ACR加工助劑是由甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)經(jīng)種子乳液聚合得到的一種熱塑型接枝聚合物,兼具有抗沖擊改性和加工改性雙重功能的塑料助劑,主要用于硬、半硬聚氯乙烯制品中,特別是化學(xué)建材,如異型材、管材管件、板材、發(fā)泡材料等。
它不僅能提髙PVC制品的抗沖擊性能,而且可以明顯地改善樹脂的熔體流動性、熱變形性、耐候性及制品表面的光澤等,顯示出優(yōu)異的綜合性能。另外,ACR加工助劑抗沖改性劑在聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)等工程塑料及其共混合金中也可應(yīng)用,是目前上主要的PVC抗沖擊改性劑之一。
近年來,隨著聚氯乙烯尤其是聚氯乙烯硬制品加工消費的快速增長,ACR加工助劑的需求增長迅速,發(fā)展前景廣闊。
ACR加工助劑的分類
ACR加工助劑是以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯經(jīng)種子乳液聚合得到的一種熱塑型接枝聚合物,可分為加工改性劑和抗沖改件劑兩大類。以改善塑料沖擊性能為目的而使用的助劑稱為抗沖改性劑。抗沖型ACR通常是由甲基丙烯酸甲酯(MMA)接技聚合于烷基丙稀酸酯彈性體而制得,具有“核-殼”結(jié)構(gòu)。其“核”是一類低度交聯(lián)的丙烯酸類橡膠聚合物,“殼”是與PVC相容性好的甲基丙烯酸甲酯接技聚合物。加工型ACR以改善PVC的加工性能為主要目的,它通常是由甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸酯類及丙烯酸酯類接技共聚生成。加入ACR加工改性劑后,可以明顯改善PVC樹脂的熔體流動性、熱變形性及制品表面光澤等特性
ACR加工助劑在PVC加工中的應(yīng)用
1,促進PVC的熔融
一般用于由懸浮聚合和本體聚合生產(chǎn)的PVC,顆粒狀直徑為lOOpm左右,顆粒中的初級粒子大小約為ljun。為了使PVC加工成有用的熔融狀態(tài),需要加熱和增加剪切力,以使PVC顆粒分散為初級粒子,并通過初級粒子界于分子間的相互擴散形成熔體,但是粒狀PVC對熱量和剪切力的傳遞不佳,使得形成的熔融體不均勻,有的部分已經(jīng)全部熔化,而另一部分還可能保持顆粒狀態(tài)。
ACR加工助劑通過增加熱量和剪切力的傳遞促進PVC熔融,因加工助劑與PVC具有混熔性和較高的分子量,其顆粒在PVC體系中增加摩擦力,使熔融過程加速,并使熔融體更加均一,使模制品等缺陷減少,表面狀態(tài)和外觀得以改善,PVC制品的物理機械性能得到提高。
2,改進炫融流變性
PVC熔融體系為粘彈性流體,既有粘性,阻滯溶融體流動;又有彈性,變形后傾向回復(fù)初始狀態(tài)。這兩種性能皆在很大程度上依賴于PVC體系聚合物分子的纏結(jié)狀態(tài)。ACR加工助劑分子插入PVC分子鏈之間,起著“纏結(jié)”和“交聯(lián)”作用。因此,可以明顯增加PVC熔融體的粘性和彈性。
3,改進潤滑性能
許多聚合物因其本身化學(xué)性質(zhì)決定在加工過程中易于粘結(jié)到熱的金屬表面,添加潤滑劑可以減少或避免此類問題。目前己經(jīng)有很多常規(guī)潤滑劑可以使用。但ACR不僅能促進PVC加工改性,而且有促進外部潤滑的作用,使用有潤滑作用的ACR對PVC的透明性并無影響,也不會產(chǎn)生加工后的遷移。此外,對PVC熔融性的影響也不會超過常規(guī)潤滑劑所產(chǎn)生的影響。
4,抗沖擊性能
ACR抗沖擊改性劑是MMA、丙烯酸低烷酯某些交聯(lián)單體多層共聚而成的核-殼結(jié)構(gòu)共聚物。其核為輕度交聯(lián)的丙烯酸酯橡膠成分,在PVC制品中起應(yīng)力集中點的作用,通過誘發(fā)大量銀紋形成,使剪切帶吸收沖擊能,從而提高沖擊強度;其殼為接枝在橡膠核上的以PMMA為主體的塑料成分,與PVC樹脂具有很好的相容性,能夠促進改性劑的基礎(chǔ)樹脂中的均勻分散,并提高橡膠微粒與PVC樹脂的粘接性。核-殼結(jié)構(gòu)的突出特征是橡膠微粒的尺寸在制備時已經(jīng)確定,而且在加工中固定在一定位置上,并保持其形狀,抗沖擊效果非常突出。
與其它類型的抗沖擊改性劑相比,ACR抗沖擊改性劑具有如下應(yīng)用特點:(1)易分散,加工適應(yīng)性強;(2)抗沖擊效率高,不降低制品的維卡溫度;(3)不含飽和和雙鍵基團,耐侯性優(yōu)異,適用于門窗型材以及管材等戶外應(yīng)用的制品;(4)兼有一定的加工改性作用,改善制品的加工性能。