程小平
(金發科技股份有限公司生產部,廣州 510000)
新型塑料助劑性能研究
程小平
(金發科技股份有限公司生產部,廣州 510000)
本文通過介紹α-MS二聚體作為塑料加工助劑在聚烯烴填充母料、硬質PVC透明制品及聚乙烯吹塑薄膜等的應用情況,說明該材料作為塑料助劑性能,效果顯著,且經濟。
α-MS二聚體;助劑;性能
異苯氧化生產苯酚與丙酮反應過程中即可獲得副產物α-甲基苯乙烯環,該產物也可由異丙苯經脫氧后制得,而α-甲基苯乙烯環二聚體則是由 α-MS經聚合獲得。 α-MS在分子構成上比苯乙烯多一個甲基分子,因此化學活性與苯乙烯有較大不同。正因為它的化學穩定性,與游離基聚合的難度較大,同時不能生成高聚物從而生成塑料,所以長期以來, α-MS被作為廢物丟棄。
美國的一些化學公司利用離子型引發劑,制備α-MS低聚物或者是此類的環二聚體,如276-V,AMOCORISIN 18樹脂以及NEVILLE ABS樹脂等等,都是此類的低聚物,現在被廣泛應用與塑料加工的助劑或者是增塑劑。國內也有類似的產品,如2~3、6~8聚體,V-276,M-80樹脂等。
該二聚體分子結構為微黃色的結晶體,其中M=225~280,熔點值為50℃,折光指數為1.50~1.55。其化學性能主要為:
α-MS二聚體不同的含量、不同加工溫度和PVC復合物之間的流變特性如圖1所示。圖1, α-MS二聚體的隨著二聚體用量的不斷增加,其黏度不斷下降,這主要是因為二聚體的降粘作用,從而達到改善工作性能的效果。隨著溫度的不斷升高, α-MS二聚體粘度反而下降,但是下降趨勢并不十分突出,這表明溫度對二聚體體系的加工性能的影響有限。

圖1 α-MS二聚體的不同含量對PVC性能影響
有研究表明, α-MS二聚體作為聚烯烴填充母料以及PVC硬質透明制品等加工助劑時,有較好的效果。
聚烯烴填充母料是制備聚烯烴塑料制品當中應用最為廣泛的助劑,在板材、管材、薄膜當中應用較為廣泛,主要以聚烯烴作為連接,在該載體中由數量較多的填充劑制備而成的粒料。由于填充劑數量較多,在溶融狀態時,聚烯烴混合料較未有填充物的聚烯烴流動性差。此時加入α-MS二聚體就可改善流動特性。其影響關系見表1,由表1可知,加入 α-MS二聚體后,其流動速率由13.4增加到72,這說明,通過加入少量的二聚體即可獲得較高的流動度,從而提高性能,且摻量較少,有利于控制成本。

表1 α-MS二聚體對流動度影響
硬質聚氯乙烯塑料在加工時,通常不加或者盡量少加增塑劑,導致工作性能不佳,因此常常需要借助加工助劑以此改善材料流動特性,如適當加入丙烯酸酯或者 -甲基苯乙烯之類的助劑材料。在實驗中,以M-80與α-MS二聚體做對比試驗,采用Brabender流變測定儀,試驗溫度取170℃,轉速:30rpm,透光率由721分光光度計測定,其主要性能可見表2。由表2可知,同樣作為加工助劑,α-MS二聚體各方面性能要略高于M-80,平衡力矩更低,說明流動特性較好,唯一缺陷是透光率略低于M-80。

表2 加工劑對加工性及其透光率的影響
α-MS二聚體作為加工助劑在聚乙烯吹塑薄膜中應用也有明顯效果,實驗結果見表3,表3數據表明,隨著 α-MS二聚體的含量不斷增加,二聚體體系的力矩將會降低,且效果較明顯,二聚體含量從1phr增加至5phr,最大力矩則降低了6477,流動性變好。力矩的降低,表明流動性能變好,電機所作的功也降低,節約能耗。

表3 加工性能影響
α-MS二聚體作為一種新型的塑料助劑,在聚烯烴填充母料、硬質透明聚氯乙烯制品以及聚乙烯吹塑薄膜等應用中,可以有效提高其流動特性,降低能耗。制備聚烯烴填充母料時,加入二聚體,其熔體流動度得到提高,且不過多影響其性能,加入適當的二聚體,可以有效降低制備成本。在制備硬質透明PVC時,可以有效改善其流動度,效果優于M-80,但透光性較略低于M-80。
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