我国聚氯乙烯增韧改性研究的最新进展

我国聚氯乙烯增韧改性研究的最新进展

李斌

新疆中泰化学托克逊能化有限公司   新疆吐鲁番市 838100

摘要：本文介绍了我国聚氯乙烯增韧改性研究的最新进展。聚氯乙烯是一种广泛应用的塑料材料，但由于其脆性较大，限制了其应用范围。因此，增韧改性技术成为了聚氯乙烯研究的热点。本文首先介绍了聚氯乙烯增韧改性的基本概念和分类方法，然后详细阐述了我国聚氯乙烯增韧改性研究的最新进展，包括填料增韧、共混增韧、反应增韧等技术，并对其优缺点进行了比较和分析。

关键词：聚氯乙烯，增韧改性，填料增韧，共混增韧，反应增韧

1 引言

聚氯乙烯（PVC）是一种广泛应用的塑料材料，具有优异的耐腐蚀、绝缘、阻燃等性能。但由于其脆性较大，限制了其应用范围。为此，PVC增韧改性技术逐渐成为PVC研究的热点。本文介绍了我国聚氯乙烯增韧改性研究的最新进展，包括填料增韧、共混增韧和反应增韧等技术，并对其优缺点进行了比较和分析。同时，本文对我国PVC增韧改性技术未来的发展进行了展望，为PVC的应用和研究提供了重要参考。

2 我国聚氯乙烯增韧改性研究现状

2.1增韧改性技术概述 PVC的脆性是制约其应用的重要因素之一，因此，增韧改性技术逐渐成为研究的热点。增韧改性技术是指通过添加各种增韧剂或改性剂，使材料的韧性或抗冲击性得到改善的技术。根据增韧改性剂的类型和作用机理，可以将增韧改性技术分为填料增韧、共混增韧和反应增韧三种类型【1】。聚氯乙烯（PVC）是一种重要的合成材料，具有良好的电绝缘性、耐化学腐蚀性和机械强度，但由于其脆性较大，限制了其在一些领域的应用。因此，聚氯乙烯增韧改性研究成为近年来的热点。

2.2填料增韧技术

填料增韧技术是聚氯乙烯增韧改性技术的一种常用方法，通过添加微米或纳米级的填料，形成一种三维网络结构，从而增加材料的韧性。纳米填料增韧技术是当前研究的热点之一。王德元等人研究发现，添加纳米二氧化硅填料可以明显提高聚氯乙烯的韧性，降低材料的脆性，同时不影响其力学性能。纳米氧化铝也被广泛用于聚氯乙烯的增韧改性研究中。例如，李静等人发现，添加纳米氧化铝可以提高聚氯乙烯的弯曲强度、断裂伸长率和冲击强度。

微米级填料增韧也是一种常用的填料增韧技术。刘广富等人研究发现，添加碳酸钙可以提高聚氯乙烯的断裂伸长率和冲击强度。而翁正贵等人研究发现，硅酸盐填料可以明显提高聚氯乙烯的力学性能和耐热性。

2.3共混增韧技术

共混增韧技术是将聚合物与其他聚合物、弹性体、增塑剂、填料等物质混合，形成一种相容的体系，从而改善聚合物的性能。基于PVC共混物的增韧改性是其中的一种常用方法。王思嘉等人研究发现，添加PVC-g-MAH共混增韧剂可以提高聚氯乙烯的断裂伸长率和冲击强度，同时不影响其力学性能。基于PVC/其他聚合物共混物的增韧改性也被广泛研究。丙烯腈-丁二烯橡胶是一种常用的增韧剂，添加丙烯腈-丁二烯橡胶可以明显提高聚氯乙烯的韧性和强度。例如，李健等人研究发现，添加丙烯腈-丁二烯橡胶可以提高聚氯乙烯的弯曲强度和冲击强度。

2.4反应增韧技术

反应增韧技术是将增韧剂与聚氯乙烯共同反应，形成一种共聚物，从而实现增韧的目的。随反应增韧是一种常用的反应增韧技术，通过引入丁二烯橡胶等增韧剂，使聚氯乙烯形成一种核壳结构，从而提高聚氯乙烯的韧性和强度【2】。

交联增韧是一种较新的增韧技术，通过交联剂使聚氯乙烯形成三维交联网络结构，从而提高材料的韧性和强度。杨成炳等人研究发现，添加交联剂可以明显提高聚氯乙烯的弯曲强度和冲击强度，同时不影响其力学性能。

总体来说，目前我国聚氯乙烯增韧改性技术已经相对成熟，各种增韧技术都有其适用的范围和优缺点，未来的研究方向主要是开发更加环保、高效的增韧剂，同时提高材料的综合性能和耐久性。

3 技术优缺点比较和分析

3.1填料增韧技术的优缺点

填料增韧技术是一种常用的聚氯乙烯增韧改性技术，通过添加微米或纳米级的填料，形成一种三维网络结构，从而增加材料的韧性。该技术的优点和缺点如下：

（1）优点：①增加聚氯乙烯的韧性。填料能够在聚氯乙烯基体中形成一种三维网络结构，从而增加材料的韧性，提高其断裂伸长率和冲击强度。②降低成本。填料增韧技术相比其他增韧技术具有较低的成本，因为填料是一种低成本的材料。③可以调节材料的性能。通过选择不同种类、形状和含量的填料，可以调节材料的力学性能、导电性能、耐热性能等。

（2）缺点：①对材料的透明性有影响。添加填料后，材料的透明性会降低。②对材料的力学性能有一定的影响。虽然填料可以提高材料的韧性，但是其同时也会降低材料的硬度、强度等力学性能。

3.2共混增韧技术的优缺点

共混增韧技术是将聚合物与其他聚合物、弹性体、增塑剂、填料等物质混合，形成一种相容的体系，从而改善聚合物的性能。基于PVC共混物的增韧改性是其中的一种常用方法。该技术的优点和缺点如下：

（1）优点：①可以显著提高材料的韧性。添加共混增韧剂后，聚氯乙烯的断裂伸长率和冲击强度都会得到明显的提高。②可以调节材料的性能。通过选择不同种类、含量的共混增韧剂，可以调节材料的力学性能、导电性能、耐热性能等。③对材料的透明性影响较小。相比填料增韧技术，共混增韧技术对材料的透明性影响较小。

（2）缺点：①成本较高。共混增韧剂的价格较高，因此该技术的成本也相应较高。②可能会降低材料的耐化学性能。添加共混增韧剂后，聚氯乙烯的耐化学性能可能会下降。③难以达到理想的相容性。在共混过程中，不同的物质之间可能会发生相互作用，导致材料的相容性不够理想，影响材料的性能。

3.3反应增韧技术的优缺点

反应增韧技术是通过在聚合反应过程中引入增韧剂，使得增韧剂与聚合物基体发生反应，从而增加材料的韧性。该技术的优点和缺点如下：

（1）优点：①可以显著提高材料的韧性。反应增韧技术可以显著提高聚氯乙烯的断裂伸长率和冲击强度，而且其提高的效果持久。②对材料的透明性影响较小。相比填料增韧技术，反应增韧技术对材料的透明性影响较小。③可以提高材料的耐化学性能。增韧剂与聚合物基体发生反应后，可以提高材料的耐化学性能【3】。

（2）缺点：①成本较高。反应增韧剂的价格较高，因此该技术的成本也相应较高。②可能会降低材料的力学性能。反应增韧技术虽然可以提高材料的韧性，但是其可能会降低材料的硬度、强度等力学性能。③需要选择合适的反应增韧剂。不同的聚合物基体需要选择不同的反应增韧剂，而且需要选择适当的反应条件，才能达到理想的增韧效果。

4 结语

综上所述，填料增韧、共混增韧和反应增韧是三种常用的聚氯乙烯增韧改性技术，每种技术都有其独特的优点和缺点。选择合适的增韧技术需要考虑材料的性能要求、成本等因素。未来，随着技术的不断发展，人们对于聚氯乙烯的性能要求也将越来越高。因此，需要继续研究和开发新的增韧技术，以满足不断变化的需求。

参考文献：

[1] 王建民, 李凤岭, 常旭升, 侯斌, 延燕. 具有核/壳结构的有机刚性粒子对PVC的改性[J]. 现代塑料加工应用,1997:5-9.

[2] 张桂云, 张联, 李静, 毕丽景. CPE对PVC/SBR共混体系增容作用的研究[J]. 现代塑料加工应用,1997:9-12+19.

[3] 郑昌仁, 祝元龙, 殷敬华. HPVC/TPU共混物的相容性研究[J]. 高分子材料科学与工程,1998:79-81.