ASA材料在PVC型材應用中的若干探討

陳春瓊

廣西塑料研究所

ASA材料在PVC型材應用中的若干探討

陳春瓊

廣西塑料研究所

隨著我國經濟社會的發展和人們生活水平的不斷提升，同時在城市化不斷推進的情況下，我國對于基礎設施的需求在不斷增加。建筑是我國基礎設施中重要的組成部分，在進行建筑建設和裝修的過程中門窗的安裝必不可少。我國目前在進行門窗安裝的過程中通常采用的PVC 門窗，這主要是因為 PVC 門窗在使用的過程中有著較好的抗腐蝕性、氣密性，整體使用壽命較長，但是在使用的過程中也有著自身的缺點主要是加工難度大、抗沖擊性差、熱穩定性差。本文主要探討了ASA材料在PVC型材中的應用。

ASA材料；PVC型材；應用；探討

1、PVC和ASA材料概述

PVC塑料門窗因其具有質輕、耐腐蝕、強度高、保溫、密封隔音、節能環保、易加工以及成本低等特性，在國內得到了廣泛的普及和應用。

PVC是氯乙烯的均聚物，為無定形結構的白色粉末，有較好的機械性能，但對光和熱的穩定性差，在100℃以上或經長時間陽光曝曬，就會分解而產生氯化氫，并進一步自動催化分解，引起變色，物理機械性能也迅速下降。

ASA樹脂也稱AAS樹脂，它是由丙烯酸酯、苯乙烯和丙烯睛組成的接枝共聚物。其分子結構穩定，具有優異的耐候性能，同時該材料具有很好的力學性能，已廣泛應用于門窗異型材和汽車配件領域。ASA/PVC共擠生產的彩色塑料型材具有極高的耐候性和豐富而穩定的色彩。ASA不僅其耐熱溫度比PVC提高了20℃，而且還能在-30℃下保持75%的常溫抗沖擊性；ASA共擠層和PVC基材的相容性好，共擠層的厚度穩定。

2、ASA材料在PVC型材應用中的若干思考

2.1 ASA材料與PVC材料物理性能上的差異

2.1.1 耐候性

ASA材料與PVC材料的差異性主要表現為ASA樹脂與PVC樹脂的差異性。ASA樹脂中不含碳碳雙鍵，主鏈上氫的離解能為376KJ/mol，可抵抗波長在300nm以上的光線。太陽光的波長基本都在290nm以上，因而ASA樹脂具有卓越的耐候性。PVC樹脂主鏈上氯的離解能298KJ/mol，可抵抗波長在364nm以上的光線，其耐候性不如ASA樹脂。

2.2 尺寸穩定性

ASA材料與PVC材料的尺寸穩定性差異還表現在：①在彩色PVC型材生產或存儲過程中，有時會出現彎曲變形現象；②在彩色PVC門窗使用過程中，有時門窗桿件出現變形。在框、梃、扇3種型材斷面結構中，框型材由于與墻體連接受墻體拉力而變形較小；窗的開啟扇一般尺寸比較小，變形也較小；中梃往往比較長，變形較大。同時，對于第①種變形，彩色中梃型材桿件基本是向彩色面方向翹曲。這種宏觀現象是2種材料微觀結構差異性的反映。

高聚物的溶解度參數用來表示分子鏈間相互作用力的大小。ASA樹脂與PVC樹脂的溶解度參數十分接近(ASA樹脂溶解度參數為9.6～9.8，PVC樹脂的溶解度參數為9.5～9.7)，理論上講兩者相容性很好，可以混合形成塑料合金，改善PVC材料力學性能。按照以上理論，這2種材料復合在一起，應該不會有較大的變形。實際上，用于生產型材的PVC材料含有各種助劑及填料，不是純PVC樹脂，ASA材料也如此，只是與PVC材料相比填料用量比較少。因此，ASA材料與PVC材料的性能存在差異。

為了考察這2種材料的差異性，筆者統計了彩色PVC型材與普通PVC型材的加熱后尺寸變化率。筆者從生產車間分別對彩色PVC型材和普通PVC型材進行了4次隨機取樣(型材斷面結構為中梃)，其中第1次各87個樣品，第2次各84個樣品，第3次各88個樣品，第4次各136個樣品。每個樣品25cm，在電熱鼓風箱內100℃條件下加熱60min后，分別檢測樣品2個可視面加熱后尺寸變化率，并計算其差值，將計算結果制成散點圖。另外，筆者還計算了每次抽取樣品加熱后尺寸變化率差值的平均值及標準差(標準差是各數據偏離平均值的距離的平均值，反映數據集的離散程度)，來討論計算結果的離散程度。

由此可以看出，彩色PVC型材2個可視面加熱后尺寸變化率差值的平均值均大于普通PVC型材，而加熱后尺寸變化率差值的離散程度(標準差)各有不同。

總的來說，ASA材料對于PVC 型材可視面加熱后尺寸的穩定性有很大影響，即ASA材料的熱穩定性與PVC材料相比有一定的差異。

2.3 散熱性

在彩色PVC型材受熱后進行冷卻時，彩面散熱較快，白面散熱較慢。通常PVC型材按6m的長度進行切割，而彩面和白面散熱性的不同對彩色PVC型材的影響將更加明顯，會導致型材向彩色面彎曲。因此，在實際生產中要重視這2種材料散熱性的差異對彩色PVC型材質量的影響。

3、PVC材料與ASA材料加工性能的差異

ASA材料和PVC材料的加工性能對型材性能的影響主要反映在型材的內應力、熱應變上。冷卻后塑料制品的應力分布從制品的表層到內層越來越大，并呈拋物線變化。上述內容已有文獻報道，不再贅述。筆者討論了PVC材料與ASA材料流動性的差異，以及熔融指數對其力學性能的影響。

3.1 流動性

高分子的流動不是簡單的整個分子的遷移，而是各個鏈段分段運動的總結果。在外力作用下，高分子鏈不可避免地要順著外力的方向有所伸展，即高聚物進行黏性流動的同時伴隨著一定的高彈形變，外力消失后高分子鏈又要卷曲，恢復一部分形變。

ASA材料和PVC材料不是單一的高分子材料。ASA材料中含有改性材料，而PVC材料除了含有各種助劑外，還經過共混改性。ASA材料是以高聚物為主體，高聚物-無機／有機材料填充共混為特征，通過熔融狀態下的物理混合而成。PVC材料是以高聚物-高聚物共混、高聚物-無機／有機材料填充共混為特征，通過熱和剪切將各種粉料干混而成，表現出典型的多相體系，熱和剪切的共同作用對PVC材料的性能會產生很大的影響。在大多數的情況下，高聚物的共混體系并不能形成微觀的均相體系，而是一種多相的織態結構，因此共混高聚物的性能不僅與各組分的結構有關，還與這種織態結構有關，即兩相之間的界面結構及界面強度，兩相中連續相、分散相的相疇尺寸以及分散相顆粒的形狀等均會影響共混高聚物的性能。另外，高聚物的共混是改善高聚物性能的重要手段之一。通過共混可以達到提高應用性能、改善加工性能或降低成本的目的，因而引起了廣泛的關注。

總而言之，希望筆者對ASA材料與PVC材料的討論和思考對于研究不同性能的熱塑性材料的共擠有一定的啟發，進而引起大家關注。

[1]余林華.永久抗靜電PC/ASA材料的制備[J].塑料工業，2011，03：111-113.