FM-50抗冲击改性剂简介
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。
FM-50抗冲击改性剂简介
树脂温度vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强度 CWS和Charpy
CPE配合 Falling weight CWS Charpy
170
180
190
200
210
树脂温度 (℃)
CPE 190℃条件
CPE 200℃条件
－在200℃温度下，CPE的网状结构被破坏，因此CPE配方不能表现最佳的冲击强度。FM-50
17
透過型電子顕微鏡(TEM) 電子源 走査型電子顕微鏡(SEM)
lens
試料
偏光coil
２次電子 検出器 CRT 像
分解能 0.5-0.1nm
分解能 2-7nm
5
1-2(1). 透過型電子顕微鏡 (TEM)
濃黒色塊： CaCO3 RuO2染色 Acryl 処理 OsO4染色
窓枠
黒色領域： PVC
薄黒色円状物： FM
约１７０μm
约０．１７μm
Kane Ace FM50 的 特 征
・ 冲击强度高 • 耐候性好 • 光泽度高
3
1-1(3). FM-50与PVC在加工时形态
粉体 粉体
热、剪切
塑化
FM-50 PVC
塑化进行
熔融体
熔融体
4
1-2. Observation & analysis method for morphology
配方 PVC（Kv＝６８） 复合稳定剂（铅） 抗冲击改性剂 加工助剂（Kane Ace PA-21） CaCO3 TiO2 １００ｐｈｒ ４．５ｐｈｒ 变量 ０．５ｐｈｒ ８．０ｐｈｒ ４．５ｐｈｒ
加工条件
挤出机:BEX-2-65（平行双螺杆）螺杆转速：２２rpm
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塑化因子g.m/sec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。
UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术19546
1.5.3 稳定剂
塑料在贮存、使用及成型过程中，在各种外界 因素（光、氧、射线）等作用下引起降解与交 联，并使塑料性能变坏，以致于不能正常使用， 为阻缓和控制这种破坏作用而加入的物质称为 稳定剂，按所发挥的作用分为热稳定剂、光稳 定剂、抗氧剂
热稳定剂：三盐、二盐 吸收产生的HCL 光稳定剂：钛白粉（光屏蔽），二盐（光屏蔽、
2.3.2 混 料目的和基本原理
1、混料的目的：是使两种或两种以上的组分 互相分散，以获得组成均匀的混合物，原料混 合的均匀程度直接影响到型材的质量。
2、混合的基本原理： （1）对流作用：机械搅拌，向其它物料占有 空间移动。 （2）剪切作用：剪切力使物料达到均匀。 （3）扩散作用：浓度高的向浓度低的地方迁 移。
3、PVC树脂在0-85度温度范围内属于玻璃态，85-175 度属于高弹态，175-190度为熔融范围，无明显熔点， 190-200度属于热塑性粘流态，200度以上分解。（不 正常结构的存在，高于100度，发生脱HCL，产生分 解）。
1.4.2 PVC树脂的结构、性能和用途
4、PVC 含氯量高达56%，因而具有阻燃性和自熄性。
理想的碳酸钙填料应能改善制品的机械 性能、冲击强度和刚度，降低配方成本 ，提高热熔体刚度，改善加工。
1.5.6 颜料
用于PVC型材中最重要的颜料是钛白粉， 它是优良的紫外线及光稳定剂。金红石 型钛白粉相对密度高，结晶结构最稳定， 对易使PVC产生光降解波长的紫外线屏 蔽效果最好，反之锐钛型钛白粉是不可 用的，易使窗框变色。添加量4-5份。
四、稀土类稳定剂 我国开发的独特的稳定剂 优异的热稳定性能，与PVC树脂良好的 相容性，起偶联作用，有利于异型材强 度的提高，有增韧作用，无润滑性，应 与润滑剂一起加入。 缺点：价格高，国内主要炒作概念，所 .4 润滑剂
防霉防腐剂FM50
防霉防腐剂FM50
一、产品简介：
防霉防腐剂FM50是高效、低毒、广谱高效的新型防腐剂。
对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用,与微生物接触后，能迅速而不可逆地抑制其生长，从而导致微生物细胞的死亡。
二、性能优点：
防霉防腐剂FM50杀生效率高，降解性好，具有不产生残留、操作安全、配伍性好、稳定性强、使用成本低等特点。
并且防霉防腐剂FM50使用浓度低，药效持续时间长，不产生泡沫；适用范围广。
对环境保护，可自行降解为无毒物质，长期使用不会造成环境危害。
三、作用用途：
防霉防腐剂FM50广泛运用于油田、造纸、农药、切削油、皮革、油墨、染料、制革等行业。
推广在涂料、胶粘、纺织、皮革、造纸、饲料、炼油、发电、绿色农药及日用化学工业等领域。
防霉防腐剂FM50的使用既提高产品质量，又降低了成本，又大大延长产品保质期，及水资源循环利用和用水场合延续使用率。
防霉防腐剂FM50还广泛应用于洗发护发香波、浴液和各种润肤、护肤霜、膏、乳、唇膏等高级营养化妆品及洗手液、洗涤灵、餐具洗洁精、染发剂、皮衣上光剂、柔软剂、胶水、外用药膏农药等产品中。
四、包装储存：
防霉防腐剂FM50采用25KG或200KG塑料桶装，或根据客户需求包装。
存放于干燥通风的库房内避免阳光直射。
储存期为十二个月。
(zcx)抗冲改性剂在PVC共混改性中的作用原理及PVC-M管材研制的探讨
增韧改性聚氯乙烯（PVC-M）管材
试制PVC-M管材所需条件： 1、共混改性高速混料机； 2、转矩流变仪； 3、高性能挤出机； 4、抗冲改性剂； 5、质量标准； 6、测试设备，（1）液压实验系统，（2）二氯甲烷浸渍试验仪， （3）落锤冲击实验机，（4）电子拉力实验机，（5）热变形、 维卡测定仪，（6）拉伸冲击设备（摆锤型），（7）高速冲击 实验设备（由高度21.5米，直径75mm钢管，不同质量冲锤，长 度400mm刚性V型垫铁组成）
PVC塑料与树脂技术年会
抗冲改性剂在PVC共混改性中的作 用原理及PVC-M管材研制的探讨
新疆蓝山屯河节水科技有限公司 技术中心:周春销
聚合物共混改性
高分子聚合物的改性方法多种多样，总体上可 划分为共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、 表面改性几大类。高分子材料改性的一个重要内容是 改善其耐冲击性能，PVC树脂是一个极性非结晶性高 聚物，分子之间有较强的作用力，是一个坚硬而脆的 材料；抗冲击强度较低。加人冲击改性剂后，冲击改 性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力，并利 用粒子自身的变形和剪切带，阻止银纹扩大和增长， 吸收掉传入材料体内的冲击能，从而达到抗冲击的目 的。
PVC/CPE共混体系
以下简单介绍几种常用抗冲改性剂在PVC中的 应用原理。 CPE是聚乙烯氯化后的产物，氯含量为25%40%的CPE具有弹性体的性质。其中，氯含量为 35%左右的CPE与PVC相容性较好，可用于PVC的 共混改性。通常采用氯含量为36%的CPE作为PVC 的增韧改性剂。 在PVC/CPE共混体系中，体系的组成、共混温 度、共混方式、混炼时间等因素都会影响增韧效果。
PVC/ACR共混体系
配方 缺口冲击 强度 (kj/m2) 30.0 拉伸屈服 强度 MPa 45.3 拉伸断裂 维卡软 强度 化点 MPa ℃ 36.2 83.6
PVC抗冲击改性剂应用知识大总结
PVC抗冲击改性剂应用知识大总结PVC改性剂种类定义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。
PVC抗冲击改性剂有时也会同时也起增塑作用，因此也可以看做增塑剂.而用于PVC树脂的抗冲击改性剂有如下几种：(1) CPECPE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。
氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中进行悬浮氯化的粉状产物，随着氯化程度的增加使原来结晶的HDPE逐渐成为非结晶的弹性体。
作为增韧剂使用的CPE，含C1量一般为25-45％。
CPE来源广，价格低，除具有增韧作用外，还具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化学药品性。
目前在我国CPE是占主导地位的冲击改性剂，尤其在PVC管材和型材生产中，大多数工厂使用CPE。
加入量一般为5—15份。
CPE 可以同其它增韧剂协同使用，如橡胶类、EVA等，效果更好，但橡胶类的助剂不耐老化。
下面来为大家讲解下有关氯化聚乙烯(CPE)真假的检测方法。
关于氯化聚乙烯真假的检测可从以下三个方面进行：1、准备两个易拉罐，分别放两种氯化聚乙烯，把易拉罐放在酒精灯上烤，先溶解的就是假的；2、溶解之后看拉力，拉力强，韧性好，就是真的。
3、用紫色灯光去照射，氯化聚乙烯里面有荧光剂，那就是假的。
(2) ACRACR 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。
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12
树脂温度(抗冲改性剂分散)和各物性的关系 FM vs CPE
树脂温度 vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强 度CWS和Charpy
FM系配方 Falling weight CWS Charpy
170
180 190 200 DSC树脂温度 (℃)
210
FM50 190℃条件
FM50 200℃条件
Kaneka Technical Service Co.Ltd (Shanghai) 1
1. The relation between PVC morphology and physical properties 1-1(1). PVC morphology
primary particle (1μm） Agglomerate（10μm）
1μm
170
DSC 树脂温度(℃)
FM 190℃条件
FM 200℃条件
树脂温度 vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强度 CWS和Charpy
CPE配方 Falling weight CWS Charpy
1μm
180 190 200 210
1μm
170
DSC树脂温度 (℃)
CPE 190℃条件
CPE 200℃条件
•
Morphology and physical properties
– Physical properties of PVC product are effected by PVC morphology. – Adjusting the process condition can enhance physical properties. – The morphology of PVC&modifier can be observed by TEM and DSC.
Before Processing Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Melt Ｃｏｏｌｉｎｇ
Cooling
7
1-3. Example of the relation between morphology and physical properties in PVC/impact modifier blend system
树脂温度vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强度 CWS和Charpy
CPE配合 Falling weight CWS Charpy
170
180
190
200
210
树脂温度 (℃)
CPE 190℃条件
CPE 200℃条件
－在200℃温度下，CPE的网状结构被破坏，因此CPE配方不能表现最佳的冲击强度。FM-50
连接段 ・模具
a. 落锤强度 (-30℃,1.65m,1kg)
FM50/5
FM50/CPE=4/3
CPE/8.5
100
落锤强度未破坏率 (%)
80 60 40 20 0 175 180 185 190 195 200 205
DSC 树脂温度（℃）
型材
Battenfeld（BEX-2-65）挤出条件：低温条件/标准条件/高温条件 9
灰色：PVC
灰色領域： 処理剤
6
DSC による PVC の熱履歴温度の推定 DSC(Differential 1-2(2). DSC※ method Scanning Calorimetry)
① 加工時の熱履歴温度の推定 ② ②ＰＶＣの混練度の指標
measure melt temperature PVC gelation degree
15
耐候性试验(氙灯老化)
CPE/8.5
FM-50/CPE =3/4
FM-50 /6.5
8
FM/6.5
6
FM/CPE=3/4 CPE/8.5
Delta E
4 2 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 暴晒时间（ hr)
－FM-50配方的耐候性和抗粉化性优于CPE配方。
16
3. Summary
改性剂粒子即使在200℃条件下也没有大的变化，所以FM-50配方可以保持优良的冲击强度。
13
2. Discoloration 2-1. Mechanism of discoloration
• Weathering, chemical reaction (acid, alkali, oxidation), thermal reaction
•
Weathering
– PVC is decomposed by UV and makes discoloration. – To protect decomposition, pigment, UV absorber and suitable additives should be selected.
焊接条件：
FM50/5 FM50/CPE=4/3 CPE/8.5
2 1.8
焊角强度 (KN)
焊接温度 / 243℃ 预热时间 / 25秒 预热压力 / 3bar 焊接时间 / 30秒 焊接压力 / 6bar
1.6 1.4 1.2 1 175
180
185
190
195
200
205
DSC 树 脂温度（℃）
透過型電子顕微鏡(TEM) 電子源 走査型電子顕微鏡(SEM)
lens
試料
偏光coil
２次電子 検出器 CRT 像
分解能 0.5-0.1nm
分解能 2-7nm
5
1-2(1). 透過型電子顕微鏡 (TEM)
濃黒色塊： CaCO3 RuO2染色 Acryl 処理 OsO4染色
窓枠
黒色領域： PVC
薄黒色円状物： FM
H O װ C
R4 ’
OH
R3 R5 R4
O
UV
R4 ’
C
O װ
R3 R4
-heat
R5
– Modifier
• Non-double bond & chloride – Acrylic modifier (not MBS, CPE)
– Stabilizer
• stable structure – Tin stabilizer : maleate, laureate >> mercaptide
约１７０μm
约０．１７μm
Kane Ace FM50 的 特 征
・ 冲击强度高 • 耐候性好 • 光泽度高
3
1-1(3). FM-50与PVC在加工时形态
粉体 粉体
热、剪切
塑化
FM-50 PVC
塑化进行
熔融体
熔融体
4
1-2. Observation & analysis method for morphology
Domain（1000Å) Droplet（30-50μm）
PVC particle（150μm）
Micro domain（100Å)
molecule
10μm
10μm
2
1-1(2). modifier morphology
Kane Ace FM50（丙烯酸类树脂）的构造
核壳结构
甲基丙烯酸 甲酯
丙烯酸类 橡胶
H(A) ② Gelation Lebel( ％ ) ＝ H(A) ＋ H(B) Crystal Melting Peak ＤＳＣ Re-Crystal Melting Peak
Ｂ Ａ
× 100
① Thermal History Temp.
Ｔ emp
Primary Particle （ 0.5 ～ 2.0 μ m ） Crystal Ｂ Re － Crystal Ａ
-(CH=CH)n- + nHCL
14
2-2. Countermeasure
– Pigment
• shielding UV – TiO2(rutile type), carbon black
– UV absorber
• Absorb UV and release as heat – 2-Hydroxybenzophenones, Tinuvin P etc
Topics
• 1. The relation between PVC morphology and physical properties
– PVC & modifier morphology – Observation & analysis method for morphology
• TEM • DSC
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Battenfeld（BEX-2-65）挤出条件：低温条件/标准条件/高温条件 11
树脂温度(PVC分散)和各种物性的关系 FM vs CPE
树脂温度 vs 物理性能
低温落锤未破坏率，焊角强度 CWS和Charpy
FM系配方 Falling weight CWS Charpy
1μm
180 190 200 210
配方 PVC（Kv＝６８） 复合稳定剂（铅） 抗冲击改性剂 加工助剂（Kane Ace PA-21） CaCO3 TiO2 １００ｐｈｒ ４．５ｐｈｒ 变量 ０．５ｐｈｒ ８．０ｐｈｒ ４．５ｐｈｒ
加工条件
挤出机:BEX-2-65（平行双螺杆）螺杆转速：２２rpm
机筒
条件 低温条件 标准条件 高温条件 185/185/180/175 195/195/190/185 205/205/200/195 170/202/202/202/202/206/202 176/202/202/202/202/206/202 同上 8
– Example of the relation between morphology and physical properties in PVC/impact modifier blend system