1- اصلاح شیمیایی
اصلاح شیمیایی شامل اصلاح کوپلیمریزاسیون، واکنش پیوند و کلرزنی است.
اصلاح کوپلیمریزاسیون: کوپلیمریزاسیون مونومر وینیل کلرید با مونومرهای دیگر. به عنوان مثال، با وینیل استات، وینیلیدین کلرید، آکریلونیتریل، آکریلات، انیدرید مالئیک و سایر مونومرها کوپلیمریزه میشود تا عملکرد پردازش قالبگیری را بهبود بخشد، دمای قالبگیری را کاهش دهد یا کاربردهای جدید ایجاد کند یا به عنوان مواد جدید ظاهر شود.
واکنش پیوند: گروه مونومر دیگری یا پلیمر دیگری را برای واکنش پیوند وارد زنجیره جانبی PVC کنید. به عنوان مثال، اتیلن وینیل استات با وینیل کلرید پیوند می شود تا تعداد و درجه پلیمریزاسیون قطعات پیوند شده با وینیل کلرید کنترل شود تا خواص ضربه، شکنندگی در دمای پایین و مقاومت در برابر پیری این ماده اصلاح شده بهبود یابد.
کلرزنی: PVC را با روش تعلیق فاز آب (یا روش فاز گاز) کلر کنید تا محتوای کلر را از 57٪ به حدود 65٪ افزایش دهید. هدف از این اصلاح، بهبود مقاومت حرارتی PVC است. دمای سرویس 35 ~ 40 ℃ بالاتر از PVC اصلی است که به آن پلی وینیل کلرید کلر (CPVC) می گویند.
چگالی CPVC بالاتر از PVC است که 1.7 گرم بر سانتی متر مکعب است. عملکرد ضد شعله CPVC بهتر از PVC است و استحکام کششی نیز بهتر از PVC است. نقطه ضعف آن مقاومت ضربه ای کم است.
تشکیل و پردازش CPVC دشوار است و دمای تشکیل آن 10 ~ 20 ℃ بالاتر از PVC است. محدوده تنظیم دما باریک؛ مقدار تثبیت کننده 1 تا 2 برابر بیشتر از PVC است. مقدار روان کننده نیز بیشتر از پی وی سی است.
CPVC می تواند محصولات را با اکستروژن، تزریق و کلندری تولید کند. CPVC را می توان برای لوله ها، صفحات، پروفیل ها، مواد کف کننده، چسب ها، پوشش ها، اصلاح کننده ها و غیره استفاده کرد.
2- اصلاح فیزیکی
اصلاح فیزیکی برای بهبود خواص آن با افزودن مواد افزودنی مختلف یا پر کردن، مخلوط کردن و تقویت کننده است.
به عنوان مثال، افزودن ACR برای بهبود خواص شکل دهی و پردازش مواد PVC. روان کننده های داخلی و خارجی یا موم پلی اتیلن را برای بهبود ویسکوزیته و سیالیت مواد اضافه کنید. تثبیت کننده حرارت را برای بهبود پایداری حرارتی مواد در طول قالب گیری و کاهش دمای تجزیه آنها اضافه کنید. افزودن آنتی اکسیدان و عامل ضد اشعه ماوراء بنفش برای بهبود عمر پیری محصولات. برای بهبود عملکرد پلاستیک سازی مواد و افزایش نرمی محصولات، نرم کننده اضافه کنید. اصلاح پرکننده برای بهبود برخی خواص با افزودن پرکننده های معدنی یا آلی است.
مانند افزودن پرکننده پودر چوب برای کاهش وزن مخصوص محصولات PVC و نزدیک به چوب. افزودن پودر فلز مانند پودر مس و پودر آلومینیوم برای بهبود رسانایی محصول. افزودن پودر مغناطیسی فریت برای بهبود خواص مغناطیسی محصولات؛ افزودن کاربید کلسیم برای بهبود سختی محصولات و کاهش هزینه مواد در همان زمان. گل قرمز برای بهبود مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر پیری نور محصولات و کاهش هزینه مواد در همان زمان اضافه می شود.
اصلاح ترکیب برای به دست آوردن به اصطلاح"آلیاژ پلیمر" با افزودن یک یا دو پلیمر (لاستیک، پلاستیک، الاستومر و غیره) و مخلوط کردن، به منظور بهبود سیالیت یا چقرمگی ضربه ای PVC. به عنوان مثال، سایر پلیمرهایی که می توانند با PVC ترکیب شوند عبارتند از کوپلیمر آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)، متیل متاکریلات بوتادین استایرن کوپلیمر (MBS)، پلی آکریلات، پلی اتیلن کلردار (CPE)، کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA)، کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA)، نیتریل پروپیلن، نیتریل. لاستیک، پلی وینیل کلرید کلردار (CPVC)، دیوکتیل مالئات و غیره.
1) ترکیبات PVC / NBR
سازگاری: لاستیک نیتریل (NBR) یک پلیمر قطبی است. سازگاری با PVC با افزایش محتوای اکریلونیتریل در NBR افزایش می یابد. وقتی محتوای an 40٪ باشد، سازگاری بهترین است. هنگامی که PVC و NBR به صورت مکانیکی در دمای 150 درجه سانتیگراد مخلوط شدند، مشخص شد که سیستم PVC / NBR می تواند یک سیستم اتصال عرضی جزئی را تشکیل دهد، حتی اگر هیچ عامل اتصال عرضی در سیستم وجود نداشته باشد.
استحکام ضربه: هنگامی که محتوای an 20٪ باشد، مقاومت ضربه ای مخلوط با PVC بالاترین است.
استحکام کششی: قانون تغییر استحکام کششی و مقاومت ضربه ای مخلوط های PVC / NBR متفاوت است: با افزایش محتوای اکریلونیتریل در NBR افزایش می یابد. زمانی که یک محتوا کمتر از 50 درصد باشد، یک رابطه خطی بین آنها وجود دارد.
کاربرد:
در مقایسه با PVC اصلاح نشده، ترکیب PVC / NBR دارای خاصیت ارتجاعی، استحکام کششی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر روغن است. مقاومت حلال به طور قابل توجهی بهبود یافته است. در حال حاضر، به طور گسترده ای در تولید کفش های کار مقاوم در برابر روغن، مقاوم در برابر خوردگی و ضد لغزش، انواع واشر آب بندی، دم و سایر لوله های انعطاف پذیر استفاده می شود. مواد پوشش سیم، قطعات عایق الکتریکی و پلاستیک های فوم.
NBR لاستیک غیر اشباع است، بنابراین مقاومت آن در برابر آب و هوا خوب نیست، که می تواند با ولکانیزه کردن بهبود یابد.
2) مخلوط PVC / EPDM
EPDM یک ترپلیمر از اتیلن پروپیلن دی ان است که در دمای اتاق لاستیک نرم است. EPDM یک پلیمر غیر قطبی است، بنابراین سازگاری بین EPDM و PVC بسیار ضعیف است. ترکیب مرکاپتان جزء سوم به عنوان سازگار کننده به سیستم ترکیب اضافه می شود تا سازگاری بین دو فاز را بهبود بخشد. در فرآیند اختلاط، یک سر ترکیب مرکاپتان با پی وی سی واکنش داده و مواد پیوندی تشکیل می دهد و سر دیگر آن با EPDM پیچیده می شود. عملکرد آن دقیقاً مانند عامل جفت کننده مورد استفاده در مواد کامپوزیتی مبتنی بر پلیمر است. از طریق عمل سازگار کننده، رابط بین PVC و EPDM تقویت می شود تا به هدف اصلاح و سفت شدن دست یابد. استحکام ضربهای بریدگی مخلوطها با ترکیبات مرکاپتان بیش از 6 برابر بیشتر از رزین ماتریکس PVC بود.
3) مخلوط PVC / MBS
رزین MBS نوعی پلیمر بالا است که از پیوند کوپلیمر متاکریلیک اسید و استایرن روی پلی بوتادین یا لاستیک دی فنیل بدست می آید. در زنجیره مولکولی پلیمری، استایرن یک بخش صلب و پلی بوتادین یا لاستیک استایرن بوتادین یک بخش انعطاف پذیر است. اثر هم افزایی این دو به مولکول های MBS انعطاف پذیری خوبی می دهد.
MBS و PVC پارامترهای حلالیت مشابهی دارند و می توانند یک سیستم ترکیبی با سازگاری خوب را تشکیل دهند. تنها یک دمای انتقال شیشه ای Tg (89.14 ℃) در دمای بالا وجود دارد که بین دو TG است.
مشاهدات SEM نشان داد که در این سیستم، بخشهای MS در فاز MBS یک"؛ فاز پیوسته" را تشکیل میدهند. با سازگاری خوب با فاز PVC، در حالی که بخش های لاستیکی در فاز پیوسته پراکنده شدند و یک میکرو"فاز پراکنده" را تشکیل دادند. هنگامی که در معرض ضربه قرار می گیرد، می توان ترک هایی بین بخش زنجیره لاستیکی فاز پراکنده و فاز پیوسته برای جذب و انتقال انرژی ضربه ایجاد کرد. اثر سفت کننده خوبی حاصل می شود.
افزودن MBS این امکان را برای PVC فراهم می کند که هم چقرمگی و هم عبور نور را به دست آورد، بنابراین MBS اصلاح کننده ضربه شفاف PVC نامیده می شود.
4) سیستم ترکیب PVC / ABS
سازگاری: ABS کوپلیمر اکریلونیتریل بوتادین استایرن است. مانند MBS، دارای بخش های زنجیره ای سفت و سخت و بخش های زنجیره ای لاستیکی انعطاف پذیر است. ABS و PVC پارامترهای حلالیت مشابهی دارند و در ترمودینامیک شیمیایی سازگار هستند. از تجزیه و تحلیل ساختار مولکولی، زنجیره مولکولی ABS حاوی تعداد زیادی بخش اکریلونیتریل است که دارای نیروی قوی با مولکول های PVC است و می تواند یک سیستم سازگاری خوبی را تشکیل دهد.
استحکام ضربه: استحکام ضربه مخلوط بیشتر از هر ماده خام است. وقتی PVC / ABS=70 / 30 باشد، قدرت ضربه مخلوط به حداکثر می رسد.
عملکرد دمای بالا: نقطه نرم شدن PVC در 75-85 ℃ نسبتا کم است. نقطه نرم شدن ABS 105 ℃ است. بنابراین، عملکرد دمای بالا PVC را می توان پس از ترکیب بهبود بخشید.
فرآیند پذیری: با افزایش نسبت ABS، شاخص مذاب روند صعودی را نشان می دهد. افزایش سیالیت فرآیند پذیری را بهبود می بخشد.
مواد افزودنی: سازگار کننده، نرم کننده، تثبیت کننده حرارت، آنتی اکسیدان، عامل سخت کننده، روان کننده و غیره.
کاربرد: اکستروژن برای تولید صفحات، لوله ها و مواد دگرجنسگرا. می تواند جایگزین ABS در محصولات چمدانی شود. همچنین می توان از آن برای قالب گیری تزریقی برای ساخت تجهیزات نساجی، قطعات ماشین آلات، پانل های ابزار و غیره استفاده کرد.
5) مخلوط PVC / ACR
به عنوان یک اصلاح کننده رزین PVC سفت و سخت، ACR را می توان به افزودنی های پردازش و افزودنی های ضربه ای تقسیم کرد.
کمک های پردازش عمدتاً برای کاهش زمان ژل شدن مواد PVC سفت و سخت است. برای پردازش ثانویه مانند شکل دهی گرم مناسب است.
ACR مقاوم در برابر ضربه یک" هسته پوسته" را تشکیل می دهد. ساختار پوسته سازگاری خوبی با PVC دارد. هسته آن اثر سفت کنندگی بسیار خوبی در سیستم ترکیبی داشت.
ACR موفق ترین اصلاح کننده شفاف بعد از MBS است.
6) سیستم ترکیب PVC / EVA
EVA اتیلن وینیل استات است. مخلوط های PVC / EVA را می توان با اختلاط مکانیکی (عمدتاً مخلوط مذاب) و اختلاط کوپلیمریزاسیون پیوند تولید کرد. PVC و Eva فقط سازگاری متوسطی دارند، بنابراین مخلوط های PVC / EVA تهیه شده توسط اختلاط مکانیکی دارای حوزه های فاز بزرگ هستند. دامنه فاز مخلوط های PVC / EVA تهیه شده با روش اختلاط کوپلیمریزاسیون پیوندی خوب است.
ساختار مورفولوژیکی مخلوط PVC / EVA نیز مستقیماً با نسبت اختلاط دو پلیمر مرتبط است. اگر EVA کمتر از 7-8٪ در PVC / EVA با اختلاط مکانیکی باشد، PVC یک فاز پیوسته است که ذرات EVA را احاطه می کند، اما زمانی که از 7 تا 8٪ گذشت، EVA به پیوسته تغییر می کند و ذرات PVC را احاطه می کند. بنابراین، منطقه معکوس فاز این ترکیب 7 تا 8 درصد محتوای EVA است.
یکی از مزایای برجسته مخلوط PVC / EVA این است که انعطاف پذیری آنها به طور قابل توجهی بهتر از PVC است. با توجه به مقدار EVA موجود در مخلوط های PVC / EVA، آنها نیز به دو نوع اصلی تقسیم می شوند: سخت و نرم. درجه نرم شدن مخلوط PVC / EVA نرم با PVC نرم با 40 یا 60 قسمت نرم کننده برابر است، اما دارای ویژگی های دمای پایین بهتر، اثر پلاستیک سازی پایدار و احساس خوب دست نسبت به دومی است.
ترکیب کوپلیمریزاسیون پیوند PVC / EVA
در ترکیب کوپلیمریزاسیون پیوند PVC / EVA، با افزایش محتوای EVA، اثر پلاستیک سازی نیز افزایش یافت، اما مقاومت کششی کاهش یافت، نفوذپذیری هوا افزایش یافت و عبور نور کاهش یافت.
به طور کلی، هرچه وزن مولکولی کوپلیمر پیوند EVA و eva-pvc کمتر باشد، سختی کمتر و مخلوط کوپلیمر پیوند PVC / EVA نرمتر است.
کاربرد:
مخلوط PVC / EVA به طور گسترده ای در تولید محصولات سخت و نرم استفاده می شود. محصولات سخت عمدتاً لوله های ضربه ای اکسترود شده هستند که برای تولید صفحات ضربه ای و مواد اکسترود شده با شکل خاص نیز استفاده می شوند. محصولات سخت همچنین شامل چوب مصنوعی کم کف، محصولات قالبگیری تزریقی (اتصالات لوله ضربهای، قطعات صنعتی) و غیره است. محصولات نرم عمدتاً فیلمها، فیلمها، چرم مصنوعی، کابلها و مواد فوم مقاوم در برابر سرما هستند.
علاوه بر این، خواص PVC را می توان با اصلاح تقویت، اصلاح پیوند متقابل، اصلاح کف، اصلاح تشعشع و سایر روش های اصلاح بهبود بخشید. به عنوان مثال، پودر میکا با نسبت ابعاد بزرگ برای تقویت استفاده می شود. استحکام با اتصال عرضی با دی ایزوپروپیل پراکسید (DCP) بهبود یافت. از عامل کف کننده آزودی کربنامید برای کاهش وزن مخصوص محصولات پی وی سی، تابش کبالت برای بهبود استحکام و غیره استفاده می شود.
