Rodzaje modyfikatorów udarności PVC
(1) CPE Chlorowany polietylen
CPE to produkt w proszku wytwarzany z wykorzystaniem HDPE w fazie wodnej. Wraz ze wzrostem stopnia chlorowania pierwotny krystaliczny HDPE stopniowo przekształca się w niekrystaliczny elastomer. CPE jest powszechnie stosowany jako środek hartujący, a zawartość chloru zwykle waha się od 25 do 45 procent. CPE jest powszechnie dostępne i opłacalne. Oprócz efektu hartowania oferuje również odporność na zimno, odporność na warunki atmosferyczne, ognioodporność i odporność chemiczną. Obecnie CPE jest głównym modyfikatorem udarności stosowanym w Chinach, szczególnie przy produkcji rur i profili z PVC, gdzie większość fabryk wykorzystuje CPE. Zalecana ilość dodawanego CPE wynosi zwykle od 5 do 15 procent. CPE można również stosować w połączeniu z innymi środkami wzmacniającymi, takimi jak guma, EVA itp., aby uzyskać lepsze wyniki. Należy jednak zaznaczyć, że dodatki gumowe nie są odporne na starzenie.
(2) ACR
ACR to kopolimer składający się z metakrylanu metylu, akrylanu i innych monomerów. ACR to opracowany w ostatnich latach wysoce skuteczny modyfikator udarności, który może znacznie zwiększyć udarność materiałów. ACR należy do modyfikatora udarności o strukturze rdzeń-powłoka, przy czym otoczka składa się z polimeru metakrylanu metylu-akrylanu etylu, a rdzeń składa się z elastomeru gumowego utworzonego przez akrylan butylu, który jest rozmieszczony w wewnętrznej warstwie cząstek. ACR szczególnie nadaje się do zastosowań zewnętrznych wyrobów z tworzyw sztucznych PVC w celu modyfikacji udarności. Stosowany jako modyfikator udarności w profilach drzwi i okien z tworzywa sztucznego PCV, ACR oferuje takie zalety, jak dobra wydajność przetwarzania, gładkie wykończenie powierzchni, doskonała odporność na starzenie i wysoka wytrzymałość na spawanie. Należy jednak zauważyć, że cena ACR jest o około jedną trzecią wyższa niż cena CPE. Powszechnie stosowane numery marek dla ACR obejmują K-355, a zalecane dawkowanie waha się od 6 procent do 10 procent.
(3) MBS
MBS jest kopolimerem trzech monomerów: metakrylanu metylu, butadienu i styrenu. Jest znany ze swojej kompatybilności z PVC ze względu na parametr rozpuszczania, który jest zbliżony do PVC. MBS jest powszechnie stosowany jako modyfikator udarności w preparatach PVC w celu poprawy udarności. Dodając 10-17 części MBS do PVC, udarność PVC można zwiększyć 6-15 razy. Należy jednak pamiętać, że przekroczenie 30 części MBS może prowadzić do zmniejszenia udarności.
MBS ma kilka godnych uwagi funkcji. Po dodaniu do PVC może wytwarzać przezroczyste produkty o przepuszczalności światła ponad 90 procent. MBS ma również dobrą udarność i może poprawić odporność PVC na uderzenia bez znaczącego wpływu na inne właściwości, takie jak wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu. Jednak MBS jest stosunkowo drogi w porównaniu z innymi modyfikatorami udarności. Często stosuje się go w połączeniu z innymi modyfikatorami, takimi jak EVA, CPE i SBS.
Wadą MBS jest jego słaba odporność na ciepło i warunki atmosferyczne. Nie nadaje się do długotrwałego stosowania na zewnątrz, dlatego nie jest powszechnie stosowany przy produkcji drzwi i profili okiennych z PCV.
(4) SBS
SBS to kopolimer blokowy styrenu, butadienu i styrenu, znany również jako termoplastyczny kauczuk butadienowy. Należy do kategorii elastomerów termoplastycznych i ze względu na swoją budowę można go podzielić na gwiaździste i liniowe. Stosunek styrenu do butadienu w SBS może się różnić, przy czym typowe stosunki wynoszą 30/70, 40/60, 28/72 i 48/52.
SBS jest stosowany głównie jako modyfikator udarności w przypadku HDPE, PP i PS. Poprawia odporność tych polimerów na szoki niskotemperaturowe. Jednakże SBS ma słabą odporność na warunki atmosferyczne i nie nadaje się do długotrwałego stosowania na zewnątrz. Dlatego nie jest powszechnie stosowany w produktach zewnętrznych, takich jak plastikowe drzwi i profile okienne. Zalecana dawka SBS zazwyczaj waha się od 5 do 15 części.
(5) ABS
ABS to trójskładnikowy kopolimer składający się ze styrenu (40 procent -50 procent), butadienu (25 procent -30 procent) i akrylonitrylu (25 procent -30 procent). Jest szeroko stosowany jako tworzywo konstrukcyjne, a także do modyfikacji udarności PCV. ABS wykazuje doskonałą odporność na wstrząsy w niskich temperaturach. Po dodaniu wystarczającej ilości (około 50 części) udarność PVC może być porównywalna z wytrzymałością czystego ABS. Zalecana dawka ABS zazwyczaj waha się od 5 do 20 części. Jednakże ABS ma słabą odporność na warunki atmosferyczne i nie nadaje się do długotrwałego stosowania na zewnątrz. Dlatego też na ogół nie jest stosowany jako modyfikator udarności przy produkcji plastikowych profili drzwiowych i okiennych.
(6) EVA
EVA jest kopolimerem etylenu i octanu winylu. Wprowadzenie octanu winylu zmienia krystalizację polietylenu. Ze względu na różnice we współczynnikach załamania światła pomiędzy EVA i PVC, uzyskanie przezroczystych produktów przy użyciu samego EVA jest trudne. Dlatego EVA jest często stosowana w połączeniu z innymi żywicami odpornymi na uderzenia. Zalecana dawka EVA wynosi zazwyczaj mniej niż 10 części.
Inne modyfikatory udarności na bazie kauczuku również wykazują doskonałe działanie jako utwardzacze. Główne odmiany obejmują kauczuk etylenowo-propylenowy (EPR), kauczuk RMB (EPDM), kauczuk nitrylowy (NBR), kauczuk styrenowo-butadienowy, kauczuk naturalny, kauczuk butadienowy, kauczuk neoprenowy, polibuten i kauczuk butadienowy. Wśród nich najczęściej stosowane są EPR, EPDM i NBR. Doskonale poprawiają odporność na uderzenia w niskich temperaturach, ale nie są odporne na starzenie. Dlatego też na ogół nie są stosowane jako modyfikatory udarności w plastikowych profilach drzwi i okien.
Klasyfikacja i dobór modyfikatorów udarności PVC
Modyfikatory udarności PVC stosuje się do szkła amorficznego PVC zgodnie z jego funkcją i charakterystyką modyfikacji, które można podzielić na 6 grup:
① Skuteczny modyfikator odporności na uderzenia: stosowany w nieprzezroczystej mieszaninie odpornej na uderzenia.
② Przezroczysty modyfikator odporności na uderzenia: stosowany, gdy wymagana jest odporność optyczna i odporność na uderzenia.
③ Modyfikator odkształcenia termicznego: stosowany w celu poprawy zakresu temperatur przetwarzania mieszaniny PVC.
④ Wspólny modyfikator: stosowany w celu poprawy odporności na uderzenia, wytrzymałości w wysokich temperaturach i elastyczności w niskich temperaturach.
⑤ Modyfikator odporności na warunki atmosferyczne: zastosowanie tego modyfikatora w zastosowaniach zewnętrznych może zapobiec fotodegradacji UV.
⑥ Substancje pomocnicze: Poprawiają właściwości stopu PVC poprzez skrócenie czasu topienia.
