Vergleichende Forschung zu ADX-600 Acryl-Schlagzähigkeitsmodifikator, CPE und MBS in PVC-Systemen

Abstrakt:ADX-600 ist ein schlagzähmodifizierendes Kern-Schale-Acrylharz (AIM), das von unserem Unternehmen durch Emulsionspolymerisation hergestellt wird.Das Produkt kann als Schlagzähmodifizierer für PVC dienen.ADX-600 AIM kann CPE und MBS gemäß dem Vergleich verschiedener Leistungsparameter zwischen AIM und verschiedenen PVC-Schlagzähmodifikatoren ersetzen.Die resultierenden PVC-Produkte zeigen hervorragende mechanische Eigenschaften, Verarbeitungsleistung und eine höhere Wirtschaftlichkeitsleistung.
Stichwort:AIM, CPE, MBS, Schlagzähmodifikator, mechanische Eigenschaften

Einführung

PVC dient als universeller Kunststoff mit der größten Ergiebigkeit und dem breitesten Anwendungsspektrum der Welt.Es wurde in Bereichen wie Baumaterialien, Industrieprodukten, täglich verwendeten Rohren, Dichtungsmaterialien, Fasern usw. weit verbreitet. PVC weist viele hervorragende Eigenschaften für eine breite Anwendung sowohl im industriellen als auch im zivilen Bereich auf.PVC-Harz gehört jedoch zu spröden Materialien.Seine durchgehende Glasphase kann die drastische Rissausdehnung unter Belastung nicht verhindern und bildet schließlich Spalte und Rissbruch.Daher zeigt eine solche Materialart eine schlechte Schlagfestigkeit.Dieser Mangel kann jedoch überwunden werden, indem PVC-Materialien während ihres Herstellungs- und Formgebungsverfahrens Schlagzähigkeitsverbesserer zugesetzt werden.

Gute Schlagzähmodifikatoren sollten sich durch folgende hervorragende Eigenschaften auszeichnen:
(1) eine relativ niedrige Verglasungstemperatur Tg;
(2) die Kompatibilität des Schlagmodifizierungsmittels selbst mit PVC-Harz;
(3) Viskositätsanpassung von Schlagzähmodifikatoren an PVC;
(4) keine offensichtliche nachteilige Wirkung auf die scheinbaren Eigenschaften und die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von PVC;
(5) Eine gute Witterungsbeständigkeit und Formquellungseigenschaft.

Die üblichen Schlagzähmodifikatoren für Hart-PVC umfassen hauptsächlich chloriertes Polyethylen (CPE), Acrylat (ACR), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), ternäres Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Pfropfcopolymer (MBS) und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS). ).Unter ihnen ist der chlorierte Polyethylen-Schlagzähmacher in China weit verbreitet, und Acrylat wird aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften ebenfalls zunehmend eingesetzt.Es ist ein allgemeines Anliegen geworden, die Schlagfestigkeit zu verbessern und das Extrudieren von Kunststoff zu erleichtern.
Unser AIM-Produkt ADX-600 kann CPE und MBS ersetzen.Es kann die Fließfähigkeit und thermische Verformung der PVC-Schmelze erheblich verbessern und somit die PVC-Plastifizierung erleichtern.Die resultierenden Produkte zeigen eine hohe Schlagzähigkeit und eine gute Witterungsbeständigkeit, Stabilität und Verarbeitungseigenschaft mit glatter, schöner und hochglänzender Oberfläche.Als nächstes haben wir ACR, CPE und MBS in den folgenden Aspekten analysiert.

I. Mechanismus der Schlagzähigkeit durch PVC-Schlagzähmacher

Chloriertes Polyethylen (CPE) dient als lineare Moleküle, die in einer PVC-Matrix in Netzwerkform dispergiert sind.Das Prinzip der Stoßfestigkeit besteht darin, ein elastisches Netzwerk im PVC-Matrixmaterial zu bilden, um äußeren Stößen zu widerstehen.Ein solches Netzwerk neigt dazu, sich unter Zugkraft zu verformen.Dies löst den Scherschlupf der Mischung in einem Winkel von 30° bis 45° von der Zugrichtung aus, wodurch ein Scherband gebildet wird, eine große Menge an Verformungsenergie absorbiert und die Zähigkeit des Mischungssystems erhöht wird.Die Änderungen der Spannungsdehnung des Materials unter äußerer Kraft sind in den folgenden Abbildungen dargestellt.

p1

ACR und MBS gehören zu einer Art „Core-Shell“-Copolymer-Schlagzähmodifikator.Sein Kern dient als niedrig vernetztes Elastomer, das eine Hauptrolle bei der Verbesserung der Zähigkeit und Schlagfestigkeit spielt.Seine Schale dient als hochmolekulares Polymer mit einer höheren Verglasungstemperatur, das eine Hauptrolle beim Schutz des Gummikerns und der Verbesserung der Kompatibilität mit PVC spielt.Diese Art von Modifikatorpartikeln lässt sich leicht trennen und kann gleichmäßig in der PVC-Matrix dispergiert werden, um eine „Meer-Insel“-Struktur zu bilden.Wenn das Material äußeren Einflüssen ausgesetzt wird, neigen Gummipartikel mit niedrigem Modul zur Verformung.Gleichzeitig werden Ablösungen und Hohlräume gebildet, da das Material durch PVC-Verformung mit einem hohen Modul angetrieben wird.Wenn diese Löcher nahe genug gebildet werden, kann die Matrixschicht zwischen Gummipartikeln nachgeben und die Zähigkeit des Materials erhöhen.Das schlagfeste Prinzip ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Zertifikat

CPE, ACR und MBS zeigen aufgrund ihrer unterschiedlichen Vorspannmechanismen eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber der Bearbeitungsfestigkeit.Während der Verarbeitung werden ACR- und MBS-Partikel durch Scherung in der PVC-Matrix verteilt, bilden eine „Meer-Insel“-Struktur und erhöhen so die Zähigkeit des Materials.Selbst wenn die Verarbeitungsfestigkeit weiter zunimmt, wird diese Struktur nicht so leicht beeinträchtigt.Der beste Zähigkeitseffekt kann nur erreicht werden, wenn CPE-Modifikator und PVC zu einer Netzwerkstruktur vermischt werden, die primäre PVC-Partikel umschließt.Diese Netzwerkstruktur kann jedoch aufgrund von Änderungen in der Verarbeitungsintensität leicht beeinträchtigt werden.Daher ist es empfindlich gegenüber der Verarbeitungsintensität und gilt für einen schmalen Verarbeitungsbereich.

II.Vergleich verschiedener Eigenschaften zwischen ADX-600 AIM und verschiedenen PVC-Schlagzähmodifikatoren

1. Basismaterial-Testformel

Name Organozinn-Wärmestabilisator (HTM2010) Kalziumstearat Titandioxid PE-6A 312 Kalziumkarbonat PVC-1000
Dosierung/g 2.0 0,7 4.0 0,6 0,2 5.0 100.0

2. Wirkungseigenschaft

Artikel Probennamen Prüfnormen Einheiten Additivmenge (phr)
3 4 5 6 7 8
Auswirkung von gekerbtem Kragarm ADX-600 ASTM D256 KJ/m2 5.44 6.30 7.78 8.72 9.92 12.02
ACR aus dem Ausland KJ/m2 4.62 5.01 7.68 8.51 9.63 11.85
MBS KJ/m2 5.32 5.39 7.52 8.68 9.78 11.99
CPE KJ/m2 3.54 4.25 5.39 6.32 7.01 8.52
Aufprall durch kerbfreien Kragträger ADX-600 J/m 57.03 63,87 72.79 88.23 100.09 121.32
ACR aus dem Ausland J/m 46.31 50.65 72.55 85.87 97,92 119.25
MBS J/m 53.01 62.07 71.09 87.84 99,86 120,89
CPE J/m 21.08 37.21 47.59 59.24 70.32 82.21

3. Dehnungs-/Biegeeigenschaften (Alle Zusatzmengen sind 6 phr)

Artikel Prüfnormen Einheiten Technische Indikatoren (ADX-600) Technische Indikatoren (ACR aus dem Ausland) Technische Indikatoren (MBS) Technische Indikatoren (CPE)
Zug-Elastizitätsmodul ASTM D638 MPa 2546.38 2565.35 2500.31 2687.21
Zugdehnungsertrag ASTM D638 % 28.38 27.98 26.84 17.69
Zugfestigkeit ASTM D638 MPa 43.83 43.62 40.89 49,89
Biegemodul ASTM D790 MPa 2561.11 2509.30 2528.69 2678.29
Biegefestigkeit ASTM D790 MPa 67.39 65.03 66.20 69.27

Analyse: Gemäß den obigen Angaben zu den mechanischen Eigenschaften:
① Bei gleicher Dosierung ist die Leistung unseres Produkts ADX-600 besser als die von MBS- und ACR-Produkten aus dem Ausland.Unser Produkt kann sie in gleicher Menge ersetzen.
② Bei gleicher Dosis ist die Leistung unseres Produkts ADX-600 viel höher als die von CPE.Basierend auf mehreren Tests wurde bestätigt, dass 3 Dosen ADX-600 plus 3 Dosen CPE die Verwendung von 9 Dosen CPE ersetzen können.Die spezifischen mechanischen Eigenschaften werden wie folgt gezeigt.

Artikel Prüfnormen Einheiten Technische Indikatoren (ADX-600/3phr+CPE/3phr) Technische Indikatoren (CPE/9phr)
Auswirkung von gekerbtem Kragarm ASTM D256 KJ/m2 9.92 9.86
Aufprall durch kerbfreien Kragträger ASTM D256 J/m 97.32 96,98
Zug-Elastizitätsmodul ASTM D638 MPa 2250,96 2230.14
Zugdehnungsertrag ASTM D638 % 101.25 100.24
Zugfestigkeit ASTM D638 MPa 34.87 34.25
Biegemodul ASTM D790 MPa 2203.54 2200.01
Biegefestigkeit ASTM D790 MPa 60,96 60.05

4. Verarbeitungsaktionen
Das folgende Diagramm zeigt die rheologische Kurve.Rote Linie: ADX-600/3phr+CPE/3phr;blaue Linie: CPE/9phr

Zertifikat

Die Ausgleichsdrehmomente der beiden sind grundsätzlich gleich, und die Plastifizierung des durch ADX-600/3PHr + CPE/3PHR modifizierten Materials ist etwas langsamer, aber gemäß der Abbildung unter Kontrolle.Daher können in Bezug auf die Verarbeitung 3 Dosen ADX-600 plus 3 Dosen CPE die Verwendung von 9 Dosen CPE ersetzen.

III.Schlussfolgerungen

Durch den Vergleich zwischen dem ADX-600 AIM und dem CPE und MBS in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften und das Verarbeitungsverhalten wurde die folgende Schlussfolgerung aufgrund einer objektiven Analyse gezogen, dass 3 Dosen ADX-600 plus 3 Dosen CPE die Verwendung von 9 Dosen CPE ersetzen können .ADX-600 AIM zeigt eine bessere umfassende Leistung, deren daraus resultierende Produkte eine bessere Leistung und eine höhere Kosteneffektivität aufweisen.
ADC-600 AIM gehört zu einem Acrylat-Copolymer mit Kern-Schale-Struktur.ACR weist eine bessere Witterungsbeständigkeit, Wärmestabilität und ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis als MBS auf, da ersteres keine Doppelbindung enthält.Darüber hinaus zeigt ACR auch die Vorteile eines breiten Verarbeitungsbereichs, einer schnellen Extrusionsgeschwindigkeit, einer einfachen Steuerung usw. Es wird hauptsächlich in harten und halbharten PVC-Produkten angewendet, insbesondere für chemische Baumaterialien und Outdoor-Produkte wie Profile, Rohre, Rohrformstücke, Platten, Schaumstoffe usw. Es dient als eine Art Schlagzähmodifikator mit derzeit hoher Dosierung und großem Entwicklungspotential in der Zukunft.


Postzeit: 20. Juni 2022