抗冲改性剂 ACR的性能分析与比较
CPE、 MBS、ACR 抗冲改性效果的对比
１、原料：见表１
表1试验原料及来源
序号
名称
备注
1
PVC（S-1000）
齐鲁石化
2
二盐基亚磷酸铅
南京金陵化工厂
3
硬脂酸铅
南京金陵化工厂
4
硬脂酸钙
鲁川化工
5
硬脂酸
山东华润化工有限公司
6
氧化聚乙烯腊
上海华溢
7
钛白粉（R-960）
美国杜邦公司
8
CPE抗冲ACR改性PVC异型材低温冲击性能对比
赵东日 张林 பைடு நூலகம்春信 任艾平
在ＣＰＥ、抗冲ＡＣＲ改性ＰＶＣ异型材光老化及热老化性能对比中我们发现，抗冲ＡＣＲ改性的ＰＶＣ异型材的光老化性能和热老化性能要明显好于ＣＰＥ。抗冲ＡＣＲ的主要成分是轻度交联的丙烯酸丁酯，其玻璃化温度为－４５℃～－５０℃，远低于ＣＰＥ的－１０℃～－２０℃。从理论上讲，当两种材料的抗冲改性机理相同时，材料的玻璃化温度越低，其低温冲击性能越好。但是，由于抗冲ＡＣＲ与ＣＰＥ对ＵＰＶＣ的抗冲改性机理不同，所以就不能以玻璃化温度的高低来简单的比较两种材料的低温冲击性能。一般说来，塑料制品的冲击强度和韧性是随着温度的降低而快速下降的。在较高的温度下，塑料制品的冲击强度高，韧性好，即使不进行抗冲击改性也可以满足使用要求，但是在低温下塑料制品就会变硬变脆，如果不进行抗冲击改性就无法使用。所以，只有对不同抗冲体系的低温冲击效果进行对比研究才具有实用价值。本文中将重点研究抗冲ＡＣＲ、ＣＰＥ以及两者共混体系改性的ＰＶＣ－Ｕ在－１０℃时的低温冲击性能。
只有使用低温冲击性能好、拉伸时的断裂伸长率大，同时硬度大、维卡软化点高的ＰＶＣ－Ｕ塑料异型材才能制作出低温下不变脆、高温时不变形的高质量的塑料门窗。但是其高质量的最终实现还须高水平的制做、安装予以配合，而我国塑料门窗制做与安装企业的技术水平高低不一，在使用硬度大、维卡软化点高的ＰＶＣ－Ｕ塑料异型材时存在一定的困难。所以，型材生产厂家在尽可能地提高塑料异型材的低温冲击性能和拉伸时断裂伸长率的同时，还对与门窗的制作与安装有关的硬度、维卡软化点等指标非常关心。为此，本文还将对不同抗冲体系的拉伸时的断裂伸长率、硬度和维卡软化点进行一些对比研究。
CPE、 MBS、ACR 抗冲改性效果的对比
为温度１８０℃，转速３０ｒｐｍ。
（３）挤出：将ＰＶＣ共混料加入哈克双螺杆挤出机中挤出，工艺条件为：温度ＴＳ－Ｅ１１８４℃，ＴＳ－Ｅ２１８７℃，ＴＳ－Ｅ３１９０℃；ＴＳ－Ｄ１１９１℃。
螺杆转速３０ｒｐｍ。
４、试样制作与性能测试：（１）抗冲击性能：采用国标ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８测试。
（２）拉伸性能：采用国标ＧＢ／Ｔ８８１４－１９９８测试。
结果与讨论１、不同改性剂对ＰＶＣ共混料的流变性能的影响：用抗冲改性剂ＣＰＥ、ＡＣＲ、ＭＢＳ改性的ＰＶＣ共混料的流变曲线如图１所示。
图１改性共混料流变曲线图１表明采用ＣＰＥ塑化稍慢，但扭矩最低。
共混料流变曲线中，最大扭矩可作为加工设备所需要的传动功率大小的度量，而平衡扭矩则决定了加工设备生产时的功率消耗，它们都是极重要的流变特性参数。
平衡扭矩值平稳表明配方中助剂与树脂相容性好，塑化时间长短可决定设备的一些参数。
扭矩低，可使挤出功率降低。
２、各类抗冲改性剂对硬质ＰＶＣ共混料挤出加工性能的影响：不同改性剂不同份数的挤出性能曲线如图２所示。
图２不同份数改性的挤出性能由图２可见，随着改性剂份数的增加，挤出扭矩都要增加。
这说明改性剂用量增加，会使物料的粘度增加，导致扭矩升高。
其中ＣＰＥ挤出扭矩最低，ＭＢＳ次之，ＡＣＲ最高。
这说明用ＣＰＥ作改性剂时，加工设备生产时的功率消耗低，有利于节能和降低成本。
３、各类抗冲改性剂对硬质ＰＶＣ共混料力学性能的影响：各类抗冲改性剂改性硬质ＰＶＣ共混料的力学性能对比如表２所示。
表2 三种改性剂挤出片材的力学性能比较改性剂测试项目6份8份10份CPE ACR MBS CPE ACR MBS CPE ACR MBS。
PVC加工助剂-ACR的应用和有效的把产品卖给客户
ACR 学习资料整理一、产品分类ACR 抗冲改性剂ACR 抗冲改性剂的结构，核-壳结构的ACR 抗冲改性剂含有丙烯酸酯类交联弹性体组成的核，核外是甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物组成的壳。
PVC/ACR 制品冲击强度较高，表面光洁，耐老化性能优良。
通常硬质聚氯乙烯户外制品多用ACR 抗冲改性剂。
丙烯酸类交联弹性体的作用主要体现在：耐候性和高抗冲能力。
甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物作用主要体现在：与PVC resin 的相融性，提高流动性。
ACR 加工助剂1.ACR 加工助剂根据原材料可以分为如下三类：（1）纯酯加工助剂：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。
（2）苯乙烯加工助剂：苯乙烯和丙烯腈（3）苯乙烯，丙烯腈，双甲酯。
2.ACR 润滑剂：175系列产品原料：甲酯和苯乙烯此产品为低分子量的产品主要可以改善熔体的加工性能，金属热脱模，减少熔体破裂以及提高加工效率。
分子量低与PVC 的相融性不好，附着于pvc表面，起到润滑的作用。
3.ACR 发泡调节剂产品的档次主要划分依据高档次产品：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯低档次产品：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等。
此产品为高分子量的产品主要用于pvc发泡领域，包括异型材，管材芯层发泡和发泡片材等。
二、误区：1.产品牌号和档次划分的标准（1）产品的牌号是通过产品的用途，通过原材料的配比划分的，因此价格也是有略微的差别。
（2）跟CPE 一样，填充物含量的增加，必然会影响产品价格。
这里的填充物，不仅仅局限在钙粉上，可以是其他软单体含量部分取代BA含量，或者添加PVC RESIN 等。
2.指标的概念ACR 所有产品的指标均为物理指标。
Bulk Density:表观密度：指的是产品的颗粒形态（越大越好）为产品运输过程中的一个参考数值比如：0.48g/cc 表示480KG/M3Particle size 粒径；主要用生产过程中产品过振动筛（比如40目）时候的通过率来表示。
丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR-TP
丙烯酸酯类抗冲改性剂ACR简介1.前言我国抗冲改性剂行业起步较晚，近年来市场需求增长很快，2011年中国市场消耗各类抗冲击改性剂约35万吨，其中CPE占65%，MBS 占20%，ACR占10%，ABS、EVA占5%。
ACR 是丙烯酸酯类高聚物，为白色易流动的粉末，是一种兼具抗冲击改性和加工改性双重性能的塑料助剂，近年来发展迅速。
ACR 主要用于PVC 的改进冲击性能和加工性能，PVC 是通用塑料中的重要品种，强度高，价格便宜，有一定阻燃性，但它抗冲性能差，限制了它在建材领域的应用。
在PVC 的抗冲改性剂中，ACR 能大辐提高PVC 的抗冲击性能，同时基本保持其强度，又能明显改善PVC 的熔体流动性、热变形性、耐候性及制品表面光泽。
ACR 抗冲改性剂在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）、尼龙（PA）等工程塑料及其共混合金中也获得广泛应用。
2.ACR树脂的技术概况ACR 抗冲改性剂属于核- 壳结构共聚物，其制备多采用种子乳液聚合的分步聚合法，其中包括传统乳液聚合和核壳乳液聚合。
其核是一类低度交联的丙烯酸酯类聚合物，壳是甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。
该结构的改性剂通过加入典型的交联单体进行交联，使其“核芯”具有很好的弹性“, 壳层”是具有较高玻璃化温度( Tg) 高聚物，粒子间容易分离，可较为均匀地分散至工程塑料基体中并能和工程塑料基材相互作用，因而这类改性剂除了可改进抗冲击性能外，还能促进工程塑料的凝胶化和塑化。
核壳乳液聚合是ACR 树脂生产技术的核心，目前ACR 的化学结构主要有三种：“硬核—软壳”、“软核—硬壳”和“硬—软—硬三层”复合结构。
干燥过程是ACR 树脂生产技术的难点。
这一过程是将高固含量的共聚乳液脱水，使固体料的含水量小于0.5%。
常用的干燥技术是喷雾干燥法和盐析法（将共聚乳液经盐析破乳、离心、再沸腾干燥）。
3.ACR生产现状3.1国外生产现状ACR 树脂是本世纪50 年代初由美国罗门哈斯公司首先开发生产。
ACR
ACR（Acrylic copolymer）是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物，是一种综合性能优良的PVC抗冲改性剂。
通常人们把以提高塑料韧性为目的而使用的助剂称为抗冲改性剂，以改进加工性能为目的而使用的助剂称为加工改性剂。
ACR 是兼具抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂，由于其具有核/壳结构，使其PVC制品具有优良的抗冲击性、低温韧性、与PVC相容性、耐候性、稳定性、加工性，且性能与价格比适中，可明显改善PVC熔体流动性、热变形性, 促进塑化、制品表面光洁美观。
其主要用于硬、半硬聚氯乙烯制品中，特别是化学建材，如异型材、管材管件、板材、发泡材料等，而且特别适合于户外用制品中。
是当今用量大也是今后重点发展的一类抗冲改性剂。
PVC是产耗量最大的塑料品种之一，其具有许多宝贵的特性，但也存在着不少缺点，韧性差即是其一大缺点，为了提高其韧性而又不损害其抗张强度和其它物性，PVC抗冲击改性剂便应运而生。
另外，ACR抗冲改性剂在聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）等工程塑料及其共混合金中也可应用。
抗冲acr树脂的合成及其性能评价
念的主要内容包括异形结构的控制、异形粒子官能 团在粒子内部或表面上的分布、粒度分布及粒子表 面处理等，而制备异形结构粒子的最重要手段就是 种子乳液聚合。由于种子乳液聚合常常得到具有 核-壳结构的聚合物乳液，故通常又将种子乳液聚 合称为核-壳乳液聚合⑷。
Synthesis and performance evaluation of impact resistant ACR resin
YAN Guoyin , SHI Xiaolin, WEI Xirtyu, GOU Kezhen, XIE Haojiang, XU Huiyuan , WEN Shimin, XIANG Yang (Yibin Tianyuan Group Co. , Ltd. , Yibin 644004 , China)
2试验部分 2.1原料与试剂
丙烯酸丁酯（BA）,化学纯，98% （质量分数，下 同）；甲基丙烯酸甲酯（MMA）,分析纯，99. 0% ；甲 基丙烯酸烯丙酯（AMA）,分析纯,98% ;十二烷基磺 酸钠（SDS）,分析纯，98% ；过硫酸钾（KPS）,ACS, 99.0%。以上试剂均为阿拉丁试剂（上海）有限公 司生产。
聚氯乙烯（PVC）是世界上实现工业化时间最 早、应用领域极广的通用型热塑性塑料，但是PVC 树脂具有热稳定性差、耐低温性能差、流动性差等缺 点，通常需要添加各种助剂来改善其性能。
丙烯酸酯类聚合物（ACR）是PVC最常用的助 剂，按照其用途可以分为丙烯酸酯类加工助剂和丙 烯酸酯类冲击改性剂。加工助剂主要是改善PVC 的加工性能，加速PVC的熔融过程，改变熔体的流 变性能和力学性能；冲击改性剂则是一种具有核壳结构的高分子聚合物，即以交联的丙烯酸酯类橡 胶状聚合物为“核”，以丙烯酸酯类塑料状聚合物为 “壳”的核/壳结构聚合物。
我国ACR加工助剂和抗冲改性剂现状及存在问题
代 之后 ，随着硬 质 Ｐ Ｃ制品 的迅 速增长 ． Ｃ Ｖ Ａ Ｒ加
工 助 剂 得 到 了 广 泛 应用 。 国外 大 公 司通 过 多 年 研
究 ． 发 出针 对 不 同 制 品 和 加 工 工 艺 的 ＡＣ 开 Ｒ加 工
助 剂牌 号 ， 目前 已 发 展 到 产 品 系 列 化 和 专 用 化 。可 以说 ． 国外 发 达 国 家 ． Ｒ加 工 助 剂 这 一 产 品 已 在 ＡＣ 经 是 日臻 成 熟 和 完 善 的 产 品 ， 十 几 年 来 ， 术 和 近 技 工 艺上 没 有 很 大 的变 化 。 目前 ． 国外 主 要 生 产 厂 家 及 相 关 产 品 有 日本 三菱 人 造 丝 公 司 Ｐ系 列 、 渊 化 学 Ｐ 系列 、 ｏ ｍ 钟 Ａ Ｒｈ ＆ Ｈａｓ 司 Ｋ 系列 、 国熊 牌 和 韩 国 Ｌ ａ公 德 Ｇ化 学 等 。
Ｐ Ｃ行 业 的发 展 ， 别 是 硬 质 Ｐ Ｃ 制 品 产 量 的 迅 Ｖ 特 Ｖ
至 ｌ０ ０ ａ Ｏ ０ ｆ 计划 等。 但后 来 由于原料价格增加 、 市 场 容量有 限等原 因 ， 这些 计划未 能完全 实现 ， 目前
ＡＣ Ｒ抗 冲改 性 剂 的 实 际 产 量 非 常 有 限 。
好 的后果 。 ２２ 抗 冲 改 性 剂 ．
制 品比例 已近 ６ ％，今后 几年硬制 品 的比例将 达 Ｏ
到 ６ ％。 ５
美 国 Ｒ ｈ ＆ Ｈ ａ 司从 ２ ｏｍ ａｓ公 Ｏ世 纪 ５ Ｏ年 代 起 就 进 行 ＡＣ Ｒ抗 冲 改 性 剂 的研 制 ， 最 早 推 出 了 商 并 品 化 产 品 。 其 后 ，法 国 阿 托 公 司 、德 国 Ｂ Ｆ和 ＡＳ Ｈ ｌ公 司 、 日本 钟 渊 和 吴 羽化 学 公 司等 也 先 后 加 ｕｓ 入 了 ＡＣ Ｒ抗 冲 改 性 剂 的 研 究 开 发 行 列 ， 而 促 进 从 了 ＡＣ Ｒ抗 冲改 性 剂 的迅 速 发 展 。表 １为 国外 部 分
CPE抗冲改性与ACR抗冲改性性能比较
以58框为例
项目
指标
单位
测试结果
KM355 6份
（加工助剂1份）
CPE10份
（加工助剂2份）
热收缩率
落球冲击
焊角强度
缺口冲击强度
23℃
-10℃
拉伸断裂强度
断裂伸长率
弯曲弹性模量
维卡软化点
洛氏硬度
≤2.5
1/10(-10℃)
CPE抗冲改性与ACR抗冲改性性能比较
秦皇岛开发区奥格塑料型材厂高永萍
塑料门窗是继木窗，钢窗，铝合金门窗之后的第四代门窗，由于塑钢门窗具有优良的隔热、保温、密封、隔声、耐腐蚀等性能，被人们普遍认同，呈现了迅猛的发展势头。到一九九九年底统计全国已有型材挤出生产线2300多条，生产能力达到80万吨，门窗生产线3300多条，生产能力达6000万平方米。随着人们生活水平的提高，国家住房制度的改革，人们对塑料门窗用塑料异型材的质量要求也愈来愈高，如何生产出优质的塑料异型材是我们每个技术人员研究的课题。
℃
106
113
42.2
2260
17
6.5
87.9
107
125
42.2
2280
20.4
5.8
89
50
框
加热尺寸变化率
高低温度反复
尺寸变化率
低温落锤冲击
不大于2.5
不大于0.2
不大于1（10℃）
%
%
破裂个数
1.4（收缩）
0.1（收缩）
1/10（-20℃）
1.2（收缩）
0.09（收缩）
0/10（-20℃）
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ＣａＣＯ３５．０ＰＨＲ
颜料适量
２、流变特性
评价一个配方的好坏取决于它的流变特性，而流变特性主要是看塑化性能和流动性能。下面图像是在ＢＲＡＢＥＮＤＥＲ流变仪上测出的。根据下图ＰＶＣ／ＦＭ－５０体系的曲线可以看出：ＦＭ－５０配方体系的塑化速度快、塑化时间和平衡时间短、最大扭矩高，说明ＦＭ－５０塑化性能好。平衡扭矩低，说明ＦＭ－５０熔体流动性能好。
ＡＣＲ抗冲体系代表产品目前有美国罗姆哈斯公司ＫＭ－３５５、法国阿托菲纳化学公司Ｄ－３２０、日本钟渊化学公司ＦＭ－５０、新加坡吴羽化学公司ＫＭ－３５５Ｐ。日本钟渊化学公司ＦＭ－５０抗冲体系性能如下：
１、配方
ＰＶＣ／ＦＭ－５０体系
ＰＶＣ１００ＰＨＲ
Ｓｔａｂｉｔｉｚｅｒ５．０ＰＨＲ
ＦＭ－５０６．０ＰＨＲ
ＲＡ－２１１．０ＰＨＲ
３、加工工艺
配方
工艺
PVC/CPE
PVC/FM-50
机身温度℃
180、175、175、174
175、172、170、170
法兰温度℃
175、180
175、180
模具温度℃
195、195、195、195
198、198、198、198
主机转速rpm
12.1
16
扭矩％
40～41
48～50
熔温℃
191
191
１、加工性能好，加工范围比较宽。
２、光洁度高、色泽好。
３、物理性能好，焊角强度高。
４、抗老化性能好，有助于提高型材的耐侯性能
抗冲改性剂ACR的性能分析与比较何龙江宋圣平
ＰＶＣ具有低温脆性的缺点，因此在ＰＶＣ型材生产过程中必须加入抗冲击改性剂。抗冲击改性剂有两种：一是ＣＰＥ，网络式聚合物；二是ＡＣＲ，核—壳式聚合物。
ＡＣＲ体系比ＣＰＥ体系配方成本高，但国内越来越多的型材生产厂家开始使用。因为使用ＡＣＲ抗冲体系的型材色泽好。手感细腻，刚性强，低温抗冲强度高，耐候性能好，而且ＣＰＥ网络式聚合物随加工条件的变化，抗冲改性部分在ＰＶＣ的基体材料中形成抵抗外界冲击的弹性网很容易被破坏。相反，ＡＣＲ核—壳式结构聚合物中的核是低度交联的弹性体，壳为具有较高玻璃化温度的高聚物，粒子间容易分离，可以均匀地分散于ＰＶＣ基体中，并能和ＰＶＣ基体相互作用，不仅不容易被破坏，反而能改进ＰＶＣ抗冲击性能。
６、物理性能
物理性能
PVC/CPE
PVC/FM-50
维卡软化温度℃(B法)
78
82
拉伸屈服强度Mpa
62.4
68.3
焊角强度(70推拉扇)N
3632
4540
低温落锤冲击强度（个）
1/10(1个裂纹)
0/10
加热后状态
无气泡、裂痕、麻点
无气泡、裂痕、麻点
尺寸变化率％
-1.52
-1.41
可以看出，ＦＭ－５０体系粘度大，熔体强度高，因而性能好。
熔压bar
299
359
牵引速度m/min
2.4
3.1
壁厚mm
2.5
2.5
备注：
热混温度120℃，冷混温度40℃。WEBER EXTRUTION、CERINER MOUID
表中ＰＶＣ／ＣＰＥ配方体系中ＣＰＥ８．０ｐｈｒ、ＰＡ－２１１．２ｐｈｒ，其它组份不变的情况下与ＰＶＣ／ＡＣＲ配方体系做工艺比较。可以看出ＦＭ－５０体系塑化温度低，扭矩、熔压明显提高，挤出速度也快。说明ＰＶＣ／ＦＭ－５０配方体系塑化性能和流动性能优于ＰＶＣ／ＣＰＥ配方体系。
４、光洁度
ＰＶＣ／ＣＰＥ６７．５
ＰＶＣ／ＦＭ－５０７１．５
ＦＭ－５０熔体强度高，体系中树脂温度也高，因而型材表面光洁度高。
５、颜色
颜色
公司标准
PVC/CPE
PVC/FM-50
L*
96±1
95.87
96.24
a*
-0.7±0.5
-0.75
-0.64
b*
3.2±0.8
3.56
3.06
表中数据说明，ＰＶＣ／ＦＭ－５０体系型材色泽好，ＰＶＣ／ＣＰＥ体系型材颜色明显偏黄。主要是ＣＰＥ配方体系塑化温度高于ＡＣＲ配方体系而造成的。
７、老化性能
ＰＶＣ／ＦＭ－５０体系在日本钟渊实验室老化箱里测试时间为４１０２小时。笔者将型材放在自然条件下（型材可见面朝南放置成４５度角）测试结果如下：
Ｌ*——Ｔ（周）变化曲线
可以看出，ＦＭ－５０体系在自然条件下，型材的明亮度（Ｌ ）随时间（Ｔ）延长而降低，但下降幅度越来越小。
８、结论
与ＣＰＥ相较