Recherche comparative sur le modificateur d'impact acrylique ADX-600, le CPE et le MBS dans le système PVC

Résumé:L'ADX-600 est une résine de modification d'impact acrylique noyau-enveloppe (AIM) fabriquée par polymérisation en émulsion par notre société.Le produit peut servir de modificateur d'impact pour le PVC.L'ADX-600 AIM peut remplacer le CPE et le MBS en fonction de la comparaison de divers paramètres de performance entre l'AIM et différents modificateurs d'impact en PVC.Les produits en PVC résultants présentent d'excellentes propriétés mécaniques, des performances de traitement et une performance plus rentable.
Mot-clé:AIM, CPE, MBS, modificateur d'impact, propriétés mécaniques

Introduction

Le PVC sert de plastique universel avec le plus grand rendement et le large champ d'application dans le monde.Il a été largement utilisé dans des aspects tels que les matériaux de construction, les produits industriels, les tuyaux utilisés quotidiennement, les matériaux d'étanchéité, les fibres, etc. Le PVC présente de nombreuses excellentes propriétés pour une large application dans les secteurs industriels et civils.Cependant, la résine PVC appartient aux matériaux fragiles.Sa phase vitreuse continue ne peut empêcher l'expansion drastique des fissures sous contrainte et forme finalement des interstices et une rupture fissurée.Par conséquent, un tel type de matériau présente une faible résistance aux chocs.Cependant, cet inconvénient peut être surmonté par l'ajout d'un modificateur d'impact dans les matériaux en PVC au cours de leur processus de fabrication et de moulage.

Les bons modificateurs d'impact doivent être caractérisés par les excellentes propriétés suivantes :
(1) Une température de vitrification Tg relativement basse ;
(2) La compatibilité du modificateur d'impact lui-même avec la résine PVC ;
(3) Correspondance de viscosité des modificateurs d'impact avec le PVC ;
(4) Aucun effet indésirable évident sur les propriétés apparentes et les propriétés physiques et mécaniques du PVC ;
(5) Une bonne résistance aux intempéries et une bonne propriété de gonflement.

Les modificateurs d'impact courants pour le PVC dur couvrent principalement le polyéthylène chloré (CPE), l'acrylate (ACR), le copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA), le copolymère greffé ternaire méthacrylate de méthyle-butadiène-styrène (MBS) et le copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS ).Parmi eux, le modificateur d'impact en polyéthylène chloré a été largement appliqué en Chine et l'acrylate est également de plus en plus adopté en raison de ses excellentes propriétés.Il est devenu une préoccupation générale d'améliorer la résistance aux chocs et de faciliter l'extrusion du plastique.
Notre produit AIM ADX-600 peut remplacer CPE et MBS.Il peut améliorer considérablement la fluidité et la déformation thermique du PVC fondu et ainsi faciliter la plastification du PVC.Les produits résultants présentent une résistance élevée aux chocs et une bonne résistance aux intempéries, stabilité et propriété de traitement avec une surface lisse, belle et très brillante.Ensuite, nous avons analysé ACR, CPE et MBS dans les aspects suivants.

I. Mécanisme de durcissement par les modificateurs d'impact en PVC

Le polyéthylène chloré (CPE) sert de molécules linéaires dispersées dans une matrice de PVC sous forme de réseau.Le principe de la résistance aux chocs est de former un réseau élastique dans un matériau à matrice PVC afin de résister aux chocs extérieurs.Un tel réseau est susceptible de se déformer sous l'effort de traction.Cela déclenchera le glissement de cisaillement du mélange à un angle de 30° à 45° par rapport à la direction de traction, formant ainsi une bande de cisaillement, absorbant une grande quantité d'énergie de déformation et améliorant la ténacité du système de mélange.Les changements de rendement de contrainte du matériau sous une force externe sont illustrés dans les figures suivantes.

p1

L'ACR et le MBS appartiennent à une sorte de modificateur d'impact copolymère "core-shell".Son noyau sert d'élastomère à faible réticulation, qui joue un rôle principal dans l'amélioration de la ténacité et la résistance aux chocs.Sa coque sert de polymère de haut poids moléculaire avec une température de vitrification plus élevée, qui joue un rôle principal dans la protection du noyau en caoutchouc et l'amélioration de la compatibilité avec le PVC.Ce type de particules de modificateur est facile à séparer et peut être uniformément dispersé dans une matrice de PVC de manière à former une structure "île de mer".Lorsque le matériau est soumis à un impact externe, les particules de caoutchouc à faible module sont sujettes à la déformation.En même temps, le décollement et la cavité se forment lorsque le matériau est entraîné par la déformation du PVC avec un module élevé.Si ces trous sont formés suffisamment près, la couche de matrice entre les particules de caoutchouc peut céder et améliorer la ténacité du matériau.Le principe de résistance aux chocs est illustré dans la figure ci-dessous.

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CPE, ACR et MBS présentent une sensibilité différente à la résistance à l'usinage en raison de leurs différents mécanismes de trempe.Pendant le traitement, les particules d'ACR et de MBS sont réparties dans la matrice de PVC par cisaillement, formant une structure «île de mer» et améliorant ainsi la ténacité du matériau.Même si la force de traitement augmente encore, cette structure ne sera pas facilement compromise.Le meilleur effet de durcissement ne peut être atteint que lorsque le modificateur CPE et le PVC sont mélangés dans une structure de réseau qui enveloppe les particules primaires de PVC.Cependant, cette structure de réseau peut être facilement compromise en raison de changements d'intensité de traitement.Par conséquent, il est sensible à l'intensité de traitement et s'applique à une plage de traitement étroite.

II.Comparaison de diverses propriétés entre ADX-600 AIM et différents modificateurs d'impact en PVC

1. Formule d'essai des matériaux de base

Nom Stabilisateur de chaleur organo-étain (HTM2010) Stéarate de calcium Le dioxyde de titane PE-6A 312 Carbonate de calcium PVC-1000
Posologie/g 2.0 0,7 4.0 0,6 0,2 5.0 100,0

2. Propriété d'impact

Articles Exemples de noms Normes de test Unités Quantité d'additif(phr)
3 4 5 6 7 8
Impact de la poutre en porte-à-faux entaillée ADX-600 ASTM D256 KJ/m2 5.44 18h30 7,78 8.72 9,92 12.02
ACR de pays étrangers KJ/m2 4.62 5.01 7.68 8.51 9.63 11.85
MBS KJ/m2 5.32 5.39 7.52 8.68 9,78 11,99
CPE KJ/m2 3.54 4.25 5.39 6.32 7.01 8.52
Impact de la poutre en porte-à-faux sans encoche ADX-600 J/mois 57.03 63,87 72,79 88.23 100.09 121.32
ACR de pays étrangers J/mois 46.31 50,65 72,55 85,87 97,92 119.25
MBS J/mois 53.01 62.07 71.09 87,84 99,86 120,89
CPE J/mois 21.08 37.21 47,59 59.24 70.32 82.21

3. Propriétés d'étirement/flexion (toutes les quantités d'additifs sont de 6phr)

Articles Normes de test Unités Indicateurs techniques (ADX-600) Indicateurs techniques (ACR de pays étrangers) Indicateurs techniques (MBS) Indicateurs techniques (CPE)
Module d'élasticité en traction ASTM D638 MPa 2546.38 2565.35 2500.31 2687.21
Rendement d'allongement à la traction ASTM D638 % 28.38 27,98 26,84 17.69
Résistance à la traction ASTM D638 MPa 43,83 43,62 40,89 49,89
Module de flexion ASTM D790 MPa 2561.11 2509.30 2528.69 2678.29
Résistance à la flexion ASTM D790 MPa 67,39 65.03 66,20 69.27

Une analyse: D'après les données ci-dessus sur les propriétés mécaniques :
① Aux mêmes doses, les performances de notre produit ADX-600 sont meilleures que celles des produits MBS et ACR des pays étrangers.Notre produit peut les remplacer en quantité égale.
② Aux mêmes doses, les performances de notre produit ADX-600 sont bien supérieures à celles du CPE.Sur la base de plusieurs tests, il a été vérifié que 3 doses d'ADX-600 plus 3 doses de CPE peuvent remplacer l'utilisation de 9 doses de CPE.Les propriétés mécaniques spécifiques sont présentées comme suit.

Articles Normes de test Unités Indicateurs techniques (ADX-600/3phr+CPE/3phr) Indicateurs techniques (CPE/9phr)
Impact de la poutre en porte-à-faux entaillée ASTM D256 KJ/m2 9,92 9,86
Impact de la poutre en porte-à-faux sans encoche ASTM D256 J/mois 97,32 96,98
Module d'élasticité en traction ASTM D638 MPa 2250.96 2230.14
Rendement d'allongement à la traction ASTM D638 % 101.25 100.24
Résistance à la traction ASTM D638 MPa 34,87 34.25
Module de flexion ASTM D790 MPa 2203.54 2200.01
Résistance à la flexion ASTM D790 MPa 60,96 60.05

4. Actions de traitement
Le schéma ci-dessous montre la courbe rhéologique.Ligne rouge : ADX-600/3 phr+CPE/3 phr ;ligne bleue : CPE/9phr

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Les couples d'équilibre des deux sont fondamentalement les mêmes, et la plastification du matériau modifié par ADX-600/3PHr +CPE/3PHR est légèrement plus lente mais sous contrôle selon la figure.Par conséquent, en termes de traitement, 3 doses d'ADX-600 plus 3 doses de CPE peuvent remplacer l'utilisation de 9 doses de CPE.

III.conclusion

Grâce à la comparaison entre l'ADX-600 AIM et le CPE et MBS dans les propriétés mécaniques et les comportements de traitement, la conclusion suivante a été tirée sur une analyse objective que 3 doses d'ADX-600 plus 3 doses de CPE peuvent remplacer l'utilisation de 9 doses de CPE .L'ADX-600 AIM présente de meilleures performances globales, dont les produits résultants présentent de meilleures performances et des performances plus rentables.
L'ADC-600 AIM appartient à un copolymère d'acrylate à structure noyau-enveloppe.L'ACR présente une meilleure résistance aux intempéries, une meilleure stabilité à la chaleur et un meilleur rapport performance-prix que le MBS car le premier ne contient pas de double liaison.En outre, ACR présente également les avantages d'une large gamme de traitement, d'une vitesse d'extrusion rapide, d'un contrôle facile, etc. Il est principalement appliqué dans les produits en PVC dur et semi-dur, en particulier pour les matériaux de construction chimiques et les produits d'extérieur, tels que les profilés, les tuyaux, raccords de tuyauterie, panneaux, matériaux moussants, etc. Il sert en quelque sorte de modificateur d'impact avec un dosage important à l'heure actuelle et un énorme potentiel de développement à l'avenir.


Heure de publication : 20 juin 2022