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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 高分子物理 » 如何提高高分子材料耐热变形的温度
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cll163366

银虫 (小有名气)

[交流] 如何提高高分子材料耐热变形的温度

最近一直在PVC发泡材料的方面的研究，关于发泡材料的耐热性是一个课题，我们都知道硬质的pvc型材的维卡软化温度一般是75~85℃，但是经过发泡后的维卡软化温度一般不到70℃，那么现在就有两个问题：一、为什么同样是硬质的PVC型材，经过发泡后维卡软化温度怎么会降的如此严重？二、有哪些途径可以改善硬质发泡PVC型材的维卡软化温度？


越详细越好，我们也可以一起交流。
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1楼 2011-07-11 10:33:56
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pksoon

木虫 (正式写手)
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cll163366(金币+6): 2011-07-11 12:02:04
nesimon(金币+3): 鼓励认真交流。 2011-08-12 11:09:57
宏观讲：加了发泡剂后其结构中存在空隙，这使得分子间的相互作用减弱，从而使得维卡温度降低。一般来说空隙越小越密，就越近于增塑剂的作用，空隙越大，就会有很大的相界面，使得力学性能差。对于结晶聚合物，空隙破坏对称于规整度，使得结晶度下降，如果Tf小于Tm，也会是维卡降低。
微观讲：发泡剂有2个作用，一是其本身就是小分子，让其分子间作用力减弱。二是发泡剂发泡后，让其分子链的缠结密度减小，故而维卡减低。
对于PVC来说个人认为在分子量不变的情况下影响最大可能是把氯化聚乙烯补强剂的类网状结构给破坏了，分子相对滑移容易，所以维卡减低。
其次还要看是否在加工时，发生断链。
至于提高温度来讲如果加工可以的话提高分子量最好，因为这样不用改变成分，其次共混。再其次加添加剂。
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4楼2011-07-11 11:05:35
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motor1234

木虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
cll163366(金币+3): 关于力学性能、时间尺度和耐热性能之间的关系？另外如何交联处理，交联剂？ 2011-07-11 11:50:35
高分子材料的力学性能都与时间尺度相关，发泡后材料变薄，时间尺度也变短，因此会有一定变化。通过部分交联或闭孔制备，可以增加其表观软化点。
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2楼2011-07-11 10:52:45
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fyjqt

铁杆木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
cll163366(金币+5): 发泡PVC融成硬块不太好处理，个人觉得，倒是有过发泡回用料继续发泡的实践，一样的抗热变形性能不好，发泡剂是受热分解放出二氧化碳属于化学行为，但是与基质之间应该是物理行为。除氧的考虑是什么？如果是添加剂改变材料特性，有哪些可以添加的？ 2011-07-11 12:09:04
nesimon(金币+3): 鼓励认真交流。 2011-08-12 11:09:27
我想，是不是可以通过下面实验来验证：
1) 把发泡的PVC熔融成硬块，再测软化温度，看是不是因为发泡产生了化学变化，还是只是物理的变化
2) 如果多次发泡-熔融后软化温度逐渐下降，就要考虑改变发泡工艺，比如除氧之类
3) 如果多次发泡-熔融后软化温度不变，也许是发泡中材料形成的微相区与本体的性质不同，那么这个就是固有现象，就得考虑加入添加剂来改变材料特性了

仅供参考
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3楼2011-07-11 10:57:04
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by pksoon at 2011-07-11 11:05:35:
宏观讲：加了发泡剂后其结构中存在空隙，这使得分子间的相互作用减弱，从而使得维卡温度降低。一般来说空隙越小越密，就越近于增塑剂的作用，空隙越大，就会有很大的相界面，使得力学性能差。对于结晶聚合物，空隙 ...

基于您的宏观理论解释，有微观的理论基础没，是什么，请详细说明，谢谢？另外如何提高PVC分子量，对于已经存在的只能是固定PVC牌号？共混什么东西？什么添加剂？
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5楼2011-07-11 12:01:13
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by fyjqt at 2011-07-11 10:57:04:
我想，是不是可以通过下面实验来验证：
1) 把发泡的PVC熔融成硬块，再测软化温度，看是不是因为发泡产生了化学变化，还是只是物理的变化
2) 如果多次发泡-熔融后软化温度逐渐下降，就要考虑改变发泡工艺，比如除 ...

发泡PVC融成硬块不太好处理，个人觉得，倒是有过发泡回用料继续发泡的实践，一样的抗热变形性能不好，发泡剂是受热分解放出二氧化碳属于化学行为，但是与基质之间应该是物理行为。除氧的考虑是什么？如果是添加剂改变材料特性，有哪些可以添加的？
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6楼2011-07-11 12:09:50
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fyjqt

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
cll163366(金币+3): 嗯，谢谢你的分析和提出的建议，我目前也在使用一种高分子量树脂进行共混，对于型材，维卡有明显的提高，但是发泡型材就没什么作用，我很困惑纳闷，我也是研究，现在在工厂做研究，遇上实际要解决的问题，拿出来探讨一下，共同学习。 2011-07-11 13:03:10
我是学理的，对工艺不是很了解，只是从原理上给出一些猜想~
我之前主要考虑的是想确定发泡的过程中，PVC分子链是不是发生了改变（例如氧化，链断裂之类的，虽然PVC还是挺稳定的，但高温和某些催化剂存在下也有可能发生）。我理解的，发泡应该是把材料制成多孔状，而不应改变材料本身性质。
至于改善材料行为，规则的孔应该要有更强的力学性能，不过工艺方面我提不出好的建议了~
另外解释一下上贴，对于已有的PVC型号，只能通过交联才能提高分子分子量，但对PVC不建议。
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7楼2011-07-11 12:54:17
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by fyjqt at 2011-07-11 12:54:17:
我是学理的，对工艺不是很了解，只是从原理上给出一些猜想~
我之前主要考虑的是想确定发泡的过程中，PVC分子链是不是发生了改变（例如氧化，链断裂之类的，虽然PVC还是挺稳定的，但高温和某些催化剂存在下也有可 ...

嗯，谢谢你的分析和提出的建议，我目前也在考虑使用一种高分子量树脂进行共混，对于型材，维卡有明显的提高，但是发泡型材就没什么作用，我很困惑纳闷，我也是研究，现在在工厂做研究，遇上实际要解决的问题，拿出来探讨一下，共同学习。
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8楼2011-07-11 13:03:32
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fyjqt

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
Originally posted by cll163366 at 2011-07-11 13:03:32:
嗯，谢谢你的分析和提出的建议，我目前也在考虑使用一种高分子量树脂进行共混，对于型材，维卡有明显的提高，但是发泡型材就没什么作用，我很困惑纳闷，我也是研究，现在在工厂做研究，遇上实际要解决的问题， ...

你可以问问附近懂流变的人，用流变测试也许能给出多一点的材料结构信息
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9楼2011-07-11 14:12:55
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liwenbinyk

金虫 (正式写手)
★ ★ ★
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nesimon(金币+2): 鼓励认真交流。 2011-08-12 11:11:07
以下仅属我的个人想法：
发泡材料就想像成橡胶引入到树脂中，橡胶加入树脂会引起热变形温度急剧下降，这个为什么会下降可以具体看下两相结构骨架相和连续相的关系
至于怎么提升，提高树脂本身强度是一种，PVC用聚合度高的就可以了；另外降低气泡大小也可以，小的气泡弹性小，强度会高些
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10楼2011-07-11 16:34:48
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
Originally posted by liwenbinyk at 2011-07-11 16:34:48:
以下仅属我的个人想法：
发泡材料就想像成橡胶引入到树脂中，橡胶加入树脂会引起热变形温度急剧下降，这个为什么会下降可以具体看下两相结构骨架相和连续相的关系
至于怎么提升，提高树脂本身强度是一种，PVC用 ...

嗯，你说的方法，我试过了，但是效果不明显，就是把另外一种树脂跟PVC混合使用。至于减小泡孔的办法，我们现在做的也就是微孔了，具体大小现在还没研究。另外这个也不是决定作用，即使最小的泡孔，其维卡也不会超过74，不可能大于不发泡型材的了，所以用在户外还是不够，高温下变形厉害。
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11楼2011-07-11 16:42:39
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peigongtxi

铜虫 (小有名气)
★
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cll163366(金币+1): 2011-08-04 08:52:22
发泡PVC接触的少，只是从PVC型材挤出来看提点想法：
1.提高型材塑化度以增加密实度，具体方法可以从配方考虑，比如增加ACR这一类加工助剂的用量；也可以从工艺或模具、设备方面考虑，具体要看你的实际情况。
2.不知道增加无机填料对提高维卡有没有很大帮助，也许可以。。。。
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12楼2011-07-25 16:58:08
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
12楼: Originally posted by peigongtxi at 2011-07-25 16:58:08:
发泡PVC接触的少，只是从PVC型材挤出来看提点想法：
1.提高型材塑化度以增加密实度，具体方法可以从配方考虑，比如增加ACR这一类加工助剂的用量；也可以从工艺或模具、设备方面考虑，具体要看你的实际情况。
2. ...

嗯，这个跟型材完全不一样，其基本理论可以参考前面几位虫友说的。考虑过了，比如用纳米的碳酸钙替代一般碳酸钙，比如添加高强度的短纤，再比如，添加片状的无机材料，其效果都是很有限，这些在型材中作用都是很明显的。我看您主要是PVC型材的技术的啦，关于这个PVC材料的发展你的见解是，能否分享一下，一起讨论下。
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13楼2011-08-01 09:01:21
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peigongtxi

铜虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
13楼: Originally posted by cll163366 at 2011-08-01 09:01:21:
嗯，这个跟型材完全不一样，其基本理论可以参考前面几位虫友说的。考虑过了，比如用纳米的碳酸钙替代一般碳酸钙，比如添加高强度的短纤，再比如，添加片状的无机材料，其效果都是很有限，这些在型材中作用都是很 ...

嗯，前面几位虫友的理论基本可以解释维卡下降的原因了。。。如果配方上不好调整，试试在模具方面想想办法。。。。

话说你对热变形温度要求这么高，是什么原因啊？使型材使用过程中受热容易变形吗？
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14楼2011-08-03 15:28:21
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
14楼: Originally posted by peigongtxi at 2011-08-03 15:28:21:
嗯，前面几位虫友的理论基本可以解释维卡下降的原因了。。。如果配方上不好调整，试试在模具方面想想办法。。。。

话说你对热变形温度要求这么高，是什么原因啊？使型材使用过程中受热容易变形吗？

嗯，我现在正在思考模具方面的问题。这是目前的思路之一。你做PVC型材的，一般维卡范围76~90℃，那正常情况下维卡在80℃左右应该没问题的，这样在一般的室外环境是不会出什么问题的，但是发泡PVC，其结皮层的维卡一般不超过74℃（大量试验），中间的发泡层的维卡就非常低，我们在室外做过试验，现在不是刚好是夏天么，室外条件下，如果PVC发泡型材的温度超过45℃就会发生变形，再高就会严重变形。我们测试记录过了，型材表面温度可以达到54℃，这个时候变形非常严重，那如果在一些环境温度更高的情况下，这个材料根本就不能使用。
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15楼2011-08-04 09:03:45
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liangniao

木虫 (著名写手)
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小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
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8楼: Originally posted by cll163366 at 2011-07-11 13:03:32:
嗯，谢谢你的分析和提出的建议，我目前也在考虑使用一种高分子量树脂进行共混，对于型材，维卡有明显的提高，但是发泡型材就没什么作用，我很困惑纳闷，我也是研究，现在在工厂做研究，遇上实际要解决的问题，拿 ...

兄弟，我在一家电力公司做研发，现阶段需要改进一些材料的设计，是其中就包括发泡材料，不知能否向您详细了解一下，或是能否发一份有关贵公司产品的性能，应用领域、使用方法及价格报表？

  若可，请发送邮件至： liangniao1122@126.com
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16楼2011-08-11 11:50:38
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
16楼: Originally posted by liangniao at 2011-08-11 11:50:38:
兄弟，我在一家电力公司做研发，现阶段需要改进一些材料的设计，是其中就包括发泡材料，不知能否向您详细了解一下，或是能否发一份有关贵公司产品的性能，应用领域、使用方法及价格报表？

  若可，请发送邮件 ...

我已经给你回复邮件了，请查收。
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17楼2011-08-12 11:05:24
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xyxsnow

木虫 (小有名气)
★
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我也是做PVC发泡的，遇到的问题和楼主一样
我觉得该用分子量较大的PVC会增加加工上的困难，对发泡也会有影响
很多文献都是通过共混的方法来提高PVC泡沫的耐热性，我试过的都是有一定程度的提高，有些虽然耐热性提高了但发泡性能就很差，要找一个均衡点很难
请问楼主的泡沫是准备用在哪方面的？
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18楼2011-08-12 12:39:59
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
18楼: Originally posted by xyxsnow at 2011-08-12 12:39:59:

我也是做PVC发泡的，遇到的问题和楼主一样
我觉得该用分子量较大的PVC会增加加工上的困难，对发泡也会有影响
很多文献都是通过共混的方法来提高PVC泡沫的耐热性，我试过的都是有一定程度的提高，有些虽 ...

我们是做硬质的PVC发泡产品，主要是做出口的，主要用在室内外装饰用，地板之类的，在一定程度上可以根据客户要求做所需要的产品。我想知道你也是做硬质的PVC发泡材料？
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19楼2011-08-12 13:46:30
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xyxsnow

木虫 (小有名气)
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19楼: Originally posted by cll163366 at 2011-08-12 13:46:30:
我们是做硬质的PVC发泡产品，主要是做出口的，主要用在室内外装饰用，地板之类的，在一定程度上可以根据客户要求做所需要的产品。我想知道你也是做硬质的PVC发泡材料？

是的，不过我们是想做高发泡方面的产品，和你们的产品在工艺和市场上完全不相同。
前不久去参观过一个和你们做相似产品的厂家，并没有听到对方有提到耐温的问题。像室内装修和地板之类的材料应该不需要很高温度吧
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20楼2011-08-12 15:26:58
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cll163366

银虫 (小有名气)
引用回帖:
20楼: Originally posted by xyxsnow at 2011-08-12 15:26:58:
是的，不过我们是想做高发泡方面的产品，和你们的产品在工艺和市场上完全不相同。
前不久去参观过一个和你们做相似产品的厂家，并没有听到对方有提到耐温的问题。像室内装修和地板之类的材料应该不需要很高温度吧

做室外的话就有要求了，向巴西，非洲那些天气炎热的地方，即使在国内，夏天最热的时候气温也很高的，我们自己做过维卡是可以的，但是实际放在室外暴晒，温度达到45℃的时候，在自身的重力下就会发生弯曲变形，影响成品的美观。
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21楼2011-08-15 09:51:37
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xiaoyuer259

铁虫 (著名写手)
★
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发泡后维卡必然降低
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22楼2011-09-07 11:45:16
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zznjut

荣誉版主 (文坛精英)
★
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与高HDT以及和PVC相容的ABS等着手
制备合金
泡沫低HDT是必然的
1 相增塑剂一样，气泡减弱PVC分子的作用力
2 气泡如果是分散相还好，如果和PVC形成双连续相，你指望气泡能扛得住高温？
不建议LZ用高分子量的PVC，加工会很困难
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23楼2011-09-07 12:01:38
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s00992592

木虫 (正式写手)
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cll163366(金币+2): 恩，原理是什么？ 2011-09-09 08:26:06
加入含氮的物质（能反应上去的）如N-苯基马来酰亚胺之类的试试
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24楼2011-09-07 12:49:45
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