山东胜泰塑胶管道有限公司

资讯动态

公司新闻 行业资讯

白炭黑在PVC管道改性加工中的应用

2020-02-13 08:45:38
 摘要:通过对白炭黑(SiO:)在改性材料和PVC材料中应用技术的分析研究,针对白炭黑在PVC材料增强增韧方面的突出表现及PVC管材存在的技术性问题,提出了白炭黑改性剂运用到聚氯乙烯管材生产中的可行性,旨在实现PVC管材生产技术的突破和产品物理性能的显著提高。

      聚氯乙烯是塑料材料中应用最广泛的材料之一,聚氯乙烯管材作为通用塑料中占主导地位的管材。在经济发展和国家基础设施建设中做出了巨大贡献。广泛应用于各类给排水管道系统中。随着塑料材料技术发展和应用,PVC材料改性技术和PVC新产品层出不穷,通过添加弹性材料可以有效地提高PVC材料的拉伸性能和抗冲性能,弥补了PVC材料韧性差的缺点;通过添加填充料提高了PVC材料强度、刚性及尺寸稳定性并降低了生产成本,有效地拓展了PVC材料的应用市场。

      白炭黑成分SiO,其粒径特别细致,分散能力较差,不溶于水和酸,溶于苛性钠及氢氟酸,受高温不分解,吸水性强,性能与炭黑相似。主要用于PVC材料填充剂,能提高制品的力学性能、电绝缘性及耐磨性,增强性能仅次于炭黑。  

1 白炭黑在改性材料中的应用

    刘竟超等在研究纳米二氧化硅增强增韧环氧树脂时发现,纳米SiO 在一定用量范围内可以增强增韧环氧树脂,同时还可以提高其耐热性。E-44/纳米SiO:复合材料中,在较均匀分散的前提下.纳米SiO 与环氧树脂的最佳用量比为3/100,偶联剂与纳米SiO 的最佳用量比为5/100。王锐兰等采用纳米SiO 粒子作为种子进行聚丙烯酸酯的原位乳液聚合。并采用此种聚丙烯酸酯复合物和PVC材料共混。发现此聚合物较纯聚丙烯酸酯与PVC共混的材料有更好的增强增韧效果,且当纳米SiO:含量为1O%时,材料的力学性能最好。采用纳米级SiO 填充PVC材料,可以在材料的补强、阻隔等改性中获得良好的效果。

     叶成兵等人研究发现,TPU/PVC共混物的力学性能在共混时有协同作用,耐油、耐溶剂性均较好。从成本和实用两个方面出发,选择TPU与PVC质量比为30:70共混物的力学性能最好,在所选填料中。白炭黑的补强效果最好。曹江勇等研究发现白炭黑对CM/NBR并用胶具有较好的补强效果,其主要原因是CM中的氯原子与白炭黑表面的硅烷醇基发生作用生成Si-O-C1化学键,使交联密度增加。在对白炭黑补强增强PVC木塑材料进行研究时发现:当白炭黑用量在10份和15份时材料的拉伸强度和冲击强度最佳,拉伸强度和冲击强度较未加时分别提高35%和27%,添加了白炭黑后,木塑材料断裂伸长率显著提高,说明白炭黑起到了增强增韧的作用。杨波等研究发现,当CPE用量为6份。SiO 用量为4份时,PVC/CPE/SiO 复合体系的冲击强度达到最大值12.2 kJ/m,拉伸强度和弯曲强度下降不明显,且模量均比纯PVC高,增韧贡献率和SEM电镜照片说明CPE和白间炭黑在PVC基体中产生协同增韧的效果。   

2 纳米级白炭黑在PVC材料中的应用

     由于纳米白炭黑具有尺寸小、比表面积大且产生量子效应和表面效应等特点,国内广大研究者将纳米级材料引人到PVC增韧改性研究中,发现改性后的PVC材料同时具有优异的韧性、加工流动性、尺寸稳定性和热稳定性。近些年随着纳米粒子表面处理技术的发展,纳米粒子增韧PVC已经成为国内外研究开发的热点。其增韧机理是纳米粒子的存在产生了应力集中效应。引发周围树脂产生微开裂,吸引一定的变形功:纳米粒子在树脂中还可以起到阻止、钝化裂纹的作用,最终阻止裂纹不致发展为破坏性开裂:由于纳米粒子与基体树脂的接触面积大,材料受冲击时会产生更多的微裂纹而吸收更多的冲击能用。  

     张超灿等研究发现。随着二氧化硅用量的增加,聚氯乙烯复合材料的拉伸、冲击强度和断裂伸长率以及屈服强度均逐渐增大,当二氧化硅含量为3%时,均达到最大值。与未加二氧化硅的聚氯乙烯复合材料相比,该复合材料的拉伸强度提高了约18.8%。而冲击强度提高了116.7%,屈服强度提高了21.4%,断裂伸长率提高了69.5%。从PVC/细SiO 复合材料的SEM照片可以看出PVC材料的连续相,SiO与PVC的界面粘接较好,还可以观察到许多微孔穴和微裂纹的存在,容易吸收冲击能,从而保证SiO 对PVC材料的增强增韧的作用。

     崔文广等在对PVC/Nano-SiO 复合材料性能研究时发现,随着Nano-SiO 用量的增加复合材料的拉伸强度逐渐增大,当用量为4%时复合材料的拉伸强度达到最大值,当其用量超过4%后,复合材料的拉伸强度呈逐渐降低趋势;随着Nano-SiO:用量的增加,复合材料的冲击强度呈现先升后降趋势,当其用量为3%时,复合材料的冲击强度达到最大值,随后复合材料的冲击强度开始逐渐下降:复合材料的弯曲模量随着Nano-SiO 用量的增加呈明显增加趋势。

       田满红等 采用超声波、振磨等方法对纳米粒子进行表面处理.可以促进纳米粒子在基体中的均匀分散,大幅度提高复合材料的强度和韧性。纳米SiO 的添加量为3%时,复合材料的综合力学性能最好,其拉伸强度、冲击强度和杨氏模量均有较大的提高。振磨处理时间对纳米粒子改善复合材料性能也有影响,处理6h时改善复合材料的冲击的效果最好。

       崔文广等研究表面改性对PVC/Nano-SiO复合材料性能的影响发现,加入量小于3%时,Nano-SiO 表面改性与否对复合材料的冲击性能基本没有影响:加入量小于4%时,其表面改性与否对复合材料的拉伸强度、弯曲性能及其在PVC基体中得到分散性基本没有影响:加入量超过3%后,表面改性Nano-SiO 使复合材料具有更好的冲击性能:加入量超过4%后,表面改性Nano-SiO使复合材料具有更好的拉伸性能和弯曲性能,并且其在PVC基体中的分散性及其与PVC基体间的界面粘结性也更好。 

3 白炭黑在PVC管材生产中的应用研发

     硬质聚氯乙烯管道是一种高强度的材料。往往表现为脆性形式破坏,在优化产品性能,改善产品的积极性,开拓新应用领域的前提下,生产出一种高强度高韧性的产品一直是广大科技人员从事的重要研究课题。传统的PVC改性主要通过PVC材料与弹性体(ABS、TPu、EVA、CPE、NBR)共混,虽然增韧效果十分显著,但却牺牲了材料的刚性和拉伸强度。张维虎在进行CPE改性硬质PVC的研究中发现,PVC/CPE共混体系中,随着CPE用量的不断增加,共混体系的拉伸强度下降。而冲击强度提高。国内管道研究人员也进行了大量研究,通过添加弹性体或者弹性体和刚性粒子复合物实现对PVC管材的增韧增强,作为简单可行的获得低成本、高性能的工程材料改性途径.刚性无机粒子增强增韧聚合物的方法已引起了人们的重视,无机超细粒子与普通无机粒子相比,它们与聚合物发生物理或化学结合的可能性大,增强了粒子与聚合物基体界面的结合。提高聚合物承担载荷的能力,因而可以增强增韧聚合物.纳米粒子的出现对高性能材料、合金等的研发产生了重大影响。有关纳米粒子增韧聚氯乙烯材料的研究越来越多。

     白炭黑作为一种绿色环保、性能优越的助剂.广泛应用于天然橡胶和合成橡胶的补强改性,并且可以代替炭黑用于彩色或浅色制品中?;诎滋亢谠谙鸾翰骨糠矫娴耐怀霰硐?。国内研究人员开始进行白炭黑在塑料中应用的研究.研究发现气相白炭黑添加到聚苯乙烯薄膜中,提高了薄膜透明度、强度、韧性和抗老化性能:普通聚氯乙烯中添加气相白炭黑生产的塑钢型材硬度、光洁度和抗老化性能均大幅提高:利用气相白炭黑对普通聚丙烯进行改性.主要技术指标均达到或者超过尼龙6的性能指标,实现了聚丙烯铁道配件替代尼龙6使用,成本大幅下降.经济和社会效益显著。 

     国内对白炭黑在PVC管道改性加工方面应用的研究报道不多,本文通过分析论证,旨在论述可行性,希望在PVC管道或相关产品的研究开发方面进行探讨,促进PVC管道及相关产品的改性发展 。  

 4 结论

       通过以上的分析,白炭黑在PVC管材生产中的改性技术是可行的,后续研究重点:白炭黑规格,白炭黑表面处理技术,白炭黑的用量,白炭黑添加后生产工艺的调整及对设备的影响和白炭黑对物理性能的具体影响。

?

销售热线:134 0533 9610
销售热线:0533-2340588

一分11选5| 博胜彩票| l分快三| 河北快三app| 3d彩票网址| 福建十一选五| 全民赢彩票网| 安徽快3官网| 同城彩票网| 鼎彩彩票网| 网信快三| http://www.beroemdnaakt.net http://www.mikecnichols.com http://www.kurtcobainquotes.com