PVC树脂改性中EVA树脂运用分析

PVC树脂改性中 EVA树脂运用分析

祁亮章

新疆圣雄氯碱有限公司 新疆 吐鲁番 838000

摘要：叙速了通过物理共混法和共聚接枝法EVA对PVC树庸的改性法原理、改性产品的应用情况和EVA树庸在PVC改性研究方向及前景。

关键词：EVA；PVC共混；改性

1概述

聚氯乙烯树脂(PVC)作为五大通用塑料之一，广泛用于管材、建材、透明板、片膜，以及用作绝缘材料和防腐材料等方面，是一种重要的热塑性塑料。但实际应用中存在着一些显著的缺点，如热稳定性差、耐老化性、耐寒性不理想、耐冲击性差和加工性能不佳等，使其应用受到一定的限制。针对聚氯乙烯的改性研究是多方面的，主要的研究都是改进其加工性、热稳定性、耐候性和抗冲击性等方面。聚氯乙烯的改性方法一般可分为物理共混法和化学改性法。高聚物物理共混法最为常用，是一种简便而有效的改性方法，国内外在这方面进行了大量的研究积累了丰富的技术和经验，对PVC的加工性能差、热稳定性差、抗冲击性差等缺点分别研究开发出一系列加工改性剂、热稳定剂和抗冲改性剂。近年来国外对化学改性法的研究越来越多，主要通过接枝共聚、嵌段共聚和化学交联提高材料的性能。乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)在PVC树脂改性中，通过物理共混法可以明显提高PVC树脂的抗冲击性能，是一种用得较多的抗冲改性剂，同时能改进PVC的加工性能和抗老化性能。通过氯乙烯(VC)和EVA接枝共聚物是一种性能优良的PVC树脂改性产品，兼有提高PVC树脂抗冲击性和内增塑作用，同时氯乙烯和EVA接枝共聚物也是PVC硬制品和软制品的良好抗冲改性剂和增韧改性剂。本文将介绍EVA对PVC树脂的这两种改性方法。

2物理共混法

EVA与PVC树脂物理共混，主要是提高体系冲击强度，用作PVC树脂的抗冲改性剂，同时也能提高其抗老化性，降低加工粘度。冲击强度是材料最基本的力学性能，在塑料应用中非常重要。乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)随着醋酸乙烯(VAc)百分含量不同，性能有很大差异，作为抗冲改性剂一般要求醋酸乙烯含量在30％50％，当醋酸乙烯含量大于30％时，性能与弹性体相似。

2.1EVA对PVC树脂改性机理

国外很早就开始对弹性体对塑料冲击改性理论进行了详细研究，最早是由Meaz提出的微裂纹理论，但该理论并不完善；1965年Newnlan和Strella提出剪切屈服理论，该理论认为弹性体与塑料基体的膨胀系数和泊松比不同，成型加工后的冷却和形变过程中，弹性体分散相对其周围基体的静张应力引起局部自由体积增加从而降低基体的玻璃化温度，使其易于产生塑性流动；同年Bucknall和Smith提出了著名的多重银纹理论，该理论认为弹性体微粒在赤道区诱导基体产生多重银纹，并进一步扩展，通过银纹支化作用，弹性体可以终止银纹的扩展。进一步的研究表明在共混物中银纹化和剪切屈服同时存在，相互作用，银纹可以引发剪切带，剪切带可以终止银纹。

有人将EVA提高PVC抗冲性能的机理归纳为网络增韧机理：弹性体形成连续的网络结构，包住网内的PVC初级粒子；弹性体网络结构吸收大部分冲击能，而PVC初级粒子破裂，同样也可吸收部分能量，从而使材料的韧性得以提高。段玉丰对EVA改性PVC的抗冲性能作了较详细的研究，实验采用醋酸乙烯含量为28％EVA树脂，通过透射电镜和扫描电镜观察了样品断面的微观结构，在EVA含量较低(2.5％)时，材料呈现两相结构，EVA粒子无规分布在PVC基相中，EVA粒子起到应力中心作用，诱发银纹和剪切带的作用，显著提高了体系的抗冲击强度。EVA含量较高(7.5％)时，EVA形成细密的分散相，具有橡胶性能的EVA能够吸收储存更多能量，体系抗冲强度达到最大。

2.2影响EVA/PVC共混改性的因素

1. PVC树脂特性的影响l]PVC树脂的种类型号很多，不同分子量、质量的PVC树脂对EVA/PVC共混体系的性能影响很大，一般随着PVC分子量的提高，体系的抗冲性能提高，但分子量太大时会降低产品的加工性能。(2)EVA树脂特性的影响EVA树脂的性能对共混改性的影响非常明显，其中玻璃化温度的影响最大，EVA树脂的Tg越低则增韧效果越好[。这是因为要提高抗冲强度，必须产生大量的剪切带和银纹来吸收冲击能量，就必须有一定数量、强度适当的应力集中场来引发剪切带和银纹。只有当EVA树脂处于弹性态时才能产生较多的应力集中场。EVA树脂的Tg和树脂中醋酸乙烯含量密切相关，因此选择合适醋酸乙烯含量的EVA树脂作增塑剂是非常关键的。

3氯乙烯一EVA接枝共聚法

PVC制品加工中必须使用大量的增塑剂，使用低分子量增塑剂的PVC制品使用中与食品、油、脂、醇和血液及沸水接触中，增塑剂会迁出制品，污染食品和血液，同时大量助剂的迁出也使产品性能变差。而使用共混方法生产内增塑PVC制品时，不同聚合物的共混往往是不相容的，改性组分难于分散均匀，在熔融加工条件下各聚合物组分也有产生分隔区的情况，有形成干酪的趋势。近年来，国外在化学改性聚氯乙烯方面做了大量工作，内增塑聚氯乙烯产品发展很快。氯乙烯一EVA共聚物也进一步受到人们的重视，产品品种也有增加。氯乙烯一EVA接枝共聚物的研究也进一步受到人们的重视，生产工EVA溶解在氯乙烯单体中艺不断改进。氯乙烯一EVA物是将氯乙烯链节接枝到EVA单体链节上，在EVA骨架上形成的接枝共聚物，是EVA改性聚氯乙烯的主要产品，兼有提高抗冲击性能和内增塑的特点。

3.1氯乙烯—EVA接枝共聚方法

目前采用的生产工艺主要有悬浮法和乳液法，多数产品都是用悬浮法生产的，生产中EVA和氯乙烯的加料比不同，聚合原理和过程也有差别，根据氯乙烯和EVA树脂的加料比可将氯乙烯—EVA接枝共聚分为溶解法、溶胀法和低压聚合法。

3.2氯乙烯—EVA接枝共聚物的性能特点

氯乙烯—EVA接枝共聚树脂制品有很好的抗冲击性能和耐候性能，且易于加工。氯乙烯—EVA接枝共聚物中EVA质量含量小于10％时为硬质制品，在10％～30％时半硬质制品，大于30％时为软质制品。制品低温性能好、脆化温度低、硬度与温度依赖关系小，制品适用温度范围宽，在较高温度条件下能保持一定的强度、一定的形状，具有永久性或结构性内增塑作用。显著提高了制品的质量。此外，氯乙烯一EVA共聚物作为PVC树脂的抗冲改性剂。可以以任意比例与聚氯乙烯共混，组分间相容性好，比单独使用EVA改性的聚氯乙烯材料的抗冲击提高1.3倍。

4氯乙烯—EVA接枝树脂研究方向和前景

现阶段对于氯乙烯—EVA接枝树脂的研究将主要集中在以下两方面：(1)氯乙烯一EVA接枝树脂生产聚合时间较长，聚合成本较高，需要改进聚合方法和工艺以降低生产成本，实行连续化大规模生产，同时提高氯乙烯一EVA接枝率，得到综合性能更好共聚树脂；(2)对氯乙烯一EVA接枝共聚树脂进一步的改性。有报道在氯乙烯一EVA共聚组分中添加第四单体，如丙烯酸酯等，可进一步提高硬质树脂的抗冲强度和加工性能；也可通过物理共混法在氯乙烯一EVA接枝树脂中加入一些改性剂(ACR、NBR、刚性粒子等)来提高材料的综合性能；(3)开发氯乙烯一EVA接枝树脂潜在应用市场，使其在生产生活中发挥重要作用。我国PVC接枝共聚改性研究刚处于起步阶段，产品基本上都依靠进口。氯乙烯一EVA接枝共聚Shin—Etsu将在挪威扩大VCM—PVC生产能力Shin—Etsu已确认其将在挪威扩大VCM和PVC的生产能力(CW，Dee．19/26，2001，P．15)。它将把在Botlek处的VCM生产能力从l0万吨/年扩大到60万吨/年，而将Pemis处的PVC生产能力从40万吨/年扩大到44万吨/年。该公树脂作为高抗冲性能和内增塑的树脂，它的开发研究对于满足对PVC专用树脂需要、提高产品质量、改进产品结构有着重要意义。

参考文献

1. 郭红梅.EVA树脂在PVC树脂改性中的应用[J].上海氯碱化工,2003(6):5.

2. 王永杰,竺树格.PVC树脂的共混改性[J].聚氯乙烯,2014(1):5.

3. 马莹.聚氯乙烯共混改性及粘接应用研究[D].华中师范大学.