Abstrato:ADX-600 é uma resina acrílica modificadora de impacto (AIM) fabricada através de polimerização em emulsão por nossa empresa.O produto pode servir como modificador de impacto para o PVC.O ADX-600 AIM pode substituir o CPE e o MBS de acordo com a comparação de vários parâmetros de desempenho entre o AIM e diferentes modificadores de impacto de PVC.Os produtos de PVC resultantes demonstram excelentes propriedades mecânicas, desempenho de processamento e um desempenho econômico mais alto.
Palavra-chave:AIM, CPE, MBS, modificador de impacto, propriedades mecânicas
Introdução
O PVC serve como plástico universal com o maior rendimento e amplo escopo de aplicação do mundo.Tem sido amplamente utilizado em aspectos como materiais de construção, produtos industriais, tubos de uso diário, materiais de vedação, fibras, etc. O PVC demonstra muitas propriedades excelentes para uma ampla aplicação nos setores industrial e civil.No entanto, a resina de PVC pertence a materiais frágeis.Sua fase vítrea contínua não pode impedir a expansão drástica de fissuras sob tensão e, finalmente, forma fendas e ruptura de fissuras.Portanto, esse tipo de material apresenta uma baixa resistência ao impacto.No entanto, esta deficiência pode ser superada pela adição de modificador de impacto em materiais de PVC durante o processo de fabricação e moldagem.
Bons modificadores de impacto devem ser caracterizados pelas seguintes propriedades excelentes:
(1) Uma temperatura de vitrificação Tg relativamente baixa;
(2) A compatibilidade do próprio modificador de impacto com resina de PVC;
(3) Combinação de viscosidade de modificadores de impacto com PVC;
(4) Nenhum efeito adverso óbvio nas propriedades aparentes e nas propriedades físicas e mecânicas do PVC;
(5) uma boa resistência às intempéries e propriedade de dilatação da matriz.
Os modificadores de impacto comuns para PVC duro abrangem principalmente polietileno clorado (CPE), acrilato (ACR), copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA), copolímero de enxerto ternário de metacrilato de metila-butadieno-estireno (MBS) e copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) ).Entre eles, o modificador de impacto de polietileno clorado tem sido amplamente aplicado na China e o acrilato também vem sendo cada vez mais adotado devido às suas excelentes propriedades.Tornou-se uma preocupação geral como melhorar a resistência ao impacto e facilitar a extrusão do plástico.
Nosso produto AIM ADX-600 pode substituir CPE e MBS.Pode melhorar significativamente a fluidez e a deformação térmica do PVC fundido e, assim, facilitar a plastificação do PVC.Os produtos resultantes demonstram uma alta resistência ao impacto e uma boa resistência às intempéries, estabilidade e propriedades de processamento com superfície lisa, bonita e altamente brilhante.Em seguida, analisamos ACR, CPE e MBS nos seguintes aspectos.
I. Mecanismo de Endurecimento por Modificadores de Impacto de PVC
O polietileno clorado (CPE) serve como moléculas lineares dispersas na matriz de PVC em forma de rede.O princípio da resistência ao impacto é formar uma rede elástica em material de matriz de PVC para resistir ao impacto externo.Tal rede é propensa a deformar sob força de tração.Isso acionará o deslizamento de cisalhamento da mistura em um ângulo de 30° a 45° da direção de tração, formando assim uma banda de cisalhamento, absorvendo uma grande quantidade de energia de deformação e aumentando a tenacidade do sistema de mistura.As mudanças no escoamento de tensão do material sob força externa são mostradas nas figuras a seguir.
ACR e MBS pertencem a uma espécie de modificador de impacto de copolímero “core-shell”.Seu núcleo serve como um elastômero de baixa reticulação, que desempenha papéis principais no aumento da tenacidade e resistência ao impacto.Sua casca serve como um polímero de alto peso molecular com maior temperatura de vitrificação, que desempenha papéis principais na proteção do núcleo de borracha e na melhoria da compatibilidade com o PVC.Este tipo de partículas modificadoras são fáceis de serem separadas e podem ser dispersas uniformemente na matriz de PVC de modo a formar uma estrutura de “ilha do mar”.Quando o material está sujeito a impacto externo, partículas de borracha com baixo módulo são propensas à deformação.Ao mesmo tempo, a descolagem e a cavidade são formadas à medida que o material é impulsionado pela deformação do PVC com alto módulo.Se esses orifícios forem formados suficientemente próximos, a camada de matriz entre as partículas de borracha pode ceder e aumentar a tenacidade do material.O princípio de resistência ao impacto é mostrado na figura abaixo.
CPE, ACR e MBS demonstram sensibilidade diferente à resistência de usinagem devido aos seus vários mecanismos de têmpera.Durante o processamento, partículas de ACR e MBS são distribuídas na matriz de PVC por ação de cisalhamento, formando uma estrutura de “ilha do mar” e aumentando a tenacidade do material.Mesmo que a força de processamento aumente ainda mais, essa estrutura não será comprometida facilmente.O melhor efeito de endurecimento só pode ser alcançado quando o modificador CPE e o PVC são misturados em uma estrutura de rede que envolve as partículas primárias de PVC.No entanto, esta estrutura de rede pode ser facilmente comprometida devido a mudanças na intensidade de processamento.Portanto, é sensível à intensidade de processamento e se aplica a uma faixa de processamento estreita.
II.Comparação de várias propriedades entre ADX-600 AIM e diferentes modificadores de impacto de PVC
1. Fórmula de teste de material básico
| Nome | Estabilizador de Calor Organo-estanho (HTM2010) | Estearato de cálcio | Dióxido de titânio | PE-6A | 312 | Carbonato de cálcio | PVC-1000 |
| Dosagem/g | 2,0 | 0,7 | 4,0 | 0,6 | 0,2 | 5,0 | 100,0 |
2. Propriedade de Impacto
| Itens | Nomes de Amostra | Padrões de teste | Unidades | Quantidade de Aditivo (phr) | |||||
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||
| Impacto da viga em balanço entalhada | ADX-600 | ASTM D256 | KJ/m2 | 5,44 | 6h30 | 7,78 | 8,72 | 9,92 | 12.02 |
| ACR de países estrangeiros | 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 da viga em balanço sem entalhes | ADX-600 | J/m | 57.03 | 63,87 | 72,79 | 88,23 | 100,09 | 121,32 | |
| ACR de países estrangeiros | 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. Propriedades de alongamento / flexão (todas as quantidades de aditivos são 6phr)
| Itens | Padrões de teste | Unidades | Indicadores Técnicos (ADX-600) | Indicadores Técnicos (ACR de Países Estrangeiros) | Indicadores Técnicos (MBS) | Indicadores Técnicos (CPE) |
| Módulo de Elasticidade de Tração | ASTM D638 | MPa | 2546,38 | 2.565,35 | 2500,31 | 2687,21 |
| Rendimento de alongamento por tração | ASTM D638 | % | 28,38 | 27,98 | 26,84 | 17,69 |
| Resistência à tracção | ASTM D638 | MPa | 43,83 | 43,62 | 40,89 | 49,89 |
| Módulo de flexão | ASTM D790 | MPa | 2561.11 | 2509,30 | 2.528,69 | 2678,29 |
| Força de flexão | ASTM D790 | MPa | 67,39 | 65,03 | 66,20 | 69,27 |
Análise: De acordo com os dados acima sobre propriedades mecânicas:
① Sob as mesmas doses, o desempenho do nosso produto ADX-600 é melhor do que o dos produtos MBS e ACR de países estrangeiros.Nosso produto pode substituí-los em igual quantidade.
② Sob as mesmas doses, o desempenho do nosso produto ADX-600 é muito superior ao do CPE.Com base em vários testes, verificou-se que 3 doses de ADX-600 mais 3 doses de CPE podem substituir o uso de 9 doses de CPE.As propriedades mecânicas específicas são mostradas a seguir.
| Itens | Padrões de teste | Unidades | Indicadores Técnicos (ADX-600/3phr+CPE/3phr) | Indicadores Técnicos (CPE/9phr) |
| Impacto da viga em balanço entalhada | ASTM D256 | KJ/m2 | 9,92 | 9,86 |
| Impacto da viga em balanço sem entalhes | ASTM D256 | J/m | 97,32 | 96,98 |
| Módulo de Elasticidade de Tração | ASTM D638 | MPa | 2250,96 | 2230,14 |
| Rendimento de alongamento por tração | ASTM D638 | % | 101,25 | 100,24 |
| Resistência à tracção | ASTM D638 | MPa | 34,87 | 34,25 |
| Módulo de flexão | ASTM D790 | MPa | 2203,54 | 2200,01 |
| Força de flexão | ASTM D790 | MPa | 60,96 | 60,05 |
4. Ações de Processamento
O diagrama abaixo mostra a curva reológica.Linha vermelha: ADX-600/3phr+CPE/3phr;linha azul: CPE/9phr
Os torques de equilíbrio dos dois são basicamente os mesmos, e a plastificação do material modificado pelo ADX-600/3PHr +CPE/3PHR é um pouco mais lenta, mas dentro do controle conforme a figura.Portanto, em termos de processamento, 3 doses de ADX-600 mais 3 doses de CPE podem substituir o uso de 9 doses de CPE.
III.Conclusões
Por meio da comparação entre o ADX-600 AIM e o CPE e o MBS em propriedades mecânicas e comportamentos de processamento, a seguinte conclusão foi extraída da análise objetiva de que 3 doses de ADX-600 mais 3 doses de CPE podem substituir o uso de 9 doses de CPE .O ADX-600 AIM demonstra melhor desempenho abrangente, cujos produtos resultantes apresentam melhor desempenho e maior desempenho econômico.
O ADC-600 AIM pertence a um copolímero de acrilato com estrutura core-shell.O ACR demonstra a melhor resistência às intempéries, estabilidade ao calor e relação desempenho-preço do que o MBS, porque o primeiro não contém ligação dupla.Além disso, o ACR também apresenta as vantagens de ampla faixa de processamento, velocidade de extrusão rápida, fácil controle, etc. acessórios para tubos, placas, materiais espumantes, etc. Serve como uma espécie de modificador de impacto com grande dosagem no presente e enorme potencial de desenvolvimento no futuro.
Horário da postagem: 20 de junho de 2022