关于ACR加工助剂的介绍

一、PVC加工助剂简介 加工助剂在国外最早由美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司于1958年首先开发成功，同年推出第一个牌号K-120。此后，国外许多公司开始纷纷涉足这一领域，开发出相类似的产品。70年代之后，随着PVC制品的迅速增长，加工助剂得到了广泛应用。目前，国外主要生产厂家及相关产品有日本三菱（MITSUBSHI ROYAL）公司P系列、钟渊化学（KANEKA）PA系列、美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司K系列、德国熊牌（BEAR）F系列，阿托菲娜（ATOFINA） P系列，还有韩国LG化学的PA系列等。 国内较早从事PVC加工助剂研究的是北京化工研究院、山西化工研究所等。上海珊瑚化工厂于80年代初最早实现工业化生产，推出的牌号国内统称为ACR201、ACR401。进入90年代后期，随着我国聚氯乙烯行业的发展，特别是塑料异型材和塑料管道行业的迅猛发展，对加工助剂的需求量也迅速增长 , 抗冲改性剂ACR与加工助剂ACR都是丙烯酸酯聚合物，但因其配方比例和结构不同而性能大不相同，抗冲ACR中甲基丙烯酸甲酯约占10-20%，而丙烯酸酯约占80-90%。 ACR属于核壳结构的冲击改性剂，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳， 以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。抗冲改性剂ACR象 MBS一样同为核壳结构。与MBS、CPE等抗冲改性剂相比，其加工性能和耐候性能好，表面光洁度高，尤其适用于户外制品，在国外，丙烯酸酯类抗冲改性剂因其环保，性能优良， 耐候性能高已经取代CPE抗冲改性剂。 ACR加工改性剂对PVC的共混作用：以改善塑料加工性能为主要目的改性剂称为加口工改性剂。这些助剂的添加量约为树脂的1%～5%（质量分数）它们可以明显改善树脂的熔体流动性、热变形性及制品表面光泽等特性。其主要作用机理如下。 ①、促进凝胶化：在PVC树脂中加入加工助剂，如果由外部加热而产生剪切时，被PVC 树脂包围的加工助剂首先熔融，起到使树脂相互粘接的功能，同时还将外部的剪切力传递给树脂，结果促进了凝胶化。 ②、促过PVC树脂塑化：ACR与PVC有良好的相容性，其料粒可以填充并扩散到PVC多重粒子的空隙中，在混合或混练过程中产生较大的内摩擦力，促进PVC多重粒子的破碎和熔融，因而缩短了塑化时间。以达到最大扭矩的时间表征凝胶化和塑化速度。可见，ACR 仅添加极少量就有显著的效果。由于塑化好，使制品的均匀性也得到了改善。 ③、提高PVC热态伸长率：由于ACR的加入，ACR与PVC大分子问高度缠绕，松弛速度减慢，提高了PVC热态伸长率，使成型温度区加宽，制品壁厚均匀，不易开裂。 ④、显示橡胶弹性：ACR和PVC有着优良的相容性且分子量很高。为此，当加入ACR 在PVC中进行混练时，ACR与PVC分子发生缠绕，从而显示出类似橡胶的弹性。此弹性有助于加工性能的改良。 2、抗冲型ACR的作用机理 ACR抗冲击改性剂对PVC的共混作用：以改善塑料冲击性能为目的而使用的助剂称为抗冲击改性剂。作为PVC的抗冲改性剂应满足如下要求： ①与PVC的相容性适中； ②玻璃化温度低； ③分子量高； ④对PVC的表观性能及物理力学性能无明显影响； ⑤耐候性良好，离模膨胀性小；⑥与树脂容易共混。 ACR抗冲改性剂的作用机理如下： ①、提高硬PVC塑料的冲击强度；抗冲型ACR与PVC共混时，ACR的MMA聚合物壳层与PVC相容、ACR的交联PBA核形成橡胶分散相，分散于PVC连续相基体中，而分散相的弹性越高吸收能量越大，使PVC具有柔韧性能，能承受外界的冲击作用。随着ACR冲击型改性剂加入量的增加，硬PVC塑料冲击强度逐步上升。关于增韧机理论点较多，一般均以银纹，剪切带理论解释，ACR的第一个作用就是充作应力集中中心，若受到外界冲击作用时，PVC产生微小裂纹而波及ACR的弹性粒子（PBA），使其压缩变形，诱发大量银纹成剪切带，大量银纹或剪切带的产生和发展要消耗大量能量，因而显著提高材料的冲击强度，ACR的另一个作用是控制银纹的发展并使行银纹及时终止而不致发展成裂纹。 ②、促进PVC树脂塑化：与加工型ACR相似，抗冲型ACR也有促进PVC树脂凝胶化和塑化的功效，随着ACR在混合物中数量的增多，熔融塑化时间逐步缩短，相应的最大转矩与平衡转矩均有所升高。