摘要：本公司产品ADX-600是一种经乳液聚合制得的核-壳型丙烯酸抗冲改性树脂（AIM），可作为PVC的抗冲改性剂使用，本文通过ADX-600抗冲改性剂与不同PVC抗冲改性剂各项性能对比得出：ADX-600抗冲改性剂可代替CPE、MBS使用,所得PVC制品具有优异的力学性能、加工性能且性价比更高。
关键词：AIM、CPE、MBS、抗冲改性剂、力学性能
介绍
PVC是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品管材、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。在工业民用中PVC有很多优良的性能，用途很广，但PVC树脂属脆性材料，连续玻璃相不能阻止在应力作用下裂纹的剧烈扩大，最后形成缺口和裂纹破裂，故抗冲击性能差，所以需要在PVC加工成型中加入冲改性剂来改变这个缺点。
性能优良的抗冲改性剂应该具有的特性是:
（1）具有较低的玻璃化温度Tg;
（2）抗冲改性剂本身与PVC树脂部分相容;
（3）抗冲改性剂与PVC的粘度相匹配;
（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，离模膨胀性好。
硬质PVC常用的抗冲击改性剂主要有氯化聚乙烯(CPE)、 丙烯酸酯类(ACR)、 乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接支共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），其中目前在中国应用比较广泛的为氯化聚乙烯抗冲改性剂，而丙烯酸酯类凭着其优良的性能也得到越来越多应用。如何提高冲击而又易于挤出，已成为人们所关注的重要问题。
本公司的抗冲改性剂产品ADX-600可以代替CPE、MBS，可明显改善PVC熔体流动性、热变形性, 促进PVC塑化，所得制品具有较高的冲击强度，良好的耐候性、稳定性、加工性，制品表面光滑美观且光泽度高。接下来我们就以下几个方面对ACR、CPE和MBS进行分析。
一、PVC抗冲改性剂增韧机理
氯化聚乙烯（CPE)是线性分子，以网络形式分散在PVC基体中，抗冲原理就是在PVC基体材料中形成抵御外界冲击的弹性网，在拉伸力作用下,这种网络容易变形,引发共混体在与拉伸方向成30°-45°方向上发生剪切滑移,形成剪切带,吸收大量的变形能,使共混体系的韧性提高。材料受到外力后的应力屈服变化如下图所示：
ACR、MBS这类“核一壳”型共聚物抗冲改性剂，其核是一类低度交联的弹性体,主要起增韧抗冲作用，壳是具有较高玻璃化温度的高聚物，主要起保护橡胶内核和提高与PVC相容性的作用。这类改性剂粒子容易分离，可均匀地分散至PVC 基体中，形成“海岛”结构，当材料受到外部冲击时，模量低的橡胶粒子容易发生形变，且在模量高的PVC形变驱动下，产生了脱粘与空洞，形成的空洞有足够近，则橡胶粒子之间的基体层能够屈服，起到增韧效果。抗冲原理如下图所示：
CPE与ACR、MBS由于增韧机理不同导致对加工强度的敏感度不同。在加工过程中,通过剪切作用,ACR、MBS粒子分布在PVC基体中,形成“海岛”结构，产生增韧作用,即使加工强度再增强,这种结构也不会轻易破坏。而CPE改性剂与PVC共混后，必须形成包裹PVC初级粒子的网状结构,才能达到最佳增韧效果,而这种网络结构会因加工强度的变化很容易遭到破坏，所以它对加工强度比较敏感，加工范围较窄。
二、ADX-600 AIM与不同PVC抗冲改性剂各项性能对比
1.基料检测配方
| 名称 | 有机锡热稳定剂 (HTM2010) | 硬脂酸钙 | 二氧化钛 | PE-6A | 312 | 碳酸钙 | PVC-1000 |
| 用量/克 | 2.0 | 0.7 | 4.0 | 0.6 | 0.2 | 5.0 | 100.0 |
2.冲击性能
| 项目 | 试样名称 | 检测标准 | 单位 | 添加量(phr) | |||||
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||
| 缺口悬臂梁冲击 | ADX-600 | ASTM D256 | KJ/m | 5.44 | 6.30 | 7.78 | 8.72 | 9.92 | 12.02 |
| 国外ACR | KJ/m | 4.62 | 5.01 | 7.68 | 8.51 | 9.63 | 11.85 | ||
| MBS | KJ/m | 5.32 | 5.39 | 7.52 | 8.68 | 9.78 | 11.99 | ||
| CPE | KJ/m | 3.54 | 4.25 | 5.39 | 6.32 | 7.01 | 8.52 | ||
| 无缺口悬臂梁冲击 | ADX-600 | J/m | 57.03 | 63.87 | 72.79 | 88.23 | 100.09 | 121.32 | |
| 国外ACR | 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.拉伸/弯曲性能（添加量均为6phr）
| 项目 | 检测标准 | 单位 | 技术指标 (ADX-600) | 技术指标（国外ACR） | 技术指标(MBS) | 技术指标(CPE) |
| 拉伸弹性模量 | ASTM D638 | MPa | 2546.38 | 2565.35 | 2500.31 | 2687.21 |
| 拉伸断裂伸长率 | ASTM D638 | % | 28.38 | 27.98 | 26.84 | 17.69 |
| 拉伸强度 | ASTM D638 | MPa | 43.83 | 43.62 | 40.89 | 49.89 |
| 弯曲模量 | ASTM D790 | MPa | 2561.11 | 2509.30 | 2528.69 | 2678.29 |
| 弯曲强度 | ASTM D790 | MPa | 67.39 | 65.03 | 66.20 | 69.27 |
分析：从以上力学性能数据可以看出：
①在同等份数下，本公司产品ADX-600性能优于MBS、国外ACR产品性能，可等份代替。
②在同等份数下，本公司产品ADX-600性能远高于CPE性能，经多次试验验证得出：3份ADX-600+3份CPE可代替9份CPE使用。具体力学性能指标如下：
| 项目 | 检测标准 | 单位 | 技术指标(ADX-600/3phr+CPE/3phr) | 技术指标(CPE/9phr) |
| 缺口悬臂梁冲击 | ASTM D256 | KJ/m | 9.92 | 9.86 |
| 无缺口悬臂梁冲击 | ASTM D256 | J/m | 97.32 | 96.98 |
| 拉伸弹性模量 | ASTM D638 | MPa | 2250.96 | 2230.14 |
| 拉伸断裂伸长率 | ASTM D638 | % | 101.25 | 100.24 |
| 拉伸强度 | ASTM D638 | MPa | 34.87 | 34.25 |
| 弯曲模量 | ASTM D790 | MPa | 2203.54 | 2200.01 |
| 弯曲强度 | ASTM D790 | MPa | 60.96 | 60.05 |
4.加工行为
下图表示的是流变曲线图。红线：ADX-600/3phr+CPE/3phr；蓝线：CPE/9phr
从图中可以看出，二者的平衡扭矩基本相同，经ADX-600/3phr+CPE/3phr改性后的材料塑化稍慢一些，在可控范围之内。所以从加工方面来看，3份ADX-600+3份CPE可代替9份CPE使用。
三、总结
通过ADX-600 AIM和CPE、MBS在力学性能、加工行为等方面进行比较后，我们客观分析并得出结论：3份ADX-600+3份CPE可代替9份CPE使用。ADX-600 AIM综合性能更佳，所得制品性能更优且性价比更高。
ADX-600 AIM是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物，因不含双键，故AIM比MBS具有更佳的耐候性、热稳定性且性能与价格比更优。此外还有加工范围宽、挤出速度快、容易控制等优点。其主要应用于硬、半硬聚氯乙烯制品中，特别是化学建材，如异型材、管材管件、板材、发泡材料等，而且特别适合于户外用制品中。是当今用量大也是今后重点发展的一类抗冲改性剂。
发布时间：2022-06-20