常见的软质PVC大多是用小分子增塑剂增塑的制品,存在耐久性差(易挥发、易迁移、易抽出)的缺点,大大影响软质PVC的使用效果和寿命。PVC和聚合物弹性体形成的均相聚合物共混体系,不但对PVC的某些性能有显著改善,还具有持久增塑作用,可大大提高PVC软制品的耐久性,这种具有增塑作用的聚合物称高分子增塑剂。
用作PVC的高分子增塑剂必须符合以下三个基本条件:
①能和PVC发生特殊的相互作用,包括分子间形成氢键或很强的偶极-偶极相互作用,使共混过程发生放热效应,即产生负的混合热形成均相体系。
②具有很低的玻璃化转变温度Tg,使共混物的Tg降至室温以下。
③在室温上下几十度范围内不结晶。结晶高聚物是不能起增塑作用的,有些高聚物自身虽然可结晶,但在增塑体系中可抑止其结晶发生,还是可作增塑剂使用。
1.PVC/NBR共混物
丁腈橡胶(NBR)是极性较强的聚合物弹性体,和PVC之间具有较强的偶极-偶极相互作用,因而含丙烯腈(AN)40%以上的NBR和PVC可以形成相容体系。NBR是PVC使用最早的高分子增塑剂。
PVC软制品用NBR粉末胶改性,对制品力学性能、低温性能、耐久性、耐油性和加工性能等均可有明显改进,特别是耐久性更具有独特的功效,是小分子增塑剂无法比拟的。(www.xing528.com)
2.PVC/CO-EVA共混物
CO-EVA三元共聚物是一种新型的PVC高分子增塑剂,美国杜邦公司商品名为Elvaloy741及Elvaloy742。由于共聚物分子中碳氧双键与PVC中的α氢原子具有近似于形成氢键的强烈相互作用,产生负的ΔHm,因而能和PVC相容形成均相共混体系。CO-EVA室温下具有橡胶的特性,玻璃化温度-32℃,脆化温度-70℃,能有效地对PVC进行增塑改性,是目前公认的PVC优良的高分子增塑剂。其制品除用于电缆外,还广泛用于汽车装饰件、密封材料以及制鞋工业等行业。
3.其他增塑体系
PVC和很多聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯类以及其他一些聚酯类聚合物都能相容,它们之间的相容性来源于酯基与PVC间形成类似氢键的强烈相互作用。
但是有些含酯基的聚合物玻璃化温度较高,不能作增塑剂使用。能作为高分子增塑剂的大多是脂肪族聚酯,如聚己二酸酯、聚辛二酸酯系列等,它们的玻璃化温度大多低于-50℃。但这些聚酯还需进行适当改性,以阻止它们的结晶作用。聚酯类增塑剂是高分子增塑剂使用比较普遍的一个大类,它们的分子量一般为2000~8000,室温下是液态黏稠体,增塑效果低于小分子增塑剂,但高于橡胶类增塑剂,制品的低温性能和耐久性介于橡胶类和小分子增塑剂之间,力学性能良好。
乙烯共聚物中除了CO-EVA外,EVA、乙烯-一氧化碳共聚物(ECO)、乙烯-二氧化硫共聚物(ESO2)都是PVC的高分子增塑剂。EVA作为增塑剂所含VAC必须为65%~70%之间,低于此值,不能和PVC完全相容,这是因为VAC含量低的EVA,分子链中酯基密度偏低,它和PVC的特殊相互作用还不足以产生负的混合热。
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