Πώς να βελτιώσετε την ψυχρή αντίσταση των σκευασμάτων PVC

Τρόποι βελτίωσης της ψυχρής αντοχής των σκευασμάτων PVC

Το πλαστικό PVC έχει τις καλές φυσικές και μηχανικές ιδιότητες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή των δομικών υλικών, των υλικών συσκευασίας, των ηλεκτρονικών υλικών, των καθημερινών καταναλωτικών αγαθών, κ.λπ., και χρησιμοποιείται ευρέως στους διάφορους τομείς όπως η βιομηχανία, η γεωργία, οι κατασκευές, οι μεταφορές, οι τηλεπικοινωνίες δύναμης και η συσκευασία.

Λόγω της κακής αντοχής στο κρύο και της χαμηλής αντοχής σε κρούσεις, το χαμηλότερο όριο της θερμοκρασίας χρήσης σκληρού PVC είναι γενικά -15ºC, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή υλικών PVC σε ορισμένες πτυχές. Μέσω της ρύθμισης της χασίς PVC και των πρόσθετων, η κρύα αντίσταση του πλαστικού PVC μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά για να ικανοποιήσει τις ανάγκες της χαμηλής θερμοκρασίας.

Ο όμιλος Xiongxing βασίζεται στη δική του εμπειρία παραγωγής PVC για περισσότερα από 26 χρόνια και σε μια επαγγελματική ομάδα R&D για να γράψει αυτό το άρθρο, εστιάζοντας σε ορισμένες μεθόδους για τη βελτίωση της ψυχρής αντίστασης του PVC από την άποψη της φόρμουλας, για να μάθουν και να αναφερθούν όλοι.

Xiongxing Ομάδα Κεντρικά Γραφεία Κτίριο Πύλη

Η ρητίνη PVC είναι ένα είδος μη κρυσταλλικού, πολικού πολυμερούς. Η θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού του είναι 75~105°C σύμφωνα με το μοριακό βάρος. Όσο μεγαλύτερη είναι η σχετική μοριακή μάζα, τόσο υψηλότερο είναι το ιξώδες και ο βαθμός έλξης ή εμπλοκής van der Waals μεταξύ των μακρομοριακού αλυσίδων PVC. Αντίστοιχα, το τμήμα της αλυσίδας PVC αυξάνεται και η αντίσταση χαμηλής θερμοκρασίας του υλικού είναι καλύτερη.

Στα συμβατικά σκευάσματα PVC, αν χρειάζεται μόνο να αντιμετωπίσετε το κρύο βόρειο χειμερινό κλίμα, μπορείτε να επιλέξετε μια χασίς PVC με ελαφρώς υψηλότερο ιξώδες, δηλαδή ένα ελαφρώς μεγαλύτερο μέσο μοριακό βάρος. Μπορεί να είναι ρητίνη PVC με υψηλότερο ιξώδες στον ίδιο βαθμό ή ρητίνη χαμηλότερης ποιότητας.

Επιπλέον, σε ορισμένα προϊόντα με ειδικές απαιτήσεις, όπως σακούλες αίματος που μπορούν να αντέξουν -30ºC, μπορεί να χρησιμοποιηθεί υψηλός βαθμός πολυμερισμού πολυβινυλοχλωριούχο ρητίνη (μέσος βαθμός πολυμερισμού μεγαλύτερος από το 2000). Αυτό συμβαίνει επειδή ο υψηλός βαθμός πολυμερισμού PVC είναι καλύτερος από το συμβατικό PVC. Η μεγάλη κρυσταλλικότητα και η διασταυρούμενη δομή της σταφίδας καθιστούν δύσκολη τη διολίσθηση μεταξύ των μακρομορίων, την αύξηση της ελαστικότητας και την αύξηση του μοριακού βάρους και την αύξηση της δύναμης του διαμετρήματος van der Waals και της ενδομοριακής χημικής δύναμης συγκόλλησης για την επίτευξη εξαιρετικής αντοχής στο κρύο.

Ως σημαντικό συστατικό σύνθεσης των μαλακών προϊόντων PVC, οι πλαστικοποιητές έχουν μεγάλο αντίκτυπο στην απόδοση των μαλακών προϊόντων. Εάν τα προϊόντα πρέπει να χρησιμοποιούνται σε χαμηλές θερμοκρασίες, πρέπει να επιλέγεται ο τύπος πλαστικοποιητή. Επί του παρόντος χρησιμοποιούνται ως πλαστικοποιητές ανθεκτικοί στο κρύο περιλαμβάνουν κυρίως εσσέτες διβασικού οξέος λιπαρών οξέων, γραμμικούς εστηματοποιητές φθαλικού οινοπνεύματος, εστροοποιητές λιπαρών οξέων διυδρικού οξέος διυδρικού οξέος και εποξειδικούς μονοεσττήρες λιπαρών οξέων. Σύμφωνα με αναφορές, τα Ν,Ν-αποσυναρθρωμένα αμίδια λιπαρών οξέων, οι εστροοποιητές ναφθαλλικού δικαρβοξυλικού οξέος και οι εστροοποιητές λιπαρών οξέων χλωρομεθοξυτικών είναι επίσης πλαστικοποιητές ανθεκτικοί στο κρύο με εξαιρετική απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας.

Η βελτίωση της ψυχρής αντίστασης των μαλακών προϊόντων PVC μπορεί γενικά να ληφθεί με την αύξηση της ποσότητας του ανθεκτικού στο κρύο πλαστικοποιητή. Doa (διοκτύλιο adipate), DIDA (διχοδερμικός), DOZ (διοκυτταρικό αζελικό), DOS (διοκυτταρικό σμπάσακο) είναι αντιπροσωπευτικά των ανθεκτικών στο κρύο πλαστικοποιητών Ποικιλία, επειδή η συμβατότητα των γενικών ανθεκτικών στο κρύο πλαστικοποιητών με PVC δεν είναι πολύ καλή, στην πραγματικότητα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως βοηθητικός πλαστικοποιητής για τη βελτίωση της αντοχής στο κρύο και η δοσολογία του είναι συνήθως 5-20% του κύριου πλαστικοποιητή.

Επιπλέον, 2,2,4-τριμεθυλο-1,3-πεντανεδιόλη διισοβουτυρικό (TXIB), στεατρικό βουτύλιο, στεατρικό οξύ LHAT διαιθυλενογλυκόλη di-2-ethyl ester, κ.λπ. Το προϊόν λειτουργεί επίσης ως πλαστικοποιητής ανθεκτικός στο κρύο.

Ερευνητές από την επιστημονική ερευνητική ομάδα του Xiongxing Group επεσήμαναν ότι είναι καλύτερο να χρησιμοποιούνται πλαστικοποιητές ανθεκτικοί στο κρύο και εξαμυλοφωσφορικό τριαμίδιο μαζί με σκοπό τη βελτίωση της ανθεκτικής στο κρύο ανθεκτικότητας και της επιμήκυνσης χαμηλής θερμοκρασίας της ταινίας. Αν και η ίδια η εξαμεθυλοφωσφορική τριαμίδη δεν είναι πλαστικοποιητής ανθεκτική στο κρύο, μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το σημείο κατάψυξης των διαφόρων πλαστικοποιητών και να επιτύχει το σκοπό της ενίσχυσης της ανθεκτικής στο κρύο επίδρασης της ταινίας.

Ένας αποτελεσματικός τρόπος για τη βελτίωση της κακής αντοχής σε κρούσεις χαμηλής θερμοκρασίας του PVC είναι η προσθήκη πολυμερών με χαμηλή θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού και υψηλή ελαστικότητα σε θερμοκρασία δωματίου, που συλλογικά αναφέρονται ως τροποποιητές. Το πρόσθετο πολυμερές πρέπει να έχει παρόμοιες παραμέτρους διαλυτότητας με PVC, να έχει κάποια αμοιβαία διαλυτότητα και να μπορεί να σχηματίσει ένα μείγμα δύο δομών, βελτιώνοντας έτσι την αντοχή πρόσκρουσης χαμηλής θερμοκρασίας του προϊόντος.

Το CPE μπορεί να βελτιώσει την απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας και την αντοχή αντίκτυπου των προϊόντων. Καθώς αυξάνεται η ποσότητα CPE, η απόδοση αντίκτυπου των προϊόντων PV C θα βελτιωθεί σταδιακά. Όταν η δοσολογία αυξηθεί σε κάποιο βαθμό, η χαμηλής θερμοκρασίας απόδοση αντίκτυπου των προϊόντων PV C θα τείνει να είναι σταθερή, επιτυγχάνοντας μια κατάλληλη αναλογία κόστους-απόδοσης σε περίπου 8 ή 9 μέρη. Καθώς αυξάνεται η ποσότητα καουτσούκ νιτριλίου σε σκόνη (NBR), η αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες του σκληρού PVC θα αυξηθεί σταδιακά.

EVA έχει τις καλές ιδιότητες ροής, χαμηλή θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού, καλή χαμηλής θερμοκρασίας σκλήρυνση επίδραση, αλλά υψηλό κόστος.

Το ACR έχει την άριστη χαμηλής θερμοκρασίας δύναμη αντίκτυπου και την αντοχή καιρικών συνθηκών, και μπορεί να βελτιώσει την εμφάνιση του προϊόντος. Γενικά, ένα καλό αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί με την προσθήκη 5 μερών. Το MBS υψηλής πρόσκρουσης έχει χαμηλή θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού, η οποία έχει καλή επίδραση στη βελτίωση της ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας των υλικών PVC, αλλά έχει κακή αντοχή στις καιρικές συνθήκες.

Τα ABS μπορούν να αυξήσουν τη χαμηλής θερμοκρασίας αντοχή αντίκτυπου των υλικών PVC, και συγχρόνως να βελτιώσουν την εμφάνιση των προϊόντων.

Επιπλέον, το SBS και άλλες ουσίες που περιέχουν μια φάση από καουτσούκ και έχουν χαμηλότερη θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού μπορούν επίσης να βελτιώσουν την αντοχή στην πρόσκρουση και την αντοχή στο κρύο του PVC.

Όχι μόνο αυτό, οι ερευνητές από την Ομάδα Xiongxing μελέτησαν την ψυχρή αντίσταση του τροποποιημένου μαλακού PVC και έδειξαν ότι η ψυχρή αντίσταση του μικτού τροποποιημένου μαλακού PVC επηρεάζεται προφανώς από την ποικιλία και τη δοσολογία των τροποποιητών πολυμερών. Μέσω διαφόρων μεθόδων δοκιμής, διαπιστώνεται ότι το Elvaloy 711 (συμπολυμερές μονοξειδίου του άνθρακα αιθυλενίου-βινυλίου), το NBR-26 (καουτσούκ χύδην νιτρίλι), το Chemigum P83 (προσυνδέεται με σκόνη νιτρίλι καουτσούκ) και άλλοι τροποποιητές πολυμερών μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την ψυχρή αντίσταση του μαλακού PVC και ορισμένοι τροποποιητές πολυμερών όπως το CPE και το EVA με χαμηλή περιεκτικότητα σε VA θα βλάψουν την ψυχρή αντίσταση του μαλακού PVC. Ο ελαστικός τροποποιητής νιτριλίου μπορεί να βελτιώσει τη μέση (βενζίνη) αντίσταση του μαλακού PVC, βελτιώνοντας έτσι την χαμηλή απόδοση θερμοκρασίας του μαλακού PVC εμποτισμένου στη βενζίνη.

Οι ανθεκτικοί στο κρύο παράγοντες στην αγορά, όπως K-175C, N-550C και άλλα προϊόντα, είναι στην πραγματικότητα ένας τροποποιητής στυρένιο που αναπτύχθηκε για να βελτιώσει την ευελιξία χαμηλής θερμοκρασίας και την αντοχή αντίκτυπου του PVC. Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας μετάβασης γυαλιού και της καλής συμβατότητας με το PVC, έχει ορισμένα πλαστικοποίηση και σκλήρυνση των αποτελεσμάτων. Ως εκ τούτου, μετά την προσθήκη στο PVC, μπορεί να βελτιώσει και να βελτιώσει την απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας του PVC.

Το θερμοπλαστικό ελαστομερές (TPE) είναι ένα είδος συνθετικού υλικού που δείχνει ελαστική ελαστικότητα από καουτσούκ σε θερμοκρασία δωματίου και μπορεί να πλαστικοποιηθεί και να σχηματιστεί σε υψηλή θερμοκρασία. Ως εκ τούτου, αυτός ο τύπος πολυμερούς έχει τα χαρακτηριστικά του καουτσούκ και των θερμοπλαστικών και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σύνθετο υλικό. Ο παράγοντας σκλήρυνσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως υλικό μήτρας σύνθετων υλικών. Τέτοια υλικά περιλαμβάνουν κυρίως πολυουρεθάνη, στυρένιο, πολυολεφίνη, πολυεστέρα, συντιοτακτικό προϊόν 1,2-πολυβουταδιενίου και πολυαμιδίου. . Επί του παρόντος, τα στυρένιο και οι πολυολεφίνη χρησιμοποιούνται συχνότερα ως σκληρυντικοί παράγοντες για σύνθετα υλικά.

Η ψυχρή αντοχή των προϊόντων PVC-TPE δεν είναι τουλάχιστον χαμηλότερη από εκείνη του μαλακού PVC. Όταν χρησιμοποιούνται πλαστικοποιητές ανθεκτικοί στο κρύο και ανθεκτικοί στο κρύο τύποι, το PVC-TPE εξακολουθεί να διατηρεί καλή ελαστικότητα στο -45. Όσον αφορά τα ανθεκτικά στο κρύο και ανθεκτικά στο θαλασσινό νερό προϊόντα, όπως οι σφραγίδες πλοίων, οι σφραγίδες εμπορευματοκιβωτίων και οι θαλάσσιοι εύκαμπτοι σωλήνες, το PVC-TPE είναι επίσης δημοφιλές. TPEs όπως H4040, H3303 και άλλες μάρκες έχουν καλή συμβατότητα με pvc. Μετά την προσθήκη, μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ευελιξία χαμηλής θερμοκρασίας του PVC, να αυξήσει σημαντικά την αντοχή του στην κάμψη και να μειώσει το σημείο εμβάπτισμα.

Μια ιαπωνική εταιρεία πλαστικής τεχνολογίας έχει επίσης αναπτύξει ένα θερμοπλαστικό ελαστομερές πολυουρεθάνης-πολυβινυλικού χλωριούχου ελαστομερούς. Αυτό το υλικό γίνεται με την ανάμειξη TPU και PVC και το τρίτο συστατικό μετά την ανάμειξη. Δίνει πλήρες παιχνίδι στα εξαιρετικά χαρακτηριστικά της TPU και του PVC και έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

(1) TPU χρησιμοποιείται ως πλαστικοποιητής για το PVC, εξαλείφοντας τα προβλήματα μετανάστευσης πλαστικοποιητών και volatilization που υπεάρξε στο μαλακό PVC στο παρελθόν.

(2) Η θερμοκρασία εμβολής του υλικού PVC έχει επίσης μειωθεί από -30°C σε -68°C, φθάνοντας σε έναν ειδικό κρύο-ανθεκτικό βαθμό.

Η επίδραση των πληρωτικών στην ψυχρή αντίσταση του μαλακού PVC σχετίζεται με την απορρόφηση των πλαστικοποιητών. Η γενική τάση είναι ότι η απορρόφηση των πλαστικοποιητών είναι μικρή. Τα πληρωτικά έχουν μικρή επίδραση στην αντοχή στο κρύο, ενώ η απορρόφηση πλαστικοποιητών όπως ο μαύρος και σκληρός πηλός άνθρακα είναι μεγάλη Ο παράγοντας πλήρωσης του PVC θα μειώσει σημαντικά την ψυχρή αντίσταση του PVC.

Η προσθήκη πληρωτικών σε άκαμπτο PVC συχνά επηρεάζει την απόδοση πρόσκρουσης, ειδικά η ευθραυστότητα χαμηλής θερμοκρασίας θα αυξηθεί με την αύξηση της ποσότητας των πληρωτικών. Αυτό συμβαίνει επειδή όταν το πληρωτικό προστίθεται στο PVC ως ανόργανο σωματίδιο, θα γεμίσει μεταξύ των μοριακών αλυσίδων. Όταν το ποσό είναι μικρό, καλύπτει τα κενά ορισμένων μοριακών αλυσίδων για να διαδραματίσει έναν ενισχυμένο ρόλο. ή συμπληρώνει μεταξύ των μοριακών αλυσίδων για να αυξήσει την απόσταση μεταξύ των μορίων και να αυξήσει την ανθεκτικότητα του συστήματος. Αλλά όταν η δοσολογία του αυξάνεται, καθώς αυξάνεται η διαλείπουσα απόσταση, η διαμεσολαβούμενη δύναμη καταστρέφεται. Όταν προστίθεται η θερμοκρασία, μειώνεται η κινητικότητα της μοριακής αλυσίδας και μειώνεται δραστικά η ικανότητα του υλικού να αντιστέκεται στις εξωτερικές επιπτώσεις. Ως εκ τούτου, έχει κακή επίδραση στην απόδοση αντίκτυπου χαμηλής θερμοκρασίας του σκληρού PVC.

Η προσθήκη πληρωτικών σε άκαμπτο PVC συχνά επηρεάζει την απόδοση πρόσκρουσης, ειδικά η ευθραυστότητα χαμηλής θερμοκρασίας θα αυξηθεί με την αύξηση της ποσότητας των πληρωτικών. Αυτό συμβαίνει επειδή όταν το πληρωτικό προστίθεται στο PVC ως ανόργανο σωματίδιο, θα γεμίσει μεταξύ των μοριακών αλυσίδων. Όταν το ποσό είναι μικρό, καλύπτει τα κενά ορισμένων μοριακών αλυσίδων για να διαδραματίσει έναν ενισχυμένο ρόλο. ή συμπληρώνει μεταξύ των μοριακών αλυσίδων για να αυξήσει την απόσταση μεταξύ των μορίων και να αυξήσει την ανθεκτικότητα του συστήματος. Αλλά όταν η δοσολογία του αυξάνεται, καθώς αυξάνεται η διαλείπουσα απόσταση, η διαμεσολαβούμενη δύναμη καταστρέφεται. Όταν προστίθεται η θερμοκρασία, μειώνεται η κινητικότητα της μοριακής αλυσίδας και μειώνεται δραστικά η ικανότητα του υλικού να αντιστέκεται στις εξωτερικές επιπτώσεις. Ως εκ τούτου, έχει κακή επίδραση στην απόδοση αντίκτυπου χαμηλής θερμοκρασίας του σκληρού PVC.

Μετά την επεξεργασία του πληρωτικού, οι ιδιότητες εφελκυσμού του υλικού θα βελτιωθούν, αλλά η βελτίωση της αντοχής σε κρούση χαμηλής θερμοκρασίας δεν είναι προφανής. Ο λόγος είναι ότι τα σωματίδια πλήρωσης καταλαμβάνουν τον ενεργό χώρο της μοριακής αλυσίδας PVC. Αν και η δύναμη σύνδεσης μεταξύ του ενεργού πληρωτικού και της μοριακής αλυσίδας PVC αυξάνεται, αυτή η αύξηση θα αυξήσει την αντοχή του μορίου μόνο όταν τεντωθεί και η ευθραυστότητα του υλικού θα αυξηθεί μόνο λόγω της αύξησης των σωματιδίων πλήρωσης.

Το ανθρακικό νάνο ασβέστιο και το εξαιρετικά λεπτό ανθρακικό ασβέστιο προστίθενται στο PVC. Λόγω του φαινομένου μικρού μεγέθους, έχει παρόμοιο τροποποιητικό αποτέλεσμα. Μέσα σε ένα ορισμένο εύρος δοσολογίας, μπορεί να βελτιώσει την απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας των υλικών PVC, αλλά επειδή δεν υπάρχει χαμηλή θερμοκρασία μετάβασης γυαλιού, το αποτέλεσμα δεν είναι τόσο προφανές όσο ο τροποποιητής και μετά την προσθήκη μιας ορισμένης ποσότητας, η ευθραυστότητα χαμηλής θερμοκρασίας του υλικού θα αυξηθεί.

Σε γενικές γραμμές, είναι δυνατόν να αυξηθεί η ποσότητα του εσωτερικού λιπαντικού που προάγει την πλαστικοποίηση μειώνοντας παράλληλα την ποσότητα των βοηθημάτων επεξεργασίας, αλλά αυτή η μέθοδος δεν συνιστάται σε σκευάσματα ανθεκτικά στο κρύο. Επειδή η λειτουργία των βοηθημάτων επεξεργασίας δεν είναι μόνο η βελτίωση της δυνατότητας επεξεργασίας του PVC, αλλά και η σημαντική βελτίωση της χαμηλής θερμοκρασίας απόδοσης των προϊόντων, τα οποία δεν μπορούν να αντικατασταθούν από λιπαντικά.

Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος μαλακός πλαστικοποιητής επιβραδυντικό φλόγας PVC είναι το φωσφορικό τρικρεσυλύλιο, αλλά η χαμηλή απόδοση θερμοκρασίας του φωσφορικού τριτρεσλίου είναι πολύ φτωχή, οπότε είναι καταλληλότερο να χρησιμοποιηθεί αλκύλιο φωσφορικό άλας όταν πρέπει να ληφθεί υπόψη η ψυχρή αντίσταση.

Οι κοινοί σταθεροποιητές έχουν αρνητική επίδραση στην ψυχρή αντοχή των προϊόντων PVC. Διαφορετικοί τύποι σταθεροποιητών έχουν διαφορετικές επιπτώσεις στην ψυχρή αντοχή των προϊόντων λόγω των διαφορετικών σχημάτων και των φυσικών ιδιοτήτων τους. Επειδή είναι απαραίτητο και το ποσό είναι περιορισμένο, αυτή η πτυχή σπάνια εξετάζεται σε γενικό σχεδιασμό διατύπωσης.

Εν ολίγοις, επιλέγοντας/αλλάζοντας πρόσθετα με καλύτερη αντοχή στο κρύο, εισάγοντας μερικά ανθεκτικά στο κρύο πολυμερή και μια σειρά μεθόδων ρύθμισης τύπων, η ψυχρή αντίσταση των υλικών PVC μπορεί να βελτιωθεί για να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις της χρήσης χαμηλής θερμοκρασίας. Ταυτόχρονα, θα πρέπει επίσης να δώσουμε προσοχή σε πολλές πτυχές όπως η θερμοκρασία επεξεργασίας, η θερμοκρασία ψύξης, η ταχύτητα έλξης, ο δομικός σχεδιασμός κ.λπ., οι οποίες θα έχουν επίσης κάποια επίδραση στην ψυχρή αντοχή των προϊόντων PVC.

Μέρος της πειραματικής αίθουσας επιστημονικής έρευνας του Ομίλου Xiongxing

Συνοπτικά, το προσωπικό επιστημονικής έρευνας του Ομίλου Xiongxing προτείνει ότι κατά το σχεδιασμό του τύπου PVC, πρέπει να εξετάζονται όλοι οι παράγοντες όπως οι συνθήκες εφαρμογής, η δομή του προϊόντος, ο εξοπλισμός επεξεργασίας, οι συνθήκες διεργασίας κ.λπ., και οι αντίστοιχες προσαρμογές πρέπει να γίνονται μέσω πειραμάτων. Αποκτήστε μια φόρμουλα PVC με εξαιρετική αντοχή στο κρύο.