PVC 제형의 내한성을 개선하는 방법

PVC 제형의 내한성을 향상시키는 방법

PVC 플라스틱은 물리적, 기계적 성질이 우수하여 건축 자재, 포장재, 전자 재료, 생활 소비재 등의 생산에 사용될 수 있으며 산업, 농업, 건설, 운송, 전력 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 통신 및 포장.

열악한 내한성 및 저온 충격 저항으로 인해 경질 PVC의 사용 온도 하한은 일반적으로 -15ºC이며 특정 측면에서 PVC 재료의 적용을 제한합니다. PVC 수지 및 첨가제의 조정을 통해 PVC 플라스틱의 내한성을 효과적으로 개선하여 저온 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

Xiongxing Group은 26년 이상의 PVC 생산 경험과 전문 R&D 팀에 의존하여 이 기사를 작성하고 모든 사람이 배우고 참조할 수 있도록 공식 관점에서 PVC의 내한성을 개선하는 몇 가지 방법에 중점을 둡니다.

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PVC 수지는 일종의 비결정성 극성 폴리머입니다. 유리전이온도는 분자량에 따라 75~105도이다. 상대 분자량이 클수록 점도가 높아지고 PVC 고분자 사슬 사이의 반 데르 발스 인력 또는 얽힘 정도가 높아집니다. 이에 따라 PVC 체인 세그먼트가 증가하고 재료의 저온 저항이 더 좋습니다.

기존의 PVC 제형에서는 추운 북부의 겨울 기후에만 대처해야 하는 경우 점도가 약간 더 높은, 즉 평균 분자량이 약간 더 큰 PVC 수지를 선택할 수 있습니다. 같은 등급의 고점도 PVC 수지 또는 저급 수지일 수 있습니다.

또한 -30ºC를 견딜 수 있는 혈액 백과 같이 특수한 요구 사항이 있는 일부 제품에는 고중합도 폴리염화비닐 수지(평균 중합도 2000 이상)를 사용할 수 있습니다. 이는 중합도가 높은 PVC가 기존 PVC보다 우수하기 때문이다. 수지의 큰 결정도와 가교구조는 고분자 사이의 미끄러짐을 어렵게 하고, 탄성을 증가시키며, 분자량을 증가시키며, 분자간 반데르발스 힘과 분자내 화학 결합력을 증가시켜 우수한 내한성을 얻는다.

PVC 연질 제품의 중요한 배합 성분으로서 가소제는 연질 제품의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 제품을 저온에서 사용해야 하는 경우 가소제의 종류를 선택해야 합니다. 현재 내한성 가소제로 사용되는 것은 주로 지방산 이염기산 에스테르, 선형 알코올 프탈레이트 에스테르, 2가 알코올 지방산 에스테르 및 에폭시 지방산 모노에스테르를 포함한다. 보고에 따르면 N,N-이치환 지방산 아미드, 나프텐 디카르복실산 에스테르 및 클로로메톡시 지방산 에스테르도 저온 성능이 우수한 내한성 가소제이다.

PVC 연질 제품의 내한성 향상은 일반적으로 내한성 가소제의 양을 증가시켜 얻을 수 있습니다. DOA(dioctyl adipate), DIDA(diisodecyl adipate), DOZ(dioctyl azelate), DOS(dioctyl sebacate)가 대표적인 내한성 가소제임 일반 내한성 가소제와 PVC와의 상용성은 그리 좋지 못하기 때문에 다양성 , 내한성을 향상시키기 위한 보조 가소제로만 사용할 수 있으며, 그 사용량은 일반적으로 주 가소제의 5-20%입니다.

또한, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 디이소부티레이트(TXIB), 부틸 스테아레이트, LHAT 산 디에틸렌 글리콜 디-2-에틸 에스테르 등 내한성 가소제로도 기능합니다.

Xiongxing Group의 과학 연구 팀의 연구원들은 필름의 내한 인성 및 저온 연신율을 향상시키기 위해 내한성 가소제와 헥사메틸인산 트리아미드를 함께 사용하는 것이 더 낫다고 지적했습니다. 헥사메틸인산트리아미드 자체가 내한성 가소제는 아니지만, 각종 가소제의 어는점을 효과적으로 낮추고 필름의 내한성을 높이는 목적을 달성할 수 있다.

PVC의 열악한 저온 충격 저항을 개선하는 효과적인 방법은 유리 전이 온도가 낮고 실온에서 탄성이 높은 폴리머를 추가하는 것입니다. 첨가된 중합체는 PVC와 유사한 용해도 매개변수를 가져야 하고, 일정한 상호 용해도를 가지며, 두 구조의 혼합을 형성할 수 있어 제품의 저온 충격 강도를 향상시킬 수 있습니다.

CPE는 제품의 저온 성능과 충격 강도를 향상시킬 수 있습니다. CPE의 양이 증가함에 따라 PV C 제품의 충격 성능이 점차 향상됩니다. 사용량이 어느 정도 증가하면 PV C 제품의 저온 충격 성능이 안정적인 경향이 있으며 약 8 또는 9 부품에서 적절한 비용 성능 비율에 도달합니다. 분말형 니트릴 고무(NBR)의 양이 증가함에 따라 경질 PVC의 저온 충격 강도가 점차 증가합니다.

EVA는 유동성이 좋고 유리 전이 온도가 낮고 저온 강화 효과가 좋지만 비용이 많이 듭니다.

ACR은 저온충격강도 및 내후성이 우수하여 제품의 미관을 향상시킬 수 있습니다. 일반적으로 5개의 부품을 추가하면 좋은 효과를 얻을 수 있습니다. 고충격 MBS는 유리전이온도가 낮아 PVC 소재의 저온 취성 개선에 좋은 영향을 미치지만 내후성이 떨어진다.

ABS는 PVC 재료의 저온 충격 강도를 높이는 동시에 제품의 외관을 향상시킬 수 있습니다.

또한 고무상을 포함하고 유리전이온도가 낮은 SBS 및 기타 물질은 PVC의 충격강도 및 내한성을 향상시킬 수 있습니다.

뿐만 아니라 Xiongxing Group의 연구원들은 변성 연질 PVC의 내한성을 연구하고 혼합 변성 연질 PVC의 내한성이 폴리머 개질제의 다양성과 투여량에 의해 분명히 영향을 받는다는 것을 보여주었습니다. 다양한 테스트 방법을 통해 Elvaloy 711(에틸렌-비닐 아세테이트 일산화탄소 공중합체), NBR-26(벌크 니트릴 고무), Chemigum P83(미리 가교된 분말 니트릴 고무) 및 기타 폴리머 개질제는 연질 PVC의 내한성을 개선하고 VA 함량이 낮은 CPE 및 EVA와 같은 특정 폴리머 개질제는 연질 PVC의 내한성을 손상시킵니다. 니트릴 고무 개질제는 연질 PVC의 매체(가솔린) 저항성을 향상시켜 가솔린에 담근 연질 PVC의 저온 성능을 향상시킬 수 있습니다.

K-175C, N{2}}C 및 기타 제품과 같이 시중에 나와 있는 내한제는 실제로 PVC의 저온 유연성과 충격 강도를 향상시키기 위해 개발된 스티렌 개질제입니다. 유리전이온도가 낮고 PVC와의 상용성이 우수하기 때문에 가소화 및 강화 효과가 있습니다. 따라서 PVC에 첨가 한 후 PVC의 저온 성능을 향상시키고 향상시킬 수 있습니다.

열가소성 엘라스토머(TPE)는 상온에서 고무 탄성을 나타내며 고온에서 가소화되어 성형될 수 있는 합성 소재의 일종입니다. 따라서 이러한 유형의 폴리머는 고무와 열가소성 수지의 특성을 가지며 복합 재료로 사용할 수 있습니다. 강화제는 복합 재료의 매트릭스 재료로도 사용할 수 있습니다. 이러한 재료에는 주로 폴리우레탄, 스티렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 신디오택틱 1,{1}폴리부타디엔 및 폴리아미드 제품이 포함됩니다. . 현재 스티렌과 폴리올레핀은 복합 재료의 강화제로 더 일반적으로 사용됩니다.

PVC-TPE 제품의 내한성은 적어도 연질 PVC보다 낮지 않습니다. 내한성 가소제 및 내한성 공식을 사용할 때 PVC-TPE는 -45에서 여전히 우수한 탄성을 유지합니다. 선박용 물개, 컨테이너 물개, 선박용 호스 등 내한성, 내해수성 제품으로는 PVC-TPE도 인기가 높다. H4040, H3303 및 기타 브랜드와 같은 TPE는 PVC와 호환성이 좋습니다. 첨가 후 PVC의 저온 유연성을 크게 향상시키고 굽힘 저항을 ​​크게 높이며 취화점을 줄일 수 있습니다.

일본의 한 플라스틱 기술 회사도 열가소성 폴리우레탄-폴리염화비닐 엘라스토머를 개발했습니다. 이 소재는 TPU와 PVC를 혼합하고 세 번째 성분을 혼합하여 만든 것입니다. TPU 및 PVC의 우수한 특성을 최대한 활용하며 다음과 같은 장점이 있습니다.

(1) TPU는 PVC용 가소제로 사용되어 과거 연질 PVC에 존재했던 가소제의 이동 및 휘발 문제를 해결하였다.

(2) PVC 재료의 취화 온도도 -30도에서 -68도로 낮아져 특수 내한 등급에 도달했습니다.

연질 PVC의 내한성에 대한 충전제의 영향은 가소제의 흡수와 관련이 있습니다. 일반적인 경향은 가소제의 흡수가 적다는 것입니다. 충전제는 내한성에 거의 영향을 미치지 않지만 카본 블랙 및 경질 점토와 같은 가소제의 흡수가 크며 PVC의 충전제는 PVC의 내한성을 크게 감소시킵니다.

경질 PVC에 충전재를 첨가하면 충격 성능에 영향을 미치는 경우가 많으며, 특히 충전재의 양이 증가함에 따라 저온 취성이 증가합니다. 이것은 충전제가 PVC에 무기 입자로 첨가될 때 분자 사슬 사이를 ​​채우게 되기 때문이다. 양이 적으면 일부 분자 사슬의 틈을 채워 강화 역할을 합니다. 또는 분자 사슬 사이를 ​​채워 분자 사이의 거리를 늘리고 시스템의 인성을 높입니다. 그러나 복용량이 증가하면 분자간 거리가 증가함에 따라 분자간 힘이 파괴됩니다. 온도가 추가되면 분자 사슬의 이동성이 감소하고 외부 충격에 저항하는 재료의 능력이 크게 감소합니다. 따라서 경질 PVC의 저온 충격 성능에 나쁜 영향을 미칩니다.

경질 PVC에 충전재를 첨가하면 충격 성능에 영향을 미치는 경우가 많으며, 특히 충전재의 양이 증가함에 따라 저온 취성이 증가합니다. 이것은 충전제가 PVC에 무기 입자로 첨가될 때 분자 사슬 사이를 ​​채우게 되기 때문이다. 양이 적으면 일부 분자 사슬의 틈을 채워 강화 역할을 합니다. 또는 분자 사슬 사이를 ​​채워 분자 사이의 거리를 늘리고 시스템의 인성을 높입니다. 그러나 복용량이 증가하면 분자간 거리가 증가함에 따라 분자간 힘이 파괴됩니다. 온도가 추가되면 분자 사슬의 이동성이 감소하고 외부 충격에 저항하는 재료의 능력이 크게 감소합니다. 따라서 경질 PVC의 저온 충격 성능에 나쁜 영향을 미칩니다.

필러 처리 후 재료의 인장 특성은 향상되지만 저온 충격 저항의 향상은 분명하지 않습니다. 그 이유는 충전제 입자가 PVC 분자 사슬의 활성 공간을 차지하기 때문입니다. 활성 충전재와 PVC 분자 사슬 사이의 결합력이 증가하지만 이러한 증가는 늘어나는 경우에만 분자의 강도를 증가시키고 충전재 입자의 증가로 인해 재료의 취성은 증가할 뿐입니다.

PVC에 나노탄산칼슘과 초미세탄산칼슘을 첨가하였습니다. 작은 크기 효과로 인해 유사한 수정자 효과가 있습니다. 특정 복용량 범위 내에서 PVC 재료의 저온 성능을 향상시킬 수 있지만 낮은 유리 전이 온도가 없기 때문에 효과가 개질제만큼 분명하지 않으며 일정량을 첨가하면 저온 취성 재료의 양이 늘어납니다.

일반 제제에서는 가공조제의 양을 줄이면서 가소화를 촉진하는 내부 윤활제의 양을 늘릴 수 있으나, 내한성 제제에서는 이 방법을 권장하지 않는다. 가공 보조제의 기능은 PVC의 가공성을 향상시키는 것뿐만 아니라 윤활제로 대체 할 수없는 제품의 저온 성능을 크게 향상시키는 것이기 때문입니다.

가장 일반적으로 사용되는 연질 PVC 난연성 가소제는 트리크레실 포스페이트이지만 트리크레실 포스페이트의 저온 성능은 매우 열악하므로 내한성을 고려해야 할 때 알킬 포스페이트를 사용하는 것이 더 적합합니다.

일반적인 안정제는 PVC 제품의 내한성에 부정적인 영향을 미칩니다. 다른 유형의 안정제는 모양과 물리적 특성이 다르기 때문에 제품의 내한성에 다른 영향을 미칩니다. 필수불가결하고 양에 제한이 있기 때문에 일반적인 제형설계에서 거의 고려되지 않는 부분이다.

요컨대, 내한성이 우수한 첨가제를 선택/변경하고 일부 내한성 폴리머 및 일련의 공식 조정 방법을 도입하여 PVC 재료의 내한성을 개선하여 저온 사용 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 동시에 가공 온도, 냉각 온도, 견인 속도, 구조 설계 등과 같은 여러 측면에도 주의를 기울여야 하며 이는 PVC 제품의 내한성에 일정한 영향을 미칩니다.

Xiongxing Group의 실험 과학 연구실의 일부

요약하면 Xiongxing Group의 과학 연구 인력은 PVC 공식을 설계할 때 적용 조건, 제품 구조, 가공 장비, 공정 조건 등과 같은 모든 요소를 ​​공식과 함께 고려해야 하며 해당 조정은 다음을 통해 이루어져야 한다고 제안합니다. 실험. 내한성이 우수한 PVC 포뮬러를 얻으십시오.