PVC抗冲击改性剂
MBS树脂-PVC抗冲改性剂生产方法
MBS树脂-PVC抗冲改性剂生产方法MBS树脂是在粒子设计概念下合成的一种新型高分子材料，由甲基丙烯酸甲酯(M)、丁二烯(B) 及苯乙烯(S)采用乳液接枝聚合法制备而成。
在亚微观形态上具有典型的核-壳结构，核心是1个直径为10~100 nm的橡胶相球状核，外部是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的壳层。
由于甲基丙烯酸甲酯与聚氯乙烯(pvc)的溶解参数相近，在PVC树脂和橡胶粒子间起到界面粘接剂的作用，在与PVC加工混炼过程中形成均相，而橡胶相则以粒子状态分布于PVC连续介质中，呈现海岛结构，这种特殊结构赋予了制品优异的抗冲击性能。
当PVC中加入5%~ 10%的MBS树脂时，可使制品的冲击强度提高4~ 15倍，同时，还可改善制品的耐寒性和加工流动性，且能够保持PVC树脂原有的光学性能，因此，MBS 树脂作为PVC树脂的抗冲改性剂具有广泛的应用前景。
1 MBS树脂的生产方法MBS又称为透明ABS，由于两者的生产方法相似，早期许多生产厂家使用相同的工艺路线，甚至在同一条生产线上生产这两种产品。
随着技术的发展，工艺过程日趋完善，各生产厂家的生产工艺略有差异，但基本原理是一样的，即丁二烯和苯乙烯作为单体在水和乳化剂中进行乳化，在引发剂的引发作用下进行聚合，生产丁苯胶乳(SBR胶乳)，再加入苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯进行乳液接枝聚合，得到MBS 树脂接枝胶乳(MBS树脂胶乳)，最后经过凝聚、脱水和干燥处理后得到MBS粉料。
在MBS树脂的整个生产工艺过程中，SBR胶乳的合成技术、MBS胶乳的合成技术以及MBS胶乳的凝聚技术是生产的三大关键技术。
1.1丁苯胶乳的制备[1-2]丁苯胶乳的合成，一般采用乳液聚合法。
为了满足抗冲击性和透明性的要求，必须控制SBR胶乳的粒径、粒径分布及交联度，同时，折光指数必须与PVC相匹配。
从理论上讲，橡胶相玻璃温度越低，增韧效果越好，常选择在-40℃以下。
大多数厂家在丁苯胶乳制备中，丁二烯质量分数选择大于70%，但也有厂家选用纯丁二烯胶乳。
PVC抗冲改性剂的性能及应用
8.94
8.82
8.21
9.00
2.1橡胶弹性体的增韧机理
迄今报道的弹性体抗冲改性剂的增韧机理大致包括微裂纹理论、多重裂纹理论，屈服膨胀理论，次级转变理论、银纹支化理论、韧化机理和银纹-剪切带理论等。尽管这些理论各有不完善之处，但由Bucknall等人提出的银纹-剪切带理论则能较为合理地解释弹性体抗冲改性剂增韧塑料配合物的各种现象。
综上，根据银纹一剪切带理论，弹性体改性剂粒子降低了总的银纹引发应力，并利用微粒变形和剪切带阻止银纹的增长，从而起到抗冲增韧的作用。
弹性体改性剂又可分为预定弹性体(PDE)型、非预定弹性体（NPDE）型和过渡型三类：
核一壳结构的ACR类即属预定弹性体（PDE）型，其核为软状弹性体，赋予制品抗冲性能：包围核的壳具有高玻璃化温度，主要功能是使改性剂微粒之间相互隔离、防止结团聚集，形成可自由流动的细粉颗粒，改善操作性，促进改性剂在聚合物基体中的分散以及增强改性剂与树脂基体之间的相互作用，使改性剂能够偶联到基体树脂上。
过渡型抗冲改性剂是指介于预定弹性体（PDE）型和非预定弹性体（NPDE）型抗冲改性剂之间的抗冲改性剂。过渡型抗冲改性剂结构中含有一定限度的交联弹性体，并且其在PVC熔体中能保持大部分形状，但对加工条件仍有显著的敏感性，ABS三元共聚物被认为是此类改性剂的代表。
抗冲改性剂 ACR的性能分析与比较
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。
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抗冲改性剂CPE、ACR增韧效果的影响因素
科研与生产PVC抗冲改性剂CPE、ACR增韧效果的影响因素张立红 高培育 魏文杰(齐鲁石化公司研究院,淄博,255400)摘 要 以齐鲁石化研究院所研制的ACR增韧剂QW M-981和PVC门窗异型材的生产为对象,考察了加工温度、剪切强度、加工时间对ACR体系与CPE体系增韧效果的不同影响。
关键词 PVC树脂 ACR树脂 抗冲改性剂 PVC门窗异型材1 前言CPE与ACR树脂是目前用于户外硬PVC制品,如门窗异型材、管材等常用的增韧改性剂。
CPE是聚乙烯氯化后得到的产物,属于无定型高聚物;ACR是聚丙烯酸酯类弹性体,具有核壳型结构。
60年代中期,ACR增韧剂首先由美国R ohm&Hass公司开发成功并得到应用,之后迅速发展。
目前在国外CPE、E VA几乎被淘汰,ACR占有绝对市场份额。
由于受产品技术水平和价格所限,国内市场长期以来一直以CPE为主。
目前ACR 增韧剂在国内刚刚开发成功不久,由于其良好的综合性能,开始逐渐被加工厂家所重视和接受。
但由于两者在使用过程中表现出的加工性能有所不同,因此研究两者增韧效果的影响因素,以期望来指导实际应用就显得尤为重要。
本文将以齐鲁石化公司研究院所研制的ACR增韧剂QW M-981和PVC门窗异型材的生产为对象,对此进行研制。
2 实验部分211 原材料PVC树脂 S-1000 齐鲁石化公司ACR QWM-981 齐鲁石化公司研究院CPE 135A 潍坊亚星化工公司胶质CaC O3 1200目 淄博华信化工公司T iO2 902 美国杜邦公司其他助剂 工业级 市售212 模塑料基本配方(1)CPE配方PVC 100phrCPE10phr铅盐稳定剂5phrCaC O35phrT iO25phr其他助剂2phr(2)ACR配方PVC 100phrACR8phr铅盐稳定剂5phrCaC O35phrT iO25phr其他助剂2phr213 试验设备及测试仪器高速混合机 10L 北京塑料机械厂52000年第6期(总第24期) 塑料助剂开辊开炼机 160×320 上海橡塑机械厂平板硫化仪 T38 日本东测公司制样机 NOTCHVIS 意大利ceast 公司冲击试验机 X JJ -5 承德金健仪器厂214 试验标准(1)简支梁冲击强度 G B/T1043-93(2)门窗框用聚氯乙烯(PVC )型材 G B8814-883 结果与讨论311 加工温度对抗冲击性能的影响图1 加工温度对冲击强度的影响条件:双辊间隙0.4mm ,辊炼时间6min从图1可看出,CPE 体系受加工温度的影响较大,冲击强度只在170～180℃之间高于ACR 体系,而ACR 体系在170～195℃范围内均保持较高的冲击值。
建筑门窗用聚氯乙烯(PVC)树脂抗冲击改性剂的选择
好。
ＰＣ Ｖ共混体系的拉伸强度 、弯 曲强度和维 卡软化 点 ，随 着
ＣＥ Ｐ 用量 的增加都有所下 降 ，伸长率上升 。这 是 因为Ｃ Ｅ Ｐ 是橡胶 弹性高聚物 ，它与ＰＣ Ｖ 共混起改性 增韧作 用 ，使体
．
Ｔｈｓａｔｃｅｄ ｓｒｂ ｓｔｅｉ ｐ ｃ ｆｔｒｅｋ ｎ ｓｏ ｉ ｐ ｃ－ｅ ｉｔｎ ｄｆｅｓＣＰＥ ｏ ｉ ｒｉｌ ｅｃ ｉｅ ｈ ｍ ａｔ ｏ ｈｅ ｉ ｄ ｆｍ ａ ｔ ｓｓａ ｔ ｒ ｍｏ ｉ ｒ ｉ ｎＰＶＣ ｅｉ ． ｒｓｎ
Ｋ ｙ ｒｓ Ｖ ｓ ；Ｉ ａｔｅｉ ｎ ｄｆ ｒＣ Ｅ（Ｖ ＡＣ ） ｅ ｗｏｄ ：Ｐ Ｃｒ ｉ ｍｐｃ－ ｓ ｔ ｔ ｅｎ ｒ ｓ ｍｏｉｅｓ Ｐ Ｅ Ａ Ｒ ａ ｉ
范围狭 窄 ，加 工流动性 、热稳 定性差 ，耐 击性 ，尤其 中 是低 温抗 击性 能差 ，以致 在力 ｑ 断面 复杂的塑料 门窗 中 １－ ］
成聚氯 乙烯树 脂 。再在 一定的条件 下 ，加入稳定 剂、改 性剂等各 种助剂 ，经过压 制 、挤 出、注 射等成型 方法制
成各种制品。聚氯乙烯分子量的５％ ０ 以上是氯碱工业必须
建筑 门窗用聚氯 乙烯 （ ＶＣ） Ｐ 树脂抗 冲击 改性 剂 的选择
戴 国跃
齐齐哈 尔市建设工程招标投标管理办公室 １ １ ０ ６００
摘 要 ：用纯ＰＣ Ｖ是不实际的，需要对ＰＣ Ｖ树脂进行改性。抗冲击改性剂作为ＰＣ Ｖ树脂重要的改性剂，本文主要 论述了三种抗冲击改 ￣Ｃ Ｅ Ｖ 、ＡＲ Ｖ树脂的影响。 Ｉ ｆＰ 、ＥＡ Ｃ对ＰＣ ￣ ＇ Ｊ 关键词 ：ＰＣ Ｖ树酯 抗 击改性性 ＣＥ（ Ｖ 、Ａ Ｒ） 中 Ｐ ＥＡ Ｃ
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。
ACR抗冲改性剂对PVC的增韧机理和性能的影响
室温下硬质PVC的缺口冲击强度为2～3LJ／m2，属于半脆性聚合物。
采用ACR抗冲改性剂增韧PVC，壳层PMMA聚合物主要起保护橡胶相内核和提高ACR与PVC 相容性的作用，真正起增韧作用的是交联PBA橡胶相。
典型的ACR增韧PVC的相态结构如图1所示。
图中白色的是橡胶粒子，分散在PVC连续相中，呈现典型的橡胶增韧塑料体系的“海—岛”型相态结构。
图1 ACR增韧PVC的相态结构2、增韧机理有关橡胶对塑料的增韧机理主要有银纹、银纹—剪切带、空化理论等。
脆性塑料如PS、PMMA等用ACR增韧时，增韧作用主要来自海岛型弹性体微粒作为应力集中物与基体间引发大量银纹，从而吸收大量冲击能，同时，大量银纹间应力场相互干扰，降低了银纹端应力，阻碍了银纹的进一步发展。
对于ACR增韧的半脆性(脆—韧过渡态)的PVC塑料，大量力学性能的研究表明了橡胶粒子空穴的产生，并认为是主要的增韧机理。
WU等，11提出了“渗滤概念” ，并逐步完善了“橡胶穴化”增韧理论，该理论认为基体中相邻橡胶粒间距(1PD)是影响材料韧性的·重要因素，它与橡胶粒子粒径(d。
)和橡胶相体积分数(φf)的关系是：如果橡胶粒子能在基体内部穴化，形成的空穴又足够近，则橡胶粒子之间的基体层能够屈服，起到增韧效果。
Dompas等[2，3]，提出了橡胶内部穴化准则，认为橡胶内部穴化可以看作穴化产生的应力能与穴化产生新表面能的平衡，由此得到的模型表明存在能够穴化的最小橡胶粒子粒径，通过拉伸试验发现橡胶内部穴化的开始仅决定于橡胶粒子的大小，穴化配方：TK-100 100，PA-30 5，FM-21 变量，CaCO38，XP-R301 6，TiO20.6；测试条件：恒温法170℃×30rpm；升温法80℃→10℃/min×10min(180℃)→8min 由表可见，在PVC混合料中加人FM-21型ACR抗冲改性剂后，塑化时间缩短、塑化温度下降、转矩增加、功耗下降、塑化因子值增大，表现出类似ACR加工助剂的作用。
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加入量越多越好，必须根据不同的配方及用途，通过试验选 择抗冲击改性剂可大大改善 PVC 的加工性能，但是并不是其最 佳共 混比。同时必须注意抗冲击剂虽然可以提高冲击强度，但 可能使其它机械性能下降。还要考虑共混工艺(温度、加料次序 等)也对共混性能产生严重影响不同改性剂对共混物耐候性及白 度也有不同程度的影响。
P V C
抗 冲 击 改 性 剂 综 述
学院：材料与化学工程学院 专业；应用化学 姓名：张山 学号：541004040154
PVC 抗冲击改性剂综述 专业：应用化学 姓名：张山 年级：2010 学号：541004040154
摘要：抗冲击改性剂的主要作用是改善高分子材料的低温脆 化，赋予其更高的韧性。随着我国建材工业的发展，硬 PVC 异 型材，管材正逐渐被人们所认识 ，并在建筑门窗、装饰材料、 上下水塑料管材、管件上得到大量应用，但是未经改性的 PVC 塑料由于抗冲击性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ差使其应用受到限制。因此必须在 PVC 树 脂中加入抗冲击改性荆来提高 PVC 的抗冲击性能。
总之 ，我们只有根据不同的使用要求 ，不 同的生产要求， 选择不同的改性剂及配方，才 能实现产品性能和价格比的最优 化。
三、ACR 抗冲击改性剂
ACR 是丙烯酸酯类共聚物，是聚氯乙烯的新颖改性剂，发展 很快 。目前用作 PVC 改性剂的 ACR 基本有两类：一类用以改善 硬 PVC 的加工性能，属加工改性剂；另一类是用以提高 PVC 制
品冲击强度的抗冲击改性剂。两者化学组成的区别在于，ACR 抗 冲击改性剂含有丙烯酸酯类交联弹性体形成的核，核外是甲基丙 烯酸甲酯一丙烯酸乙酯共聚物组成的壳好的 ACR 与 PVC 的共混体 系的抗冲击强度可比 PVC 提高 1O 倍以上 ，而且其拉伸性能也大 大提高 ，尤其适用于户外的硬 PVC 塑料制品。ACR 与其它的抗 冲击改性剂相比，具有加工性能好 ，抗冲击效果明显，制品表 面光洁美观及优良的耐老化性能。
二、MBS 抗冲改性剂
抗冲改性剂 MBS 是 MMA 接枝丁苯胶乳后经盐析干燥而成的核 -壳共聚物，用其改性 PVC 能提高其冲击强度和综合性能，因其 与 PVC 折光率相近，使改性的 PVC 是有较好的透明性，因此广泛 应用于透明制品。因其含有丁二烯见光易分解老化，因此不适用 于户外制品。MBS 最早由罗姆哈斯在 20 世纪 50 年代开发成功的， 目前产量已达 30 万吨，占各类抗冲改性剂的首位。目前生产厂 家和牌号众多。 国内对抗冲 MBS 的研究始于 80 年代末期，到九 十年代中期才陆续在齐鲁石化和上海制笔厂实现工业化生产。经 过十几年的发展目前已有十几个厂在生产 MBS，年生产能力在 4 万吨，实际产量 2 万吨。目前国内 MBS 的产品质量，特别产品的 稳定性与国外产品差距较大。MBS 不但能赋予硬 PVC 良好的增韧 效 果和优异的透光率 ，同时也能改善它的加工性能，这是因为 MBS 在塑炼过程中缠绕 PVC，相互摩擦，结果不仅促使了 PVC 颗 粒崩解，而且与 PVC 粒子粘结在一起 ，促进了 PVC 的凝胶化 ， 因而缩短了熔融时间，减少了物料在挤出机中的停留时间，防止 了 PVC 分解，改善了 PVC 的加工性。
关键词： 改性剂、PVC、抗冲击、树脂 引言：目前，可供 PVC 抗冲击的改性剂很多，主要有：CPE 树脂、CPVC 树脂 、ABS 树脂、MBS 树脂、EVA 树脂 、NBR 树脂、ACR 树脂等。这些改性剂各具特点，有自身的优点与缺 点 ，为此必须根据改性剂的特点和加工的产品用途选择合适的 改性剂。在这里简单介绍一下 CPE、MBS、ACR。 一、CPE 抗冲击改性剂 CPE 即氯化聚乙烯，由 HDPE 部分氯化而成由于氯原子的存 在 ，CPE 具有了柔软性及—些橡胶性能，而且使 CPB 成为极性 聚合物且与 PVC 有相同的极性基团，增加了与 PVC 的相容性， 因而高分子链间能保持足够大的范德华力从而提高了 PVC 的抗 冲击性 ，起了增韧作用。而且 CPE 具有促进 PVC 熔融、加速塑 化的功能，且随 CPE 用量的增加，塑化时间缩短塑化扭矩、平衡 扭矩增大，塑化熔体的粘度加大。