前言
许多高分子材料在达到所需的加工温度后在化学性质上并不稳定，从而导致氧化、交联、断链等。其中，PVC的热敏性众所周知。氯化氢在温度达到120℃以上时开始分离，并引起PVC在光学、机械和流变学性能上的急剧下降相关。快速变色（“炭化”）和腐蚀性碎裂产物氯化氢（HCl）的形成是在这方面的主要问题。而热稳定剂可以大幅减少乃至消除氯化氢的分离问题。在加工过程中，除热应力外，塑料熔体还受到强机械应力（剪切或摩擦）的影响。根据加工方式不同，80 %的热能是通过摩擦传递到聚合物上的，直接加热传递的热能只约占20%。因此，要提高聚合物熔体流动性，实现加工的顺畅，就离不开添加剂，包括润滑剂，加工助剂等，往PVC添加这些润滑剂可以实现以下要求：
· 提高熔体的流动性，如减少内外部摩擦，减少材料磨损；
·使最终产品具备某些特性（如光泽、光滑性、防结块等）；
·防粘和模具润滑等外部润滑作用。
PVC的结构特性
PVC粒子（二级粒子）是由大小为1微米的一级粒子或小球组成的，后者由10纳米大小的结核构成。加工温度达到190°C时，二级粒子就会分裂为小球，这个过程通常称作塑化。在达到约190℃之后，小球就会再次分裂为结核，也就是所谓的凝胶化（图1）。因此，在PVC加工过程中不存在纯熔体，只有粒子流。选用适当的润滑剂或是加工助剂，即可延缓或加速这一过程。
图1、PVC粒子结构示意图
加工改性剂在PVC中的作用形式
图2润滑剂的作用形式及特点
PVC为极性高分子材料，不同的添加剂同PVC的相容性不同，由此起作用的方式也不同，以润滑剂为例，极性高、短碳链的润滑剂对PVC粒子的穿透力相对较强。极端的例子是塑化剂能渗透整个粒子，因此不仅能改变其粘度，还能改变最终产品的硬度。然而，内部润滑剂对粒子的穿透力有限，可减少小球间的摩擦。但最终粒子的特性并不会受到常用的润滑剂数量的影响。此外，根据润滑剂的极性和分子量大小，它对PVC的作用形式也有不同，具体作用包括塑化、粘度控制，减小摩擦，降低熔体粘度、释放作用、滑动作用等，具体的作用形式如图2所示。
成型剂WY-Series产品对硬质PVC加工的作用
成型剂为丙烯酸酯类高分子同有机金属高分子的共聚物，为一种特殊形式的离聚物，整个分子包括共价键及离子键。金属离子的存在，提升了极性，增强了该产品同PVC分子的渗透性，所以同ACR相比，成型剂对PVC具有更快的塑化效率。为了验证改结论，我们通过转矩流变仪对比了成型剂及ACR对PVC塑化性能的差异，具体配方如表1所示。
表1.硬质PVC流变测试基本配方
组分名称
份数
PVC SG-5
100
CaCO3
20
稳定剂
4
CPE
10
HST
0.2
Eaform®WY-68
2
Eaform®WY-66
双甲酯加工助剂（Acrylic Acid Processing Aids，ACR）
转矩流变仪为哈普RM-200C混炼式转矩流变仪，加热区分为三个区间，加热温度全部为180℃，转速设定为50rpm，具体实验结果如表2所示，塑化曲线如图3所示，
表2.塑化性能对比数据
WY-68
WY-66
ACR
塑化时间/s
127
141
184
塑化扭矩/Nm
25.8
24.2
25.3
物料温度/℃
180.4
181.7
181.6
图3转矩流变对比图
从表2可知，添加成型剂WY-66及WY-68的配方中，塑化时间分别为141s及127s，而添加双甲酯类加工助剂ACR的配方的塑化时间为184s，说明WY-66及WY-68比ACR加工助剂具有更短的塑化时间，原因已在上文中阐述，因为成型剂分子中含有极性基团，可渗透至PVC分子内部，导致塑化效率更高。通过对比三者的塑化扭矩发现，WY-68的配方的塑化扭矩为25.8Nm，WY-66的配方为24.2Nm，而ACR的配方为25.3Nm，说明WY-68在促进塑化的同时，可提升整个PVC加工过程中的熔体强度，而WY-66由于分子量较小，只有单纯促进塑化的功能，该配方的熔体强度最低。
结论：
1. 成型剂在硬质PVC配方中可明显促进塑化，其促进塑化效率高于ACR。
2. WY-68的塑化效率高于ACR的同时，提供更高的熔体强度，WY-66仅促进PVC塑化，对熔体强度贡献较小，仅使用于塑化不良的配方中。
3. 成型剂在硬质PVC加工中可完全替代ACR，且特别适用高填充配方。
本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请
点击举报。
