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水滑石填充PVC材料的热稳定性能及流动性能

放大字体??缩小字体 发布日期:2016-03-10??来源:中国塑料网??作者:[db:作者]
核心提示:  作者:男,1962年生,理学博士,副教授71994-2015ChinaAcademic遍气氛PVC树脂是早开发的热塑性塑料。它具有难燃烧、高力学性能、价格低廉、原料来源丰富、制造工艺成熟等特

  第一作者:男,1962年生,理学博士,副教授71994-2015ChinaAcademic遍气氛PVC树脂是最早开发的热塑性塑料。它具有难燃烧、高力学性能、价格低廉、原料来源丰富、制造工艺成熟等特点。然而,它还存在着一些难以克服的缺点,热稳定性能差是其突出的缺点之一。水滑石是一类具有广阔应用前景的层状无机材料,典型的水滑石类化合物MgsAKOHCOalO最早于1842年由瑞典的Circa发现,它的结构非常类似于水镁石Mg(OH),由MgO6八面体共用棱形成单元层,位于层上的Mg2+Al3+OH一层带正电,层间可交换的阴离子COt与层上正电荷平衡,使得这一结构呈电中性。由于水滑石的特定结构与性能,将水滑石作为PVC树脂的助热稳定剂具有良好的应用前景。1980年日本Kyowa化学公司率先将水滑石填充到PVC中用作热稳定剂。但用水滑石与有机锡作为共热稳定剂的研究罕见报道。本文选用有机锡与水滑石作为共热稳定剂,这符合PVC树脂热稳定剂向无毒安全方向发展的趋势,且用部分水滑石替代部分较昂贵的有机锡热稳定剂在工业生产中具有现实意义。

  1实验部分11主要原料PVC树脂,SG-5型,北京化工二厂;有机锡(硫醇类)8831,北京化工三厂;硬脂酸C18H35O2,分析纯,北京求贤化工试剂厂;丙烯酸酯类(ACR),工业品,苏州安利化工厂;水滑石,Mg/Al=2,本校自制;固体石赔,工业品,北京燕山石化公司。

  1.2实验设备高速混合机,GH-10D型,北京塑料机械厂;双辊筒炼塑机,SK-160B型,上海橡胶机械厂;差热天平,PCT-IA型,美国;Brabemder转矩流变仪,PLV- 1.3材料的制备1.31混料将各组分通过高速热混料机械搅拌,加料顺序为稳定剂有机锡8831、润滑剂硬脂酸及石蜡、加工助剂ACR.稳定剂加入时的温升为50-60 C,润滑剂加入时的温升为70-80工加工助剂加入时的温升为90-100°C.当混料完成后,待其冷去口,在35-40C出料。混合料用作Brabender扭矩流变仪实验试样及进一步塑炼。

  2塑炼将上述混合料在双辊混炼机进行塑炼,温度控制在165-170C之间,反复塑炼8-10mim塑炼过程中,辊距由小到大,再由大到小,使样品很好的塑化,最后将样品压为约1mm厚的薄片出样。

  1.4测试1.41热稳定时间按照GB881588标准将PVC薄片剪成边长为2mm的细粒,将粒子装在试管中,在规定位置放一个刚果红试样条,试管口封好,放在甘油浴中,在(200±2)C温度下观察刚果红试样条变色时间,试样条刚开始变色的时间即为热稳定时间。

  2热失重分析热重分析可用来表征材料的热分解温度。所用仪器是PCT-IA热重分析仪,实升温速度品总质量约20mg,测量温度区间50~700C.由此测得样品热失重曲线。由于开始分解温度不好确定,所以用失重1%时的温度代替见。

  2.2不同水滑石含量对PVC加工性能的影响测试了不同水滑石含量的PVC材料在Braben- der扭矩流变仪中受恒速转子搅动下的平衡转矩值。

  该值越低,表明流动性越好。结果见表1.表1不同水滑石含量的PVC材料的平衡转矩值w(水滑石)/%平衡转矩八以、)北京化工大学学报水滑石在PVC中热稳定机理示意图Fig.水滑石的加入对物料的流动加工性能有一定的影响,水滑石为1%~2%时物料流动性、加工性能最好。这是由于水滑石加入后其在加工过程中嵌入PVC长链间,当物料塑化流动时,PVC长链由于水滑石的阻隔所以流动时粘度下降、流动性增加,而水滑石本身的层状结构又使其具有一定的润滑性,使物料的加工性能得到提高。当水滑石的含量进一步增加时,水滑石颗粒的接触几率增加,流动时互相剪切,又使物料的粘度增加,流动性变差。

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