1、 Modification chimique
La modification chimique comprend la modification de la copolymérisation, la réaction de greffage et la chloration.
Modification de la copolymérisation : copolymérisation du chlorure de vinyle monomère avec d'autres monomères. Par exemple, il est copolymérisé avec de l'acétate de vinyle, du chlorure de vinylidène, de l'acrylonitrile, de l'acrylate, de l'anhydride maléique et d'autres monomères pour améliorer les performances de traitement de moulage, réduire la température de moulage, développer de nouvelles applications ou apparaître comme de nouveaux matériaux.
Réaction de greffage : introduire un autre groupe monomère ou un autre polymère dans la chaîne latérale du PVC pour la réaction de greffage. Par exemple, l'éthylène acétate de vinyle est greffé avec du chlorure de vinyle pour contrôler le nombre et le degré de polymérisation des pièces greffées en chlorure de vinyle, de manière à améliorer les propriétés aux chocs, la fragilité à basse température et la résistance au vieillissement de ce matériau modifié.
Chloration : chlorer le PVC par méthode de suspension en phase aqueuse (ou méthode en phase gazeuse) pour augmenter la teneur en chlore de 57 % à environ 65 %. Le but de cette modification est d'améliorer la résistance à la chaleur du PVC. La température de service est de 35 ~ 40 ℃ supérieure à celle du PVC d'origine, appelé polychlorure de vinyle chloré (CPVC).
La densité du CPVC est supérieure à celle du PVC, qui est de 1,7 g/cm3. La performance ignifuge du CPVC est meilleure que celle du PVC, et la résistance à la traction est également meilleure que celle du PVC. L'inconvénient est sa faible résistance aux chocs.
Le CPVC est difficile à former et à traiter, et sa température de formage est de 10 à 20 supérieure à celle du PVC ; Plage de régulation de température étroite ; La quantité de stabilisant est 1 à 2 fois supérieure à celle du PVC ; La quantité de lubrifiant est également supérieure à celle du PVC.
CPVC peut fabriquer des produits par extrusion, injection et calandrage. Le CPVC peut être utilisé pour les tuyaux, les plaques, les profilés, les matériaux moussants, les adhésifs, les revêtements, les modificateurs, etc.
2、 Modification physique
La modification physique consiste à améliorer ses propriétés en ajoutant divers additifs ou en les remplissant, en les mélangeant et en les renforçant.
Par exemple, l'ajout d'ACR pour améliorer les propriétés de formage et de traitement des matériaux PVC ; Ajouter des lubrifiants internes et externes ou de la cire de polyéthylène pour améliorer la viscosité et la fluidité des matériaux ; Ajouter un stabilisateur thermique pour améliorer la stabilité thermique des matériaux pendant le moulage et réduire leur température de décomposition ; Ajouter un agent antioxydant et anti-ultraviolet pour améliorer la durée de vie des produits ; Ajouter un plastifiant pour améliorer les performances de plastification des matériaux et augmenter la douceur des produits. La modification du remplissage consiste à améliorer certaines propriétés en ajoutant des charges inorganiques ou organiques.
Tels que l'ajout de charge de bois en poudre pour réduire la gravité spécifique des produits en PVC et à proximité du bois ; Ajout de poudre métallique, telle que la poudre de cuivre et la poudre d'aluminium, pour améliorer la conductivité du produit ; Ajout de poudre magnétique de ferrite pour améliorer les propriétés magnétiques des produits ; Ajout de carbure de calcium pour améliorer la dureté des produits et réduire le coût des matériaux en même temps ; De la boue rouge est ajoutée pour améliorer la résistance à la chaleur et la résistance au vieillissement à la lumière des produits, tout en réduisant le coût des matériaux.
La modification du mélange consiste à obtenir le soi-disant"alliage de polymère" en ajoutant un ou deux polymères (caoutchouc, plastique, élastomère…) et en les mélangeant, de manière à améliorer la fluidité ou la résistance aux chocs du PVC. Par exemple, d'autres polymères qui peuvent être mélangés avec du PVC comprennent le copolymère d'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), le copolymère de méthacrylate de méthyle et de butadiène styrène (MBS), le polyacrylate, le polyéthylène chloré (CPE), le copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), le caoutchouc nitrile, l'éthylène propylène caoutchouc, chlorure de polyvinyle chloré (CPVC), maléate de dioctyle, etc.
1) MÉLANGES PVC / NBR
Compatibilité : le caoutchouc nitrile (NBR) est un polymère polaire. La compatibilité avec le PVC augmente avec l'augmentation de la teneur en acrylonitrile du NBR. Lorsque le contenu d'un est de 40%, la compatibilité est la meilleure. Lorsque le PVC et le NBR ont été mélangés mécaniquement à 150 ℃, il a été constaté que le système PVC/NBR pouvait former un système de réticulation partiel même s'il n'y avait pas d'agent de réticulation dans le système.
Résistance aux chocs : lorsque la teneur en an est de 20 %, la résistance aux chocs du mélange avec le PVC est la plus élevée.
Résistance à la traction : la loi d'évolution de la résistance à la traction et de la résistance aux chocs des mélanges PVC/NBR est différente : elle augmente avec l'augmentation de la teneur en acrylonitrile dans le NBR. Lorsque le contenu est inférieur à 50%, il existe une relation linéaire entre eux.
Application:
Comparé au PVC non modifié, le mélange PVC / NBR a une meilleure élasticité, résistance à la traction, résistance à l'usure et résistance à l'huile. La résistance aux solvants a été considérablement améliorée. À l'heure actuelle, il est largement utilisé dans la production de chaussures de travail résistantes à l'huile, à la corrosion et antidérapantes, de divers joints d'étanchéité, de soufflets et d'autres tuyaux flexibles. Matériaux de revêtement de fils, pièces d'isolation électrique et mousses plastiques.
Le NBR est un caoutchouc insaturé, sa résistance aux intempéries n'est donc pas bonne, ce qui peut être amélioré par vulcanisation.
2) Mélanges PVC/EPDM
L'EPDM est un terpolymère d'éthylène propylène diène, qui est un caoutchouc souple à température ambiante. L'EPDM est un polymère non polaire, la compatibilité entre l'EPDM et le PVC est donc très faible. Le troisième composant mercaptan est ajouté dans le système de mélange en tant qu'agent de compatibilité pour améliorer la compatibilité entre les deux phases. Dans le processus de mélange, une extrémité du composé mercaptan réagit avec le PVC pour former un matériau de greffe, et l'autre extrémité est enroulée avec de l'EPDM. Sa fonction est similaire à celle de l'agent de couplage utilisé dans les matériaux composites à base de polymères. Grâce à l'action du compatibilisant, l'interface entre le PVC et l'EPDM est renforcée, de manière à atteindre l'objectif de modification et de durcissement. La résistance aux chocs sur entaille des mélanges avec des composés mercaptan était plus de 6 fois supérieure à celle de la résine de matrice PVC.
3) Mélanges PVC/MBS
La résine MBS est une sorte de haut polymère obtenu en greffant le copolymère d'acide méthacrylique et de styrène sur du polybutadiène ou du caoutchouc diphényle. Dans la chaîne moléculaire du polymère, le styrène est un segment rigide et le polybutadiène ou le caoutchouc styrène butadiène est un segment flexible. L'effet synergique des deux confère aux molécules de MBS une bonne flexibilité.
Le MBS et le PVC ont des paramètres de solubilité similaires et peuvent former un système de mélange avec une bonne compatibilité. Il n'y a qu'une seule température de transition vitreuse Tg (89,14 ) à haute température, qui se situe entre les deux TG.
L'observation SEM a montré que dans ce système, les segments MS en phase MBS formaient une"phase continue" avec une bonne compatibilité avec la phase PVC, tandis que les segments de caoutchouc étaient dispersés dans la phase continue et formaient une micro"phase dispersée". Lorsqu'elles sont soumises à un impact, des fissures peuvent se former entre le segment de chaîne en caoutchouc à phase dispersée et la phase continue pour absorber et transférer l'énergie d'impact. Un bon effet de durcissement est obtenu.
L'ajout de MBS permet au PVC d'obtenir à la fois ténacité et transmission de la lumière, c'est pourquoi le MBS est appelé le modificateur d'impact transparent du PVC.
4) Système de mélange PVC/ABS
Compatibilité : L'ABS est un copolymère d'acrylonitrile butadiène styrène. Comme MBS, il a des segments de chaîne rigides et des segments de chaîne en caoutchouc flexibles. L'ABS et le PVC ont des paramètres de solubilité similaires et sont compatibles en thermodynamique chimique. D'après l'analyse de la structure moléculaire, la chaîne moléculaire ABS contient un grand nombre de segments d'acrylonitrile, qui ont une forte force avec les molécules de PVC, et ils peuvent former un bon système de compatibilité.
Résistance aux chocs : la résistance aux chocs du mélange est supérieure à celle de n'importe quelle matière première ; Lorsque PVC / ABS=70 / 30, la résistance aux chocs du mélange atteint le maximum.
Performances à haute température : le point de ramollissement du PVC est relativement bas à 75-85 ; Le point de ramollissement de l'ABS est de 105 . Par conséquent, les performances à haute température du PVC peuvent être améliorées après le mélange.
Processabilité : avec l'augmentation du rapport ABS, l'indice de fusion montre une tendance à la hausse. Une fluidité accrue améliore la capacité de traitement.
Additifs : compatibilisant, plastifiant, stabilisant thermique, antioxydant, durcisseur, lubrifiant, etc.
Application : extrusion pour produire des plaques, des tubes et des matériaux hétérosexuels. Il peut remplacer l'ABS dans les produits de bagages. Il peut également être utilisé pour le moulage par injection afin de fabriquer des équipements textiles, des pièces de machines, des tableaux de bord, etc.
5) Mélanges PVC/ACR
En tant que modificateur de la résine PVC rigide, l'ACR peut être divisé en additifs de traitement et additifs antichocs.
Les aides à la mise en œuvre visent principalement à réduire le temps de gélification des matériaux PVC rigides. Il est pratique pour le traitement secondaire tel que le formage à chaud.
L'ACR résistant aux chocs forme un"core-shell" structure. La coque a une bonne compatibilité avec le PVC ; Son noyau a joué un excellent effet de durcissement dans le système de mélange.
ACR est le modificateur transparent le plus réussi après MBS.
6) Système de mélange PVC/EVA
L'EVA est de l'éthylène-acétate de vinyle. Les mélanges PVC / EVA peuvent être produits par mélange mécanique (principalement mélange à l'état fondu) et mélange par copolymérisation par greffage. Le PVC et l'Eva n'ont qu'une compatibilité modérée, de sorte que les mélanges PVC/EVA préparés par mélange mécanique ont de grands domaines de phase ; Le domaine de phase des mélanges PVC / EVA préparés par la méthode de mélange par copolymérisation par greffage est correct.
La structure morphologique du mélange PVC/EVA est également directement liée au rapport de mélange des deux polymères. Si l'EVA est inférieur à 7-8% dans le PVC / EVA par mélange mécanique, le PVC est une phase continue, qui entoure les particules d'EVA, mais lorsqu'elle dépasse 7 ~ 8%, l'EVA devient continue et entoure les particules de PVC. Par conséquent, la zone d'inversion de phase de ce mélange est de 7 à 8 % de teneur en EVA.
L'un des avantages remarquables des mélanges PVC / EVA est que leur flexibilité est nettement meilleure que celle du PVC. Selon la quantité d'EVA contenue dans les mélanges PVC / EVA, ils sont également divisés en deux types principaux : durs et mous ; Le degré de ramollissement du mélange PVC souple / EVA est équivalent à celui du PVC souple avec 40 ou 60 parties de plastifiant, mais il présente de meilleures caractéristiques à basse température, un effet plastifiant stable et une bonne sensation au toucher que ce dernier.
Mélange de copolymérisation greffée PVC / EVA
Dans le mélange de copolymérisation par greffage PVC / EVA, avec l'augmentation de la teneur en EVA, l'effet plastifiant a également augmenté, mais la résistance à la traction a diminué, la perméabilité à l'air a augmenté et la transmission de la lumière a diminué.
Généralement, plus le poids moléculaire de l'EVA et du copolymère greffé EVA-pvc est faible, plus la dureté et la douceur du mélange de copolymère greffé PVC/EVA sont faibles.
Application:
Les mélanges PVC / EVA sont largement utilisés dans la production de produits durs et mous. Les produits durs sont principalement des tubes d'impact extrudés, qui sont également utilisés pour produire des plaques d'impact et des matériaux de forme spéciale extrudés. Les produits durs comprennent également le bois synthétique peu moussant, les produits de moulage par injection (raccords de tuyauterie à impact, pièces industrielles), etc. Les produits mous sont principalement des films résistants au froid, des films, du cuir artificiel, des câbles et des matériaux en mousse.
De plus, les propriétés du PVC peuvent être améliorées par une modification de renforcement, une modification de réticulation, une modification de moussage, une modification de rayonnement et d'autres méthodes de modification. Par exemple, de la poudre de mica avec un rapport d'aspect important est utilisée pour le renforcement ; La résistance a été améliorée par réticulation avec du peroxyde de diisopropyle (DCP) ; L'agent moussant azodicarbonamide est utilisé pour réduire la densité des produits en PVC, le rayonnement de cobalt est utilisé pour améliorer la résistance, etc.
