Czysta żywica polichlorku winylu (PVC) należy do rodzaju silnie polarnego polimeru, a jej siła międzycząsteczkowa jest stosunkowo duża, co prowadzi do wyższej temperatury mięknienia i temperatury topnienia PVC. Ogólnie rzecz biorąc, do przetworzenia potrzebuje 160 ~ 210 ℃.

Ponadto podstawiona grupa chlorowa zawarta w cząsteczce PVC łatwo prowadzi do reakcji odchlorowodorowania żywicy PVC, powodując w ten sposób reakcję degradacji PVC. Dlatego PCW jest wyjątkowo niestabilny pod względem ciepła, a wzrost temperatury w znacznym stopniu sprzyja usuwaniu reakcji HCL z PCW. Rozpoczęła się reakcja usuwania HCL, która doprowadziła do degradacji PVC. Biorąc pod uwagę powyższe dwa braki, PCW musi być przetwarzany z dodatkami, aby móc wytwarzać różnorodne miękkie, twarde, przezroczyste, dobrej izolacji elektrycznej, pianki i inne produkty, które spełniają potrzeby ludzi.

Przy wyborze odmiany i ilości dodatków należy w pełni uwzględnić różne czynniki, takie jak właściwości fizykochemiczne, właściwości płynięcia i właściwości formowania, a na koniec ustalić idealną formułę. Ponadto musimy również wybrać rodzaj żywicy zgodnie z różnymi zastosowaniami i metodami przetwarzania. Połączenie różnych rodzajów żywic PVC i różnych dodatków jest tym, co często nazywamy projektowaniem formulacji PVC. Jak zaprojektować konkretną formułę?

1. Wybór żywicy

Lepkość lub wartość K jest powszechnie stosowana w przemyśle do wskazania średniej masy cząsteczkowej (lub średniego stopnia polimeryzacji). Masa cząsteczkowa żywicy jest powiązana z właściwościami fizycznymi i mechanicznymi produktu. Im wyższa masa cząsteczkowa, tym wyższa wytrzymałość na rozciąganie, udarność i moduł sprężystości produktu, ale zmniejsza się płynność i plastyczność stopionej żywicy. Jednocześnie różne procesy syntezy prowadzą do różnych form żywicy. Powszechnie stosujemy sypką żywicę wytwarzaną metodą suspensyjną, powszechnie znaną jako żywica SG, która ma luźną strukturę, nieregularny kształt powierzchni i porowaty przekrój poprzeczny transportujący w kształcie siatki. Dlatego żywica SG szybko wchłania plastyfikatory i ma dużą prędkość uplastyczniania. Główne zastosowania żywic zawiesinowych przedstawiono w poniższej tabeli. Żywica emulsyjna nadaje się do pasty PVC do produkcji sztucznej skóry.

Metoda zawieszenia Model z żywicy PVC i główne zastosowanie

Poziom modelu główny cel

Zaawansowany materiał elektroizolacyjny klasy A SG1

SG2 Klasa 1 A materiał elektroizolacyjny, folia Klasa 1 B, Klasa 2 ogólne produkty miękkie

SG3 Klasa 1 A materiał elektroizolacyjny, folia rolnicza, folia powierzchniowa ze sztucznej skóry Klasa 1 B, Klasa 2, całkowicie plastikowe sandały

SG4 Klasa 1 A Folia przemysłowa i cywilna Klasa 1 B, Klasa 2 wąż, sztuczna skóra, rura o wysokiej wytrzymałości

SG5 Klasa 1 A Produkt przezroczysty Klasa 1 B, Klasa 2 twarda rurka, twardy kawałek, monofilament, cewnik, profil

Płyta SG6 klasy 1 A, przezroczysta folia klasa 1 B, twarda płyta klasy 2, pręt spawalniczy, włókno

Butelka SGG7 pierwszego poziomu A, przezroczysty arkusz, pierwszy poziom B, sztywne łączniki rurowe drugiego poziomu do formowania wtryskowego, żywica perchloroetylenowa

2. System plastyfikatorów

Dodanie plastyfikatorów może zmniejszyć siłę między łańcuchami molekularnymi PVC i obniżyć temperaturę zeszklenia, temperaturę płynięcia i temperaturę topnienia zawartych mikrokryształów tworzyw sztucznych PVC. Plastyfikatory mogą zwiększyć plastyczność żywicy i sprawić, że produkt będzie miękki i odporny. Dobra wydajność w niskich temperaturach. Gdy plastyfikator ma mniej niż 10 części, wytrzymałość mechaniczna nie jest oczywista. Po dodaniu około 5 części plastyfikatora wytrzymałość mechaniczna jest najwyższa, co jest tak zwanym zjawiskiem antyplastyfikacyjnym. Powszechnie uważa się, że zjawisko antyplastyfikacji polega na tym, że po dodaniu niewielkiej ilości plastyfikatora wzrasta ruchliwość łańcucha makrocząsteczkowego, tak że cząsteczki są uporządkowane tak, aby uzyskać efekt mikrokryształów. Udarność wyrobów twardych z niewielką ilością plastyfikatora jest mniejsza niż bez czasu, ale po zwiększeniu do pewnej dawki, udarność będzie rosła wraz ze wzrostem ilości, co spełnia uniwersalne prawo.

Ponadto wzrost plastyfikatora zmniejszy odporność cieplną i korozyjną produktu. Na każdą dodatkową część plastyfikatora odporność cieplna Martina spadnie o 2 do 3. Dlatego też ogólnie twarde produkty nie dodają plastyfikatorów lub dodają mniej plastyfikatorów. Czasami dodaje się kilka części plastyfikatora w celu poprawy płynności przetwarzania. Jednak produkty miękkie wymagają dodania dużej ilości plastyfikatora. Im większa ilość plastyfikatora, tym bardziej miękki produkt.

Rodzaje plastyfikatorów to ftalany, liniowe estry, epoksydy, estry fosforanowe itp. Pod względem wszechstronnego działania DOP jest lepszą odmianą i może być stosowany w różnych formulacjach produktów PVC. Estry prostołańcuchowe, takie jak DOS, są plastyfikatorami odpornymi na zimno. Od dawna wykorzystywane są w filmach rolniczych. Mają słabą kompatybilność z PVC. Generalnie nie więcej niż 8 części jest odpowiednich. Plastyfikatory epoksydowe mają dobre właściwości odporne na zimno. Odznacza się odpornością na ciepło i światło, zwłaszcza w połączeniu ze stabilizatorami na mydło metaliczne działa synergistycznie. Ogólna ilość plastyfikatora epoksydowego wynosi od 3 do 5 części.

Wyroby z drutu i kabli muszą być uniepalnione, należy dobierać plastyfikatory o stosunkowo dobrych właściwościach elektrycznych. Sam PVC jest trudnopalny, ale większość miękkich produktów po plastyfikacji jest łatwopalna. Aby produkty z miękkiego PVC stały się uniepalniające, należy dodać plastyfikatory zmniejszające palność, takie jak fosforany i chlorowana parafina. Te dwa rodzaje plastyfikatorów Jego właściwości elektryczne są również lepsze niż innych plastyfikatorów, ale wraz ze wzrostem ilości plastyfikatora właściwości elektryczne ogólnie wykazują tendencję spadkową. W przypadku produktów z PVC używanych do celów nietoksycznych należy stosować nietoksyczne plastyfikatory, takie jak epoksydowy olej sojowy. Całkowita ilość plastyfikatora powinna być różna w zależności od wymagań dotyczących miękkości produktu oraz środowiska użytkowania, procesu i użytkowania. Ogólny proces kalandrowania wytwarza folię PVC, a całkowita ilość plastyfikatora wynosi około 50 części. Folia rozdmuchiwana jest nieco niższa, zazwyczaj 45-50 części.

3. System stabilizujący

Gdy PVC jest przetwarzany w wysokiej temperaturze, HCL jest łatwo uwalniany, tworząc niestabilną strukturę poliolefinową. Jednocześnie HCL ma działanie autokatalityczne, które dodatkowo degraduje PVC. Ponadto obecność jonów tlenu lub żelaza, glinu, cynku, cyny, miedzi i kadmu katalizuje degradację PVC i przyspiesza jego starzenie. Dlatego tworzywa sztuczne będą wykazywać różne niepożądane zjawiska, takie jak odbarwienia, odkształcenia, pękanie, zmniejszona wytrzymałość mechaniczna, zmniejszona izolacyjność elektryczna i kruchość. Aby rozwiązać te problemy, do formuły należy dodać stabilizatory, w szczególności stabilizatory termiczne są niezbędne. Stabilizatory do PVC obejmują stabilizatory termiczne, przeciwutleniacze, pochłaniacze promieniowania ultrafioletowego i środki chelatujące. W projektowaniu receptur dobierane są różne odmiany i różne ilości stabilizatorów zgodnie z wymaganiami dotyczącymi zastosowania produktu i wymaganiami technologii przetwarzania.

(1) Stabilizator ciepła

Stabilizator termiczny musi być w stanie wychwycić samokatalizowany HCL uwolniony przez żywicę PVC lub być w stanie reagować z niestabilną strukturą poliolefinową wytworzoną przez żywicę PVC, aby zapobiec lub zmniejszyć rozkład żywicy PVC. Generalnie brane są pod uwagę właściwości i funkcje stabilizatora cieplnego wybranego we wzorze oraz wymagania produktu. Na przykład: stabilizatory z soli ołowiowej są stosowane głównie w produktach twardych. Stabilizatory z soli ołowiowej mają cechy dobrych stabilizatorów termicznych, doskonałe właściwości elektryczne i niską cenę. Jest jednak bardziej toksyczny i łatwo zanieczyszcza produkty, więc może wytwarzać tylko produkty nieprzezroczyste. W ostatnich latach pojawiła się duża liczba stabilizatorów kompozytowych, a stabilizatory jednoskładnikowe były zagrożone wymianą. Stabilizator kompozytowy charakteryzuje się silną specyficznością, niskimi zanieczyszczeniami oraz łatwymi składnikami dla przedsiębiorstw przetwórczych.

 Ponieważ jednak nie ma jednolitego standardu, kompozytowe stabilizatory każdej firmy są bardzo różne. Stabilizatory barowe i kadmowe to klasa stabilizatorów cieplnych o lepszej wydajności. Jest szeroko stosowany w folii rolniczej PVC. Zazwyczaj stosuje się cynk barowo-kadmowy i organiczny fosforyn oraz przeciwutleniacz. Stabilizatory wapniowo-cynkowe mogą być stosowane jako nietoksyczne stabilizatory do pakowania żywności, sprzętu medycznego i opakowań farmaceutycznych, ale ich stabilność jest stosunkowo niska. Gdy stabilizator wapnia jest stosowany w dużych ilościach, przezroczystość jest słaba i łatwo się wykwita. Stabilizatory wapnia i cynku zazwyczaj wykorzystują poliole i przeciwutleniacze w celu poprawy ich działania. 

Ostatnio w Chinach pojawiły się stabilizatory z kompozytu wapniowo-cynkowego do rur twardych. Stabilizatory cieplne cynoorganiczne mają dobrą wydajność i są dobrym wyborem dla twardych produktów PVC i produktów przezroczystych. Jako stabilizatory pomocnicze stosuje się zwykle stabilizatory epoksydowe. Ten rodzaj stabilizatora może poprawić stabilność światła i ciepła w połączeniu ze stabilizatorem baru, kadmu, wapnia i cynku, ale jego wadą jest łatwość sączenia. Jako stabilizatory pomocnicze stosuje się również poliole i organiczne fosforyny. W ostatnich latach pojawiły się również stabilizatory ziem rzadkich i stabilizatory hydrotalcytowe. Główną cechą stabilizatorów ziem rzadkich jest doskonała wydajność przetwarzania, podczas gdy hydrotalcyt jest stabilizatorem nietoksycznym.

(2) Przeciwutleniacz

W procesie przetwarzania i użytkowania wyroby z PVC ulegają utlenieniu pod wpływem ciepła i promieni ultrafioletowych, a degradacja oksydacyjna związana jest z powstawaniem wolnych rodników. Głównym przeciwutleniaczem jest terminator rozerwania łańcucha lub zmiatacz wolnych rodników. Jego główną funkcją jest łączenie się z wolnymi rodnikami w celu utworzenia stabilnych związków i zakończenia reakcji łańcuchowej. Głównym przeciwutleniaczem dla PVC jest zwykle bisfenol A. Istnieją przeciwutleniacze pomocnicze lub rozkładacze nadtlenku wodoru. Pomocniczymi przeciwutleniaczami PCW są fosforyn trifenylu i fosforyn fenylu diizooktylu. Połączone zastosowanie głównych i pomocniczych przeciwutleniaczy może dawać efekt synergiczny.

(3) pochłaniacz promieniowania ultrafioletowego

Produkty z PVC stosowane na zewnątrz, ze względu na promieniowanie ultrafioletowe w jego czułym zakresie długości fal, cząsteczki PVC ulegają wzbudzeniu lub ich wiązania chemiczne ulegają zniszczeniu, powodując reakcje łańcuchowe wolnych rodników oraz promując degradację i starzenie PVC. Aby poprawić odporność na promieniowanie UV, często dodawane są absorbery UV. Powszechnie stosowane absorbery UV do PVC to triazyna-5UV-9, UV-326, TBS, BAD, OBS. Najlepszy efekt daje Triazine-5, ale film jest lekko żółty ze względu na żółtą barwę, co można poprawić dodając niewielką ilość błękitu ftalocyjaniny. UV-9 jest powszechnie stosowany w folii rolniczej PVC, a ogólna dawka wynosi 0.2 ~ 0.5. TBS, BAD i OBS, które należą do kwasu salicylowego, działają łagodnie. W połączeniu z przeciwutleniaczami będą miały dobry efekt przeciwstarzeniowy. W przypadku produktów nieprzezroczystych odporność na warunki atmosferyczne poprawia się na ogół przez dodanie chroniącego przed światłem rutylowego dwutlenku tytanu. W tej chwili, jeśli zostanie dodany pochłaniacz promieniowania ultrafioletowego, wymagana jest duża ilość, co nie jest zbyt opłacalne.

(4) Środek chelatujący

W systemie stabilizacji tworzyw sztucznych PCW powszechnie dodawane fosforyny są nie tylko pomocniczymi przeciwutleniaczami, ale również pełnią rolę czynników chelatujących. Może generować kompleksy metali ze szkodliwymi jonami metali, które sprzyjają usuwaniu HCL z PVC. Powszechnie stosowane fosforyny to fosforyn trifenylu, fosforyn fenylodiizooktylu i fosforyn difenylooktylu. W folii rolniczej PVC ogólne dozowanie wynosi od 0.5 do 1 części. Jest łatwy do barwienia na początkowym etapie, gdy jest używany samodzielnie, a stabilność termiczna nie jest dobra. Jest zwykle używany w połączeniu z mydłami metalowymi.

4, smar;

Rolą smarów jest zmniejszenie tarcia między polimerem a urządzeniem, a także tarcia wewnętrznego między łańcuchami molekularnymi polimeru. Pierwsza nazywa się smarowaniem zewnętrznym, a druga nazywa się smarowaniem wewnętrznym. Te z zewnętrznym efektem natłuszczania to olej silikonowy, wosk parafinowy itp., a te z wewnętrznym efektem natłuszczania, takie jak monoglicerydy, alkohol stearylowy i estry. Jeśli chodzi o mydła metalowe, mają oba. Ponadto należy zauważyć, że termin smarowanie wewnętrzne i zewnętrzne jest tylko naszym zwyczajowym terminem i nie ma oczywistej granicy. Niektóre smary pełnią różne funkcje w różnych warunkach, na przykład kwas stearynowy, który może odgrywać rolę w niskich temperaturach lub w niewielkich ilościach. Smarowanie wewnętrzne, ale gdy temperatura wzrasta lub wzrasta ilość, stopniowo dominuje smarowanie zewnętrzne. Istnieje również szczególny przypadek stearynianu wapnia, który jest używany jako zewnętrzny środek poślizgowy, gdy jest używany samodzielnie, ale gdy jest używany z twardym ołowiem. W połączeniu z parafiną staje się wewnętrznym środkiem smarnym, który wspomaga plastyfikację.

W przypadku sztywnych tworzyw sztucznych z PVC nadmiar środka smarnego prowadzi do spadku wytrzymałości, a także wpływa na przebieg procesu. W przypadku produktów do iniekcji nastąpi peeling, zwłaszcza w pobliżu bramy. W przypadku produktów do wstrzykiwania, całkowita ilość kwasu stearynowego i parafiny wynosi na ogół 0.5 do 1 części: produkty wytłaczane na ogół nie przekraczają 1 części.

W preparacie miękkich produktów zbyt duża ilość środka smarnego będzie kwitła i wpłynęła na wytrzymałość produktu oraz spawanie z wysoką częstotliwością i drukowność. Zbyt mało smaru przykleja się do rolki. W przypadku folii rozdmuchiwanych zbyt mało smaru przykleja się do matrycy i łatwo powoduje koksowanie plastiku w formie. Jednocześnie, aby poprawić kleistość rozdmuchiwanej folii, należy dodać niewielką ilość monoglicerydu smaru wewnętrznego. Podczas produkcji miękkich produktów z PCW ilość dodawanego środka smarnego jest zwykle mniejsza niż 1 część.

5, wypełniacz

Niektóre wypełniacze nieorganiczne są dodawane do PVC jako wypełniacze w celu obniżenia kosztów, jednocześnie poprawiając niektóre właściwości fizyczne i mechaniczne (takie jak twardość, temperatura odkształcenia termicznego tworzywa PVC, stabilność wymiarowa i zmniejszanie skurczu) oraz zwiększając izolację elektryczną i ognioodporność. W ostatnich latach było to centrum badań nad wypełniaczami nieorganicznymi w nanoskali i wykorzystywaniem ich jako modyfikatorów w tworzywach sztucznych. Pojawiły się pewne wyniki badań, takie jak wzmocnienie nanowęglanu wapnia i wzmocnienie PCW. Ważnym problemem do rozwiązania jest równomierne rozprowadzenie nanoproduktów w plastiku.

W procesie formowania przez wytłaczanie na twardo głównymi wypełniaczami produktów z PVC są węglan wapnia i siarczan baru. W przypadku produktów formowanych wtryskowo wymagana jest lepsza płynność i wytrzymałość. Na ogół odpowiednie są dwutlenek tytanu i węglan wapnia. Ilość wypełniacza produktów twardych w 10 częściach ma niewielki wpływ na działanie produktu. W ostatnich latach, w celu obniżenia kosztów, wszyscy dodawali wypełniacze, co ma negatywny wpływ na działanie produktu.

W przypadku produktów miękkich, dodanie odpowiedniej ilości wypełniaczy sprawi, że folia będzie miała dobrą elastyczność, suchą i niebłyszczącą oraz będzie miała zalety wysokiej odporności na temperaturę i ciśnienie oraz małych trwałych odkształceń. Wypełniacze, takie jak talk, siarczan baru, węglan wapnia, dwutlenek tytanu i glinka są powszechnie stosowane w formułowaniu miękkich produktów. Wśród nich talk ma niewielki wpływ na przezroczystość.

Przy produkcji folii ilość wypełniacza może sięgać 3 części, co wpływa na wydajność. Jednocześnie zwracaj uwagę na miałkość wypełniacza, w przeciwnym razie łatwo uformować sztywny blok i spowodować pęknięcie tworzywa. Węglan wapnia jest dodawany głównie do zwykłego kabla warstwowego; kalcynowana glina jest dodawana do warstwowej warstwy izolowanego kabla, aby poprawić odporność termiczną i izolację elektryczną tworzywa sztucznego. Ponadto trójtlenek antymonu można również dodawać jako wypełniacz do miękkich produktów, aby poprawić ognioodporność produktów.

6, środek barwiący

Barwniki stosowane do tworzyw sztucznych PVC to głównie pigmenty organiczne i pigmenty nieorganiczne. Tworzywa PVC mają wyższe wymagania dla pigmentów, takie jak odporność na wysokie temperatury podczas przetwarzania, na które nie ma wpływu HCL, brak migracji podczas przetwarzania i odporność na światło. Powszechnie stosowane są: (1) Czerwień to głównie rozpuszczalne pigmenty azowe, nieorganiczne pigmenty czerwieni kadmowej, czerwone pigmenty tlenku żelaza, czerwień ftalocyjaninowa itp.; (2) Żółcienie to głównie żółcień chromowa, żółcień kadmowa i żółcień fluorescencyjna itp.; (3) Niebieski Główne kolory to niebieski ftalocyjaninowy (cztery) zielony to głównie zielony ftalocyjaninowy; (5) biel to głównie dwutlenek tytanu; (6) fiolet to głównie fiolet plastyczny RL; (7) czerń to głównie sadza. Ponadto fluorescencyjny środek wybielający służy do wybielania, złoty proszek i srebrny proszek są używane do drukowania kolorowego, a proszek perłowy sprawia, że ​​plastik ma astygmatyzm przypominający perłę.

7, środek spieniający

Środki spieniające stosowane do PVC to głównie środek spieniający ADC, azobisizobutyronitryl i nieorganiczny środek spieniający. Ponadto sól ołowiowa i sól kadmu również pomagają w spienianiu, zmniejszając temperaturę rozkładu środka spieniającego AC do około 150 ~ 180 ℃. Ilość środka spieniającego zależy od stopnia spieniania.

8. Zmniejszający palność

Tworzywa sztuczne stosowane w materiałach budowlanych, urządzeniach elektrycznych, samochodach i samolotach wymagają ognioodporności. Ogólnie związki zawierające halogen, antymon, bor, fosfor i azot mają działanie zmniejszające palność i mogą być stosowane jako środki zmniejszające palność.

Twarde tworzywa PVC są z natury ognioodporne ze względu na wysoką zawartość chloru. W przypadku kabli z PVC, ściany dekoracyjne i kurtyny z tworzywa sztucznego z domieszką środków zmniejszających palność mogą zwiększyć ich odporność na ogień. Powszechnie stosowane środki zmniejszające palność, takie jak chlorowana parafina, trójtlenek antymonu (2-5 części) i ester fosforanowy. Estry fosforanowe i plastyfikatory zawierające chlor mają również ognioodporność.

Link do tego artykułu: Schemat projektowania formuły z tworzywa sztucznego PVC

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi.Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Szybka precyzja w 3, 4 i 5 osiach Obróbka CNC usługi w tym frezowanie, metalowa blacha zgodnie ze specyfikacją klienta, możliwość obróbki części metalowych i plastikowych z tolerancją +/- 0.005 mm. Usługi dodatkowe obejmują szlifowanie CNC i konwencjonalne, cięcie laserowe,wiercenie,odlewanie, blacha i cechowanie.Zapewnienie prototypów, pełnych serii produkcyjnych, wsparcia technicznego i pełnej kontroli.Służy motoryzacyjny, Aerospace, forma i oprawa, oświetlenie led,medyczny,rower i konsument elektronika branże. Dostawa na czas.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą ci osiągnąć swój cel, zapraszamy do kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ) bezpośrednio do nowego projektu.