目前国内关于塑料制品抗冲击改性剂品种不少,但作用于硬质塑木复合低发泡产品韧性指标的主要是CPE与ACR两类。CPE和ACR均属橡胶弹性体,有使PVC制品维卡软化度、压缩强度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、加热后尺寸变化率、握钉力等刚性指标下降趋势。由于ACR的分子结构不同于线性CPE,为核壳结构,同时添加份数少于CPE,因此对刚性指标的影响不像CPE那样明显。在一定条件下,适当添加抗冲击改性剂可有效提高塑料产品的韧性指标,但若过多添加又会影响塑木材料的刚性指标。
作用于硬质塑木复合低发泡产品刚度指标主要是碳酸钙和木粉等品种。其添加量多少和产品相关性能相关。碳酸钙作为无机材料,一般是天然矿物经过化学和物理处理而形成的粉体材料。在配方中除钛白粉外,是唯一可以提高弯曲弹性模量、维卡软化点、拉伸强度、产品密度、尺寸变化率等刚性指标的功能类助剂;对于硬质塑木复合低发泡产品这种承力结构部件主要需重点考虑弹性模量大小。但碳酸钙的副作用也是显而易见的,通常碳酸钙与塑料本身相容性较差,填充量过大会增加制品脆性,降低断裂延长率、低温抗冲击、拉伸冲击等技术指标,且碳酸钙粒度过大,会影响其与PVC树脂的分散性,产生消光现象,影响制品光洁度。前文已提及,近几年在碳酸钙的改性研究方面有了很大进展,采用经偶联活化处理的超细轻质碳酸钙不仅可提高刚性指标,有一定补强作用,还能适当增加在配方中的剂量,有效降低成本。
除此而外,硬质塑木复合低发泡产品弯曲弹性模量主要由PVC树脂弹性模量所决定。不同聚合度、不同牌号PVC树脂有不同弹性模量,聚合度越高,牌号越低,弹性模量越大。但牌号越低,加工难度越大,流动性越差,通常用8型树脂或8型树脂和5型树脂按比例配合使用。
发泡剂的作用是引发硬质塑木复合低发泡产品在截面上产生泡孔,减轻其重量,增加产品弹性和缓冲其受冲击时不至于破坏的能力,客观上起到提高产品韧性作用。经发泡后的PVC与木粉复合材料,具有良好的泡孔结构,可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩张,显著提高材料的抗冲击性能和延展性。
发泡调节剂的作用是提高熔体黏度,发挥抑制泡孔作用,客观上也起着增加制品刚性的作用;内滑剂作用是降低分子间作用力,提高其分散性能,但过多添加会加大PVC树脂基体内分子间作用力,对制品的韧性和刚性均有一定影响;外滑剂的作用是减少塑化,但添加不当,又会导致熔体塑化不良,使其韧性指标有所降低。(www.xing528.com)
硬质塑木复合低发泡产品中添加木粉的优势是加入木粉纤维的PVC复合材料仍保持纤维束状结构,具有一定长径比,赋予材料更高的刚度和强度,除冲击性能外,塑木复合材料其他性能会因木粉加入而改善。
随着木粉加量加大,树脂与木粉之间作用力加大,不容易传递和扩散应力,降低了PVC基体吸收冲击的能量和变形能力,韧性变差。倘若木粉粒径较大,木粉在共混体系中起支撑骨架作用,鉴于木粉抗冲击性能大于PVC树脂,共混体系中的抗冲击性能也会增加;但木粉粒径过大反而会使产品表面粗糙,光洁度变差。反之木粉粒径越小,随塑木发泡材料硬度、密度及握钉力不断增加,冲击性能会下降。且因木粉与树脂相容性不好,易团聚,物料分散性和流动性变差、挤出困难,影响发泡质量。
除以上基本功能类助剂外,依据产品使用环境,还需要添加钛白粉和紫外线吸收剂、抗氧剂、阻燃剂、防静电剂等功能类助剂,譬如生产室内使用产品,仅用于产品增白时,需适当添加锐钛型钛白粉。生产户外使用的白色产品,依据使用年限要求亦需添加4-6份金红石型钛白粉,在极端气候下长期使用的纯白颜色产品除需添加金红石钛白粉外,还需添加0.3%份紫外线吸收剂。生产墨绿色、深蓝色、深灰色、黑色等深颜色产品可不加金红石型钛白粉,但需添加0.5%份紫外线吸收剂,和0.2%份抗氧剂等;生产公共场合使用产品还需适当添加阻燃剂和抗静电剂等。如挤出生产的塑木复合低发泡产品仅是素材还需要经过复转印膜再加工或是采取共挤工艺生产彩色产品,以上助剂没有必要添加。
工艺操作设置和控制不当,导致“欠塑化”或“过塑化”或熔体强度下降,对硬质塑木复合低发泡产品的韧性和刚性指标均有一定影响。
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