(1) DOP用量對PVC脆性溫度的影響。DOP對PVC脆性溫度的影響見表1.
由表1可見,隨著DOP用量的增加,PVC的脆性溫度開始逐漸降低而后趨于穩定,拉伸強度逐步降低而延伸率逐漸增大。
DOP是一種中等粘度的液體增塑劑,與PVC相溶性較好,其增塑PVC料具有較好的粘度穩定性。從結構上看,DOP含有苯環,在與PVC高溫下混煉時,DOP分子插人到PVC分子鏈間,DOP的醋基偶極與PVC的偶極相互作用并使DOP的苯環極化,于是DOP與PVC分子鏈很好地結合在一起。由于 DOP的非極化部分的亞甲基鏈不極化,它夾在PVC分子鏈間,增大了氯原子間的距離,削弱了PVC分子中鏈段間作用力,相當增大了PVC鏈段的長度,降低 PVC鏈段移動所需能量,即降低了PVC的玻璃化溫度,因此DOP提高PVC的耐寒性。但在DOP高用量時,DOP不能繼續增大PVC鏈段的距離而起溶劑作用,即不能降低PVC的玻璃化溫度,拉伸強度繼續下降而使PVC喪失使用性能,而且DOP從PVC中遷出量逐漸增大。
(2) DINP用量對PVC脆性溫度的影響。DINP用量對PVC脆性溫度的影響見表2.
由表2可見,DINP對PVC脆性溫度的影響規律與DOP的影響規律相似,但改善效果更明顯。DINP是一種低毒無色透明的液體增塑劑,揮發性低,遷移性小。DINP與DOP是同類增塑劑,對PVC耐寒性的影響機理是相同的。但DINP比DOP多一個亞甲基,這是導致在增塑劑用量相同情況下DINP 一PVC共混物脆性溫度低于DOP - PVC共混物的原因。而且DINP能賦以PVC制品良好的耐光、耐熱、耐老化和電絕緣性等優點,現正逐步取代 DOP 。
(3) DAP用量對PVC脆性溫度的影響。DAP用量對PVC脆性溫度的影響見表3
由表3可見,隨著DAP用量不斷地增加,PVC混煉料的脆性溫度逐漸下降,拉伸強度不斷增大,延伸率則反之。
DAP分子中不僅帶有苯環,而且有不飽和鍵,是一種具有雙鍵結構可交聯的增塑劑。它與PVC高溫混煉時打開雙鍵,能與PVC分子鏈很好交聯在一起,將柔軟的DAP分子通過化學鍵嵌在PVC的分子中,使剛性的PVC分子鏈變得柔軟,從而賦予PVC較好的低溫性能。從作用機理看,DAP是一種內增塑劑,不僅能降低PVC的脆性溫度,而且能夠提高PVC制品的拉伸強度。
2 復配增塑劑對PVC脆性溫度的影響
(1) DAP與MBS并用對PVC脆性溫度的影響。MBS是甲基丙烯酸甲AN (MMA )和苯乙烯(SM)在丁二烯一苯乙烯橡膠(SBR)或聚丁二烯(PB)上接枝聚合而成的共聚物。在高聚物分子鏈上,苯乙烯為剛性鏈段,聚丁二烯或丁苯橡膠為柔性鏈段,二者的協同效應賦予MBS分子很好的柔韌性;而且MBS樹脂具有“核一殼”兩相特殊結構,所以能在一40℃下具有良好的韌性。而且MBS能制得透明的PVC制品,還具有良好的耐紫外線性及耐無機酸、耐堿和油脂等化學藥品性,但是MBS耐候性不佳,光、熱氧穩定性較差,產量小,價格高,不利于共混物的廣泛應用。
MBS樹脂的規格型號較多,其中耐寒性較好的M51樹脂對 PVC脆性溫度的影響結果見表4
從表4可見,隨著M51樹脂的量增加,其增塑的PVC料的脆性溫度逐漸降低,降低幅度由大變小。在相同增塑劑用量時,復配增塑劑降低PVC的脆性溫度的效果優于單用DAP的效果.
MBS的溶解度參數為94 - 95, PVC的溶解度參數為95一97,兩者之間能形成良好相容性的共混體系。在該體系中,MBS相中的MS鏈段與PVC相形成相容性很好的連續相,而橡膠鏈段則分散在連續相中呈微觀上的分散相,而且PVC/MBS共混體系的分子間存在著氫鍵。據資料介紹,在MBS 低用量時,隨著MBS用量加大,分子間的氫鍵作用加強,PVC/MBS共混物不僅具有較好的低溫隨著MBS用量加大,分子間的氫鍵作用加強, PVC/MBS共混物不僅具有較好的低溫性能而且具有較好的力學性能。在MBS高用量時,PVC/MBS共混物的性能則反之。
DAP在該體系中起交聯作用。因為DAP的雙鍵在高溫混煉時打開形成的活性中心既可與PVC分子的活性中心反應又可與M51樹脂中橡膠相殘存的活性中心反應或與M51樹脂中的其他活性點反應,其結果是在PVC分子鏈段間插人柔性較大的分子鏈,增大了PVC分子鏈段間的距離,降低其熱運動所需的能量,因此PVC共混料的脆性溫度是使用復配增塑劑的效果大于單用增塑劑.
(2) DOA與DAP,M51并用對PVC脆性溫度的影響DOA(己二酸二異辛醋)是一種耐寒效果優良的脂肪酸醋增塑劑,其粘度低,增塑效率高,可賦予PVC制品如PVC膠布、耐寒農業薄膜、冷凍食品包裝膜等良好的低溫柔軟性和耐光性。但DOA揮發性大,易發生遷移,因此需與其它增塑劑并用才能體現它良好的耐寒增塑性能.在DOA,DAP,M51并用體系中DOA用量對PVC耐寒性的影響結果見表5
由表5可見,在DOA,DAP,M51復配增塑體系中,隨著DOA用量的增大,低溫脆性試驗機其增塑PVC料的脆性溫度、拉伸強度逐漸降低,延伸率不斷增大。從表4、表5還可知,在增塑劑用量相同時,DOA,DAP,M51復配增塑劑提高PVC耐寒性的效果好于DAP, M51體系。
由于DOA分子中不含苯環,插人PVC分子的空間位阻小,其增塑的PVC鏈段運動阻力較鄰苯二甲酸醋類增塑劑增塑的PVC小,同時DOA分子也能進人M51樹脂的MS鏈段,因此并用該體系增塑劑的PVC分子鏈段間的距離大、作用力小,因此DOA,DAP,M51復配增塑劑改性PVC的脆性溫度低于 DAP,M51體系改性的PVC