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无机填料改善CPVC/PVC合金耐热性能的研究
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无机填料改善CPVC/PVC合金耐热性能的研究 氯化聚氯乙烯(CPVC)是以PVC树脂为原料经氯化制得的一种介于橡胶和塑料之间的新型高分子弹性体材料。其生产方法主要有3种，即溶液法、气固相法.和水相悬浮法。CPVC的含氯量一般为65%-72%，但大多数情况下含氯量为66%-68%。CPVC能耐大多数的酸、碱、盐，有很好的耐化学腐蚀性，耐热方面明显优于其他塑料，作为PVC树脂氯化改性产品，它在使用温度(比PVC树脂高35-40℃)、强度、耐热、阻燃等方面比PVC有明显提高，近年来，CPVC的需求量迅速增加。 鉴于CPVC独特的性能，其在电力电缆管的应用上有广泛的发展前景。一般PVC管的耐热温度在80℃左右，而CPVC管的耐热温度可达100℃以上，由CPVC制成的电力电缆管主要用于电力电缆的铺设并起导向保护电缆作用。有关文献指出，改性氯化聚氯乙烯制成的双壁波纹电力护套管，具有耐腐蚀、耐高温、绝缘性好、无污染、韧性好、质量轻、成本低、施工方便等优点，各个工业领域应用广泛。 CPVC是PVC进一步氯化的产物，随着氯原子的增加，分子之间的作用力加大，而导致CPVC加工流动性差，给实际的生产带来了困难，再加之CPVC脆性大，高温易脆，低温也易脆，因此，近年来国内对CPVC的改性主要是添加MBS、CPE、ACR等来提高体系的冲击强度、降低熔体黏度、改善其加工流动性。但无论是添加MBS、CPE还是ACR都是以降低体系的热变形温度为代价的。因此就这方面存在的问题，笔者主要从提高耐热性着手，研究了填料对于CPVC/PVC合金体系的耐热性能的影响。 来源于材料网http://www.52cailiao.cn 1实验部分 1.1主要原料 CPVC树脂，氯含量66%，江苏东台九转化工有限公司； PVC树脂，S-1000型，中国石化齐鲁有限公司； 三盐基硫酸铅，工业级一级品，江苏东台化工厂； 二盐基亚磷酸铅，工业级一级品，江苏东台化工厂； 硬脂酸铅，工业级一级品，江苏东台化工厂； 硬脂酸钡，工业级一级品，江苏东台化工厂； 石蜡，北京燕山石化； ACR冲击改性剂，201，工业级一级品，苏州安利化工厂； 复合填料(绢云母+高岭土)，38μm，江苏徐州鼎新矿粉厂； 玻璃纤维，工业级一级品，廊坊市玻璃总厂； 硅灰石，38μm，吉林梨树县大顶子山硅灰石矿粉厂； 石墨，工业级一级品，北方鑫源电碳制品有限公司； EBS，工业级一级品，福建师范大学化工厂； 铝酸酯，工业级一级品，福建师范大学化工厂。 1.2主要设备 高速混合机，SGSH-2/6，青岛远东塑料工程有限公司； 转矩流变仪，PLV-151，德国BRABENDER公司； 双辊开炼机，SK-160B，上海橡胶机械厂； 平板硫化机，XQLB；上海第一橡胶机械厂； 万能制样机，河北省承德试验机厂； 电子天平，T500，美国双杰集团有限公司； 维卡测试仪，XRW-300M，中实检测设备有限公司； 组合式数显冲击试验机，XJZ-50，承德试验机有限责任公司； 摆锤式冲击试验机数显装置，承德试验机有限责任公司； 拉力试验机，LJ-1000，广州材料试验机厂。 1.3 实验过程 确定最佳CPVC/PVC配比：将不同配比的CPVC、PVC混合、高速搅拌、称量，在转矩流变仪180℃、20r/min条件下，测试共混物的动态热稳曲线； 研究不同填料对CPVC/PVE合金的热性能及力学性能的影响：将不同含量的填料和CPVC/PVC合金混合、高速搅拌，然后把混合均匀的粉状料加入二辊开炼机中，180℃条件下，混合、塑炼，将塑炼好的样片放置到平板硫化机中压制成型，压力10MPa，热压3min、冷压至样片冷却。 1.4 性能测试 拉伸性能按GB/T 1040-92测试； 冲击强度按GB/T 1043-93测试。 2 结果与讨论 2.1 PVC含量对CPVC/PVC合金动态热稳定性的影响 由表1可知，动态热稳定时间(DTS)随PVC含量的增加而延长，对比A1和A5，都是同样的稳定剂，PVC体系的DTS约为CPVC体系的5倍，说明CPVC的动态热稳定性比PVC要差得多。这可能是因为CPVC中的氯含量高于PVC，使得分子链变得刚硬，同时分子间作用力加大，在加工过程中受到剪切，分子间内摩擦生热使得物料的温度迅速上升，从而加速了CPVC的分解。 转载自http://www.52cailiao.cn 2.2 PVC含量对CPVC/PVC合金加工性能的影响 由表2可以看出，无论是最大扭矩还是平衡扭矩，均随PVC含量的增加而降低。也就是说，随着PVC含量增加，一方面，共混体系塑化时功耗减少；另一方面，体系的熔融黏度降低。后一规律表明PVC的后期加工性能优于CPVC。 A3中PVC含量为50份，动态热稳定时间比A1、A2提高了很多；当PVC含量超过50份时，DTS虽然增大，但最大扭矩与平衡扭矩相差不多，所以不利于加工。在下面的实验中我们选用CPVC：PVC=50：50作相关的对比实验。 |
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