CN | 硝酸纤维素 | PMMA | 聚甲基丙烯酸甲酯 |
CPE | 氯化聚乙烯 | PO | 聚烯烃 |
CPP | 流涎聚丙烯 | POM | 聚甲醛 |
CPVC | 氯化聚氯乙烯 | PP | 聚丙烯 |
CR | 氯丁橡胶 | PPO | 聚苯醚 |
DAP | 邻苯二甲酸二戊酯(增塑剂) | PPS | 聚苯硫醚 |
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