【正文】 復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑 10 鉛鹽穩(wěn)定劑價格低廉，熱穩(wěn)定性好，一直被廣泛使用，但鉛鹽的粉末細小，配料和混合中，其粉塵被人吸入會造成鉛中毒， 為此，科技人員又研究出一種新型 的復(fù)合鉛鹽熱 穩(wěn)定劑。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑包容了加工所需要的熱穩(wěn)定劑組份和潤滑劑組份，被稱作為全包裝熱穩(wěn) 定劑。 (2)配方混合時，簡化了計量次數(shù)，減少了計量差錯的概率及由此所帶來的損失。 (4)提供了無塵生產(chǎn)產(chǎn)品的可能性，改善了生產(chǎn)條件。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑一個重要指標(biāo)是鉛的含量，目前所生產(chǎn)的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑含鉛量一般為 20％ 60％；在 PVC 塑料門窗 型材生產(chǎn)上的用量為 3． 5—6 份。 主要的輔助熱穩(wěn)定劑品種 11 輔助墊穩(wěn)定劑本身不具有熱穩(wěn)定作用，只有與主穩(wěn)定劑一起并用，才會產(chǎn)生熱穩(wěn)定效果，并促進主穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果。 輔助熱穩(wěn)定劑的主要品種有： (1)亞磷酸酯類。 (2)環(huán)氧化合 物類，與金屬皂類有協(xié)同作用，與有機錫類稀土穩(wěn)定劑并用效果好，用量為 25 份，常用的品種為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧脂。 潤滑劑 潤滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的摩擦力，從而降低熔體的流動阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動性，避免熔體與設(shè)備的粘附，提高制品表面的光潔度等。 潤滑劑的分類： 其主要區(qū)分是依其與樹脂的相容性大小。 內(nèi)外潤滑劑之分只是相對而言，并無嚴(yán)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸單甘油酯對極性樹脂 (如 PVC 及 PA)而言，起內(nèi)潤滑作用；但對于非極性樹脂 (如 PE、 PP)，則顯示外潤滑作用。 在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤滑劑的作用也會發(fā)生變化，如硬脂酸和硬脂醇用于 PVC 壓延成型初期，由于加工溫度低，與 PVC 相容性差，主要起外潤滑作用；當(dāng)溫度升高后，與 PVC 相容性增大，則轉(zhuǎn)起內(nèi)潤滑劑作用。 13 飽和烴類 飽和烴類按極性可分為非極性烴 (如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟 )、極性烴 (如氯化石蠟、氧化聚乙烯等 )。 (1)液體石蠟：俗稱白油，為無色透明液體，可用作 PVC 的透明性外潤滑劑，用量為 0． 5 份左右，用量大會嚴(yán)重影響焊角強度 。 (3)微晶石蠟，又稱為高熔點石蠟，外觀為白色或淡黃色固體，因結(jié)晶微細而稱為微晶石蠟。在 PVC 中用量較小，一般為 0． 10． 3 份。 (5)氧化聚乙烯蠟，為聚乙烯蠟部分氧化產(chǎn)物，外觀為白色粉末。 (6)氯化石蠟，與 PVC 相容性好，透明性差，與其他潤滑劑并用效果好，用量 0． 5 份以下為宜。 脂肪族酸胺 包括單脂肪酸酰胺和雙脂肪酰胺兩大類，單脂肪酸胺主要呈內(nèi)潤滑作用，主要品種包括乙基雙硬脂酰胺、 N， N 脂肪酸類 如硬脂酸，是僅次于金屬皂類而廣泛應(yīng)用 的潤滑劑，可用于 PVC，用量少時，起內(nèi)潤滑作用；用量大時，起外潤滑作用。 脂肪酸酯類 (1)硬脂酸丁酯，外觀為無色或淡黃色油狀液體，在 PVC 中以內(nèi)潤滑為主兼具外潤滑作用，用量 0． 5—1． 5 份。 (3)酯蠟和皂化蠟，主要指以褐煤蠟為主要原料、經(jīng)漂白等工序制成的后序產(chǎn)品。主要用于 HPVC，用量 0． 10． 3 15 份。還可用于 PS 中。 加工改性助劑 加工助劑的作用原理 由于 PVC 熔體延展性差，易導(dǎo)致熔體破碎； PVC 熔體松弛慢，易導(dǎo)致制品表面粗糙、無光澤及鯊魚皮等。 加工助劑為可以改善樹脂加工性能的助劑，其主要作用方式有三種：促進樹脂熔融、改善熔體 流變性能及賦予潤滑功能。促進樹脂熔融： PVC 樹脂在加熱的狀態(tài)下，在一定的剪切力作用下熔化時，加工改性劑首先熔融并粘附在 PVC 樹脂微粒表面，它與樹脂的相容性和它的高分子量，使 PVC 粘度及摩擦增加，從而有效地將剪切應(yīng)力和熱傳遞給整個 PVC樹脂，加速 PVC 熔融。改善熔體流變性能： PVC 熔體具有強度差、延展性差及熔體破裂等缺點，而加工改性劑可改善熔體上述流變性。 常用加工改性劑一 ACR ACR 為甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等單體的共聚物。 我．國的 ACR 可分為 ACR20 ACR301 和ACR40 ACR402 幾種，國外的牌號有： K120N、 K12 K17 P5 P50P55 P700、 PAl00 等。表 3 國內(nèi)外 ACR 加工助劑牌號對照。表 4 是用 BLANBENDE 塑度儀測得的 ACR 對塑化時間、溫度等的影響情況。 沖擊改性劑 高分子材料改性的一個重要內(nèi)容是改善其耐沖擊性能， PVC 樹脂是一個極性非結(jié)晶性高聚物 ，分子之間有較強的作用力 ，是一個堅硬而脆的材料；抗沖擊強度較低 。改性劑的顆粒很小，以利于增加單位重 17 量或單位體積中改性劑的數(shù)量，使其有效體積份數(shù)提高，從而增強了分散應(yīng)力的能力。 按有機抗沖擊改性劑的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可將其分為如下幾類。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有： MBS、 ACR、 MABS 和 MACR 等，這些都是優(yōu)良的沖擊改性劑。因此， NPDE 必須形成一個包覆樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它與樹脂不是十分好的相容體。 過度型沖擊改性劑，其結(jié)構(gòu)介于兩種結(jié)構(gòu)之間，如 ABS。作為增韌劑使用的 C?E，含 C1 量一般為 2545％。目前在我國 CPE 是占主導(dǎo)地位的沖擊改性劑，尤其在 PVC 管材和型材生產(chǎn)中，大多數(shù)工廠使用 CPE。 CPE 可以同其它增韌劑協(xié)同使用，如橡膠類、 EVA 等，效果更好，但橡膠類的助劑不耐老化。 ACR 屬于核殼結(jié)構(gòu)的沖擊改性劑，甲基丙烯酸甲酯 —丙烯酸乙酯高聚物組成的外殼，以丙烯酸丁酯類交聯(lián)形成的橡膠彈性體為核的鏈段分布于顆粒內(nèi)層。國外常用的牌號如 K355，一般用量 6—10 份。 (3)MBS 是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三種單 體的共聚物。一般在 PVC 中加人 1017份，可將 PVC 的沖擊強度提高 6—15 倍，但 MBS 的加入量大于 30 份時， PVC沖擊強度反而下降。 MBS 價格較高，常同其他沖擊改性劑，如 EAV、 CPE、 SBS 等并用。 (4)SBS 為苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物，也稱為熱塑性丁苯橡膠，屬于熱塑性彈性體，其結(jié)構(gòu)可分為星型和線型兩種。主要用做 HDPE、 PP、PS 的沖擊改性劑，其加入量 5—15 份。SBS 耐候性差，不適于做戶外長期使用制品。 ABS 加入量達到 50 份時， PVC 的沖擊強度可與純 ABS 相當(dāng)。（ 6） EVA 是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物，醋酸乙烯酯的引入改變了聚乙烯的結(jié)晶性，醋酸乙烯酯含量大量差，而且 EVA與 PVC 折光率不同，難以得到透明制品，因此，常將 EVA 與其它抗沖擊樹脂并用。 橡膠類抗沖擊改性劑 是性能優(yōu)良的 增韌劑，主要品種有：乙丙橡膠 (EPR)、三元乙丙橡膠 (EPDM)、丁腈橡膠 (NBR)及丁苯橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、聚異丁烯、丁二烯橡膠等，其中 EPR、 EPDM、 NBR 三種最常用，其是改善低溫耐沖擊性優(yōu)越，但都不耐老化，塑料門窗型材一般不使用這類沖擊改性劑。 光穩(wěn)定劑大體可以分為四類： (1)光屏蔽劑。如加入 2％的碳黑的 LDPE 片材其耐老化程度比不加碳黑的 20 LDPE 片材提高 20 倍。 (2)紫外線吸收劑。常用的有 UV—53 UV32 UV32 UVp 等產(chǎn)品， 用量一般為 0． 10． 5％。 (3)淬滅劑。具體品種為鎳、 鈷絡(luò)合物，品種有光穩(wěn)定劑 20光穩(wěn)定劑 1084 等。 (4)自由基捕捉劑。一般使用在 LDPE農(nóng)膜中。 填料 使用填料的主要目的是占據(jù)空間以降低成本，當(dāng)然，一些填料也賦予材料一些特殊的性能，如阻燃、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、剛性等。 其主要品種有： (1)碳酸鹽類 主要為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。 (2)炭黑 如天然氣槽黑、混氣槽黑、高耐磨爐黑、熱裂法炭黑、乙炔炭黑等。 (3)硫酸鹽類 有硫酸鋇、硫酸鈣、鋅鋇白 (立德粉 )等，主要作填充劑，也有著色作用，硫酸鋇可減少 X 光透過度。 (5)金屬粉 如鋁、青銅、鋅、銅、鉛等粉末，作裝飾用和改善導(dǎo)熱性。 (6)含硅化合物 陶土中最常使用的為高嶺土，作填充劑?；圩魈畛鋭?。 型材的配方設(shè)計 PVC 塑料型材配方設(shè)計原則 樹脂應(yīng)選擇 PVCSC5 樹脂或 PVCSG4 樹脂，也就是聚合度在 12001000的聚氯乙烯樹脂。根據(jù)生產(chǎn)實際要求選擇， 注意熱穩(wěn)定劑之間的協(xié)同效應(yīng)和對抗效應(yīng) ?？梢赃x擇 CPE 和 ACR 沖擊改性劑。 CPE 價格較低，來源廣泛；ACR 耐老化能力、焊角強度高。潤滑系統(tǒng)可以降低加工機械負荷，使產(chǎn)品光滑，但過量會造成焊角強度下降。一般加入 ACR 加工改性劑，加 入量 12 份。 必須加入一定量的 鈦白以起到 屏蔽紫外線的作用。必要時可以加入紫外線吸收劑 UV53 UV327 等以增加型材的耐老化能力。 在設(shè)計配方中應(yīng)盡量簡化， 盡量不加入液體助劑 ，并且根據(jù)混合工序要求 (見混合問題 )分批按加料順 序把配方分為 I 號料、 Ⅱ 號料、 Ⅲ 號料分別包裝。缺點：價格高，生產(chǎn)時有味，不能與使用鉛鹽穩(wěn)定劑的 PVC 物料混合使用。缺點：價格較高。 鉛鹽穩(wěn)定劑配方 PVCSG5 100 份 25 三鹽 3 份 二鹽 1． 5 份 硬脂酸鈣 0． 5 份 硬脂酸鋇 0． 5 份 硬脂酸鉛 0． 5 份 硬脂酸 0． 5 份 ACR401 2 份 CPE(35％ ) 10 份 活性輕鈣 8 份 鈦白 (金紅石型 ) 4 份 氧化 PE 蠟 0． 3 份 石蠟 0． 3 份 該配方特點：成本低，穩(wěn)定性好。 使用的沖擊改性劑有 CPE 和 ACR 兩種，以上列舉的均為 CPE 的配方，我國有許多工廠生產(chǎn) CPE，價格較低。下面一例為使用 ACR 沖擊改性劑的配方： ACR 沖擊改性劑配方 PVC(K65) 100 份 二鹽 3 份 硬脂酸鈣 0． 5 份 26 硬脂酸鋇 0． 5 份 硬脂酸鉛 0． 5 份 硬脂酸 0． 5 份 ACR K125P 0． 8 份 ACR K175 0． 5 份 ACRKM355P 6 份 活性輕鈣 6 份 鈦白 (金紅石型 ) 4 份 PE 蠟 0． 2 份 上列配方僅供參考，企業(yè)在確定自己生產(chǎn)配方時還要根據(jù)企業(yè)的設(shè)備能力，各種助劑的來源以及質(zhì)量穩(wěn)定情況和價格成本來確定。配方的改變往往造成物料流動性能的變化，影響模具和 擠出工藝控制。塑料質(zhì)輕，一般塑料的密度都在 ~ 克／厘米 3之間，只有鋼鐵的 1／ 8 ~1／ 鋁的 1／ 2 左右，而各種泡沫塑料的密度更低，約在 ~ 克／厘米 3 之間。例如合金鋼材，其單位質(zhì)量的拉伸強度為160 兆帕，而用玻璃纖維增強的塑料可達到 170 ~ 400 兆帕。幾乎所有的塑料都具有優(yōu)異的電絕緣性能，如極小的介電損耗和優(yōu)良的耐電弧特性，這些 性能可與陶瓷媲美。一般塑料對酸堿等化學(xué)藥品均有良好的耐腐蝕能力，特別是聚四氟乙烯的耐化學(xué)腐蝕性能比黃金還要好，甚至能耐 王水 等強腐蝕性電解質(zhì)的腐蝕，被稱為 塑料王 。大多數(shù)塑料具有優(yōu)良的減摩、耐磨和自潤滑特性。 5．透光及防護性能。有機玻璃化學(xué)名稱為聚甲基丙烯酸甲酯，可用作航空玻璃材料。塑料具有多種防護性能，因此常用作防護保裝用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。某些塑料柔韌而富于彈性，當(dāng)它受到外界頻繁的機械沖擊和振動時，內(nèi)部產(chǎn)生粘性內(nèi)耗，將機械能轉(zhuǎn)變成熱能，因此，工程上用作減震消音材料。 上述塑料的優(yōu)良性能， 使它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中具有廣泛用途；它已從過去作為金屬、玻璃、陶瓷、木材和纖維等材料的代用品，而一躍成為現(xiàn)代生活和尖端工業(yè)不可缺少的材料。 農(nóng)業(yè)方面：大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、魚網(wǎng)、養(yǎng)殖浮漂等。 在國防工業(yè)和尖端技術(shù)中，無論是常規(guī)武器、飛機、艦艇，還是火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船和原子能工業(yè)等，塑料都是不可缺少的材料。目前在各種家用電器，如電視機、收錄機、電風(fēng)扇、洗衣機、電冰箱等方面也獲得了廣泛的應(yīng)用。 塑料的制造和樹脂的合成方法 (一 ) 塑料的制造 塑料的基礎(chǔ)原料，最初是以農(nóng)副產(chǎn)品為主，從本世紀(jì) 20 年代起轉(zhuǎn)向以煤和煤焦油產(chǎn)品為主，從 50 年代起逐