关键词：NEWPAK；热稳定剂；高热稳定性PVC
引言
近年来，随着PVC树脂由通用化向高性能化、专用化方向发展，其在包装、建材、车辆、家具、服装等领域的用量逐渐增加。应用于这些领域的PVC制品需要具有较低的表面光泽，因而推动了消光PVC树脂的发展。
1高热稳定性通用PVC树脂
从树脂的生产源头出发，为提升PVC树脂热稳定性及综合性能，改善其下游加工性能，青岛阿莫斯资源科技有限公司引进和研发了“氯乙烯原位引发聚合聚氯乙烯技术”，即釜内生成多组分、高效率引发剂技术，而NEWPAK助剂作为该技术的配套助剂，可以单独使用，使原有树脂性能获得不同程度的提升。高热稳定性通用PVC树脂是通过在聚合阶段随分散剂添加一定比例的NEWPAK助剂获得的一种以热稳定性为显著特征的新型PVC树脂，具体表现为160℃条件下，刚果红热稳定时间可达10min以上，同时老化、白度等指标较普通空白树脂有提高。
2性能对塑料加工的影响因素
2.1粘数、杂质粒子
PVC树脂的主要形态参数包括粘数、杂质粒子数、挥发物数量、表面密度、树脂的增塑剂吸收量等等，树脂材料分子数的大小对树脂的粘数有直接的影响，如果树脂粘数差别较大，则树脂的性能也会出现很大的差别，树脂的聚合度、冲击强度、断裂伸长率会随之粘数的提高而提高，但树脂的屈服强度会随着粘数的增加而降低，这造成树脂材料在加工性能上具有非常的区别。树脂中挥发物的数量和成分也是影响树脂加工性能的主要因素之一，其挥发性能主要体现在树脂受热所产生的挥发物，若树脂的挥发性太强，就容易造成树脂在加工过程中出现结块，对塑料产品的质量有很大的影响。如果挥发物过低，则容易造成树脂在加工过程中容易产生静电，对加工中的喂料产生很大的影响。树脂的增塑剂对加工的影响，这主要体现在树脂对增塑剂的吸收性能上，如果树脂吸收增塑剂的速率快，则塑料的加工性能越好。树脂形态中的白度也会对加工性能产生一定的影响，这主要体现在树脂的外观色泽中，如果树脂的白度不好，则其在加工产生的塑料耐老性能就差。树脂中的杂质粒子数也是衡量树脂加工性能的重要指标，如果PVC树脂聚合釜中残留大量的杂质，不仅影响加工性能，更会造其加工后的塑料产品表面出现大量的黑黄斑点，严重影响到了塑料产品的外观质量，也会对塑料产品的机械力学性能产生很大的影响。
2.2聚合温度对PVC树脂凝胶含量的影响
在交联剂用量和品种相同的情况下，凝胶含量随聚合温度的升高而降低。这是因为聚合温度升高，PVC树脂的凝胶膨润度增加，从而导致凝胶含量下降。
2.3热稳定剂
聚氯乙烯最显著的缺点是热敏性，加工过程容易发生分解变色。这是在加工温度条件下，PVC脱除氯化氢，自动氧化断链与交链、少量芳构化以及大分子链断裂引发降解作用。PVC由于其共轭多烯序列结构，在加热时颜色发生改变，由正常的透明，到淡黄、黄、黄橙、微红、棕、棕褐、黑色。因此，为弥补聚氯乙烯在热稳定性能方面的缺陷，在加工过程中需加入热稳定剂，部分聚氯乙烯生产商在聚合过程或聚合结束时加入热稳定剂，在加工过程中可减少热稳定剂加入量。主要的热稳定剂品种有金属皂类、有机锡类、钙锌类、稀土类、复合稳定剂、辅助类等。稀土稳定剂是上世纪80年代开发出的无毒、高效、多功能稳定剂，通常与其他稳定剂复合使用，适于各类制品。具体选用主要考虑3方面的因素，热稳定的效果、稳定剂的混配工艺性、对制品性能的影响。根据制品对性能的要求（如热、光稳定性、润滑性及透明性等）以及成本因素综合来选择。
2.4形态
树脂颗粒的大小、均一程度及形态会对加工塑化性能和搭桥现象有着非常密切的关系，如果粒度不均或者含有过粗或者过细的PVC粒子，都会造成树脂溶液的流动性差，产生架桥现象。此外，如果其表面太过光滑紧密，也会造成树脂塑化加工困难。因此应该保证树脂材料的颗粒大小均匀一致和表面疏松多孔，这非常有利于树脂的塑化加工。目前影响PVC树脂颗粒形态的最主要因素是分散剂在悬浮体系中所发生的分散-凝聚-在分散的平衡过程。为此，应该合理选择分散剂，并对其进行科学用量。
3树脂转矩流变性能测试
实验用树脂为正常电石法工艺7~105m3聚合釜生产的SG-5型通用PVC树脂，聚合前期以VCM单体为基准添加了对应比例的NEWPAK助剂。树脂转矩流变测试通过模拟树脂加工环境，从而获得树脂动态热稳定性、流动性的直观数据，对下游制品加工有重要的指导意义。实验配方及设备参数见表1，转矩流变实验数据见表2，树脂转矩流变图见图1。从表2和图1可以看出，高热稳定PVC树脂塑化时间更长，相比空白树脂，塑化时间推后了约1min，而且它的平衡扭矩低，热分解时间长，这说明高热稳定性通用PVC树脂的热稳定性能、树脂流动性较普通空白树脂要好，更有利于下游加工。
4下游制品加工实例
参考转矩流变结果，实验人员认为高热稳定性通用PVC树脂在下游加工时可适当减少热稳定剂的用量。为验证这一假设，选取了华南、华北两地3家PVC制品工厂，在3种产品上进行了加工试验。（1）硬质PVC透明片材加工应用。制品厂家主要生产硬质透明片材，产品质量要求透明度高、晶杂点少，同时对拉伸强度和断裂伸长率有一定要求。试验人员对配方进行了调整，对热稳定剂甲基锡减量16%。制品产出后，经厂方质检部门检测达到了合格标准。前后配方进行比较，至少可带来100元/tPVC的收益。（2）密封条粒料加工应用。制品厂家主要生产箱包密封条粒料，对白度、拉伸强度、断裂伸长率有要求，试验人员对配方中钙锌稳定剂进行了调整，减量18%。生产过程中，塑料加工设备挤出量有提高，检测显示制品各项指标满足质量要求，并带来约140元/tPVC的经济效益。（3）软质透明薄膜加工应用。制品厂家主要生产软质透明薄膜，要求产品透明度要好，颜色要求鲜亮，不能有晶点杂质。试验人员对配方中钡镉锌稳定剂进行了调整，减量26%。产品检测时发现，产品的透明度和白度有了提高，减量热稳定剂带来了80元/t的经济效益。
结束语
综上所述，我们对高热稳定性通用PVC树脂和普通空白树脂进行了转矩流变对照测试，测试发现高热稳定性通用PVC树脂的热稳定性和流动性要优于普通树脂，因此提出了下游加工可减量热稳定剂的假设。推广使用高热稳定性通用PVC树脂，不仅可以为制品企业节省成本，而且还可以切实推进PVC塑料环保化进程，推动PVC制品行业向着环保化、安全化的方向发展，提升中国PVC行业的市场竞争力。
参考文献
［1］李志松，王少青．聚氯乙烯生产技术［M］．北京:化学工业出版社，2012．
［2］郑石子，颜才南，胡志宏，等．聚氯乙烯生产与操作［M］．北京:化学工业出版社，2008．
［3］苗亚玲，陈大江，李鹏智，等．PVC树脂水含量的控制［J］．聚氯乙烯，2015，43(12):10－12．
论文作者:张俊霞
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/15
标签：树脂论文; 稳定剂论文; 加工论文; 高热论文; 性能论文; 制品论文; 稳定性论文; 《科学与技术》2019年第12期论文;