Investigación comparativa sobre el modificador de impacto acrílico ADX-600, CPE y MBS en el sistema de PVC

Resumen:ADX-600 es una resina acrílica modificadora de impacto (AIM) fabricada mediante polimerización en emulsión por nuestra empresa.El producto puede servir como modificador de impacto para PVC.ADX-600 AIM puede reemplazar CPE y MBS según la comparación de varios parámetros de rendimiento entre AIM y diferentes modificadores de impacto de PVC.Los productos de PVC resultantes demuestran excelentes propiedades mecánicas, rendimiento de procesamiento y un mayor rendimiento rentable.
Palabra clave:AIM, CPE, MBS, modificador de impacto, propiedades mecánicas

Introducción

El PVC sirve como plástico universal con el mayor rendimiento y el amplio ámbito de aplicación en el mundo.Ha sido ampliamente utilizado en aspectos como materiales de construcción, productos industriales, tuberías de uso diario, materiales de sellado, fibras, etc. El PVC demuestra muchas propiedades excelentes para una amplia aplicación en los sectores industrial y civil.Sin embargo, la resina de PVC pertenece a los materiales frágiles.Su fase vítrea continua no puede evitar la expansión drástica de las grietas bajo tensión y finalmente forma huecos y ruptura fisurada.Por lo tanto, este tipo de material presenta una pobre resistencia al impacto.Sin embargo, esta deficiencia se puede superar mediante la adición de un modificador de impacto en los materiales de PVC durante su proceso de fabricación y moldeado.

Los buenos modificadores de impacto deben presentar las siguientes excelentes propiedades:
(1) Una temperatura de vitrificación Tg relativamente baja;
(2) La compatibilidad del propio modificador de impacto con la resina de PVC;
(3) Coincidencia de viscosidad de modificadores de impacto con PVC;
(4) Ningún efecto adverso evidente sobre las propiedades aparentes y las propiedades físicas y mecánicas del PVC;
(5) Buena resistencia a la intemperie y propiedad de hinchamiento del troquel.

Los modificadores de impacto comunes para el PVC duro cubren principalmente el polietileno clorado (CPE), el acrilato (ACR), el copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA), el copolímero de injerto ternario de metacrilato de metilo-butadieno-estireno (MBS) y el copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). ).Entre ellos, el modificador de impacto de polietileno clorado se ha aplicado ampliamente en China y el acrilato también se está adoptando cada vez más debido a sus excelentes propiedades.Se ha convertido en una preocupación general cómo mejorar la resistencia al impacto y facilitar la extrusión de plástico.
Nuestro producto AIM ADX-600 puede reemplazar CPE y MBS.Puede mejorar significativamente la fluidez y la deformación térmica del PVC fundido y, por lo tanto, facilitar la plastificación del PVC.Los productos resultantes demuestran una alta resistencia al impacto y una buena resistencia a la intemperie, estabilidad y propiedad de procesamiento con una superficie lisa, hermosa y muy brillante.A continuación, hemos analizado ACR, CPE y MBS en los siguientes aspectos.

I. Mecanismo de endurecimiento por modificadores de impacto de PVC

El polietileno clorado (CPE) sirve como moléculas lineales dispersas en una matriz de PVC en forma de red.El principio de la resistencia al impacto es formar una red elástica en el material de matriz de PVC para resistir el impacto externo.Tal red es propensa a deformarse bajo la fuerza de tracción.Esto activará el deslizamiento de corte de la mezcla en un ángulo de 30 ° a 45 ° desde la dirección de tracción, formando así una banda de corte, absorbiendo una gran cantidad de energía de deformación y mejorando la tenacidad del sistema de mezcla.Los cambios en el rendimiento de tensión del material bajo una fuerza externa se muestran en las siguientes figuras.

p1

ACR y MBS pertenecen a un tipo de modificador de impacto de copolímero "núcleo-envoltura".Su núcleo sirve como un elastómero de baja reticulación, que juega un papel principal en la mejora de la tenacidad y la resistencia al impacto.Su cubierta sirve como un polímero de alto peso molecular con una temperatura de vitrificación más alta, que juega un papel principal en la protección del núcleo de caucho y mejora la compatibilidad con el PVC.Este tipo de partículas modificadoras son fáciles de separar y se pueden dispersar uniformemente en la matriz de PVC para formar una estructura de "isla marina".Cuando el material está sujeto a impactos externos, las partículas de caucho con bajo módulo son propensas a deformarse.Al mismo tiempo, se forman la desunión y la cavidad a medida que el material es impulsado por la deformación del PVC con un módulo alto.Si esos agujeros se forman lo suficientemente cerca, la capa de matriz entre las partículas de caucho puede ceder y mejorar la tenacidad del material.El principio resistente a los impactos se muestra en la siguiente figura.

certificado

CPE, ACR y MBS demuestran una sensibilidad diferente a la fuerza de mecanizado debido a sus diversos mecanismos de endurecimiento.Durante el procesamiento, las partículas de ACR y MBS se distribuyen en la matriz de PVC a través de la acción de cizallamiento, formando una estructura de "isla marina" y mejorando así la tenacidad del material.Incluso si la fuerza de procesamiento aumenta aún más, esta estructura no se verá comprometida fácilmente.El mejor efecto de endurecimiento solo se puede lograr cuando el modificador de CPE y el PVC se combinan en una estructura de red que envuelve las partículas primarias de PVC.Sin embargo, esta estructura de red puede verse fácilmente comprometida debido a cambios en la intensidad del procesamiento.Por lo tanto, es sensible a la intensidad del procesamiento y se aplica a un rango de procesamiento estrecho.

II.Comparación de varias propiedades entre ADX-600 AIM y diferentes modificadores de impacto de PVC

1. Fórmula de prueba de material base

Nombre Estabilizador térmico de organoestaño (HTM2010) Estearato de calcio Dióxido de titanio PE-6A 312 Carbonato de calcio PVC-1000
Dosis/g 2.0 0.7 4.0 0.6 0.2 5.0 100.0

2. Propiedad de impacto

Elementos Nombres de muestra Estándares de prueba Unidades Cantidad aditiva (phr)
3 4 5 6 7 8
Impacto de una viga en voladizo con muescas ADX-600 ASTM D256 KJ/m2 5.44 6.30 7.78 8.72 9.92 12.02
ACR de países extranjeros KJ/m2 4.62 5.01 7.68 8.51 9.63 11.85
MBS KJ/m2 5.32 5.39 7.52 8.68 9.78 11.99
CPE KJ/m2 3.54 4.25 5.39 6.32 7.01 8.52
Impacto de una viga en voladizo sin entalla ADX-600 J/m 57.03 63.87 72.79 88.23 100.09 121.32
ACR de países extranjeros J/m 46.31 50.65 72.55 85.87 97.92 119.25
MBS J/m 53.01 62.07 71.09 87.84 99.86 120.89
CPE J/m 21.08 37.21 47.59 59.24 70.32 82.21

3. Propiedades de estiramiento/doblado (Todas las cantidades aditivas son 6phr)

Elementos Estándares de prueba Unidades Indicadores técnicos (ADX-600) Indicadores técnicos (ACR de países extranjeros) Indicadores Técnicos (MBS) Indicadores Técnicos (CPE)
Módulo de elasticidad a la tracción ASTM D638 MPa 2546.38 2565.35 2500.31 2687.21
Rendimiento de elongación por tracción ASTM D638 % 28.38 27.98 26.84 17.69
Resistencia a la tracción ASTM D638 MPa 43.83 43.62 40.89 49.89
Módulo de flexión ASTM D790 MPa 2561.11 2509.30 2528.69 2678.29
Resistencia a la flexión ASTM D790 MPa 67.39 65.03 66.20 69.27

Análisis: Según los datos anteriores sobre propiedades mecánicas:
① Con las mismas dosis, el rendimiento de nuestro producto ADX-600 es mejor que el de los productos MBS y ACR de países extranjeros.Nuestro producto puede reemplazarlos en igual cantidad.
② Bajo las mismas dosis, el rendimiento de nuestro producto ADX-600 es mucho mayor que el de CPE.Basado en múltiples pruebas, se ha verificado que 3 dosis de ADX-600 más 3 dosis de CPE pueden reemplazar el uso de 9 dosis de CPE.Las propiedades mecánicas específicas se muestran a continuación.

Elementos Estándares de prueba Unidades Indicadores técnicos (ADX-600/3phr+CPE/3phr) Indicadores técnicos (CPE/9phr)
Impacto de una viga en voladizo con muescas ASTM D256 KJ/m2 9.92 9.86
Impacto de una viga en voladizo sin entalla ASTM D256 J/m 97.32 96.98
Módulo de elasticidad a la tracción ASTM D638 MPa 2250.96 2230.14
Rendimiento de elongación por tracción ASTM D638 % 101.25 100.24
Resistencia a la tracción ASTM D638 MPa 34.87 34.25
Módulo de flexión ASTM D790 MPa 2203.54 2200.01
Resistencia a la flexión ASTM D790 MPa 60.96 60.05

4. Acciones de procesamiento
El siguiente diagrama muestra la curva reológica.Línea roja: ADX-600/3phr+CPE/3phr;línea azul: CPE/9phr

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Los pares de equilibrio de los dos son básicamente los mismos, y la plastificación del material modificado por ADX-600/3PHr +CPE/3PHR es ligeramente más lenta pero bajo control según la figura.Por lo tanto, en términos de procesamiento, 3 dosis de ADX-600 más 3 dosis de CPE pueden reemplazar el uso de 9 dosis de CPE.

terceroConclusiones

Mediante la comparación entre el ADX-600 AIM y el CPE y el MBS en cuanto a propiedades mecánicas y comportamientos de procesamiento, se ha llegado a la siguiente conclusión sobre un análisis objetivo de que 3 dosis de ADX-600 más 3 dosis de CPE pueden reemplazar el uso de 9 dosis de CPE .ADX-600 AIM demuestra un mejor rendimiento integral, cuyos productos resultantes muestran un mejor rendimiento y un mayor rendimiento rentable.
ADC-600 AIM pertenece a un copolímero de acrilato con estructura core-shell.ACR demuestra mejor resistencia a la intemperie, estabilidad térmica y relación rendimiento-precio que MBS porque el primero no contiene doble enlace.Además, ACR también muestra las ventajas de un amplio rango de procesamiento, velocidad de extrusión rápida, fácil control, etc. Se aplica principalmente en productos de PVC duro y semiduro, especialmente para materiales de construcción químicos y productos para exteriores, como perfiles, tuberías, accesorios de tubería, tableros, materiales espumantes, etc. Sirve como una especie de modificador de impacto con una gran dosis en la actualidad y un enorme potencial de desarrollo en el futuro.


Hora de publicación: 20-jun-2022