Como agente endurecedor del PVC tradicional y ampliamente utilizado, el polietileno clorado (CPE) ocupa una posición importante en el campo de la transformación del PVC debido a sus características de rendimiento únicas.

I. Características estructurales del CPE

El CPE es un tipo de material polimérico que se obtiene clorando polietileno de alta densidad (HDPE). El contenido de cloro, que suele oscilar entre 30% y 40%, es un factor clave que afecta a las propiedades del CPE.

II. Principio de endurecimiento del CPE para PVC

A. Elasticidad y absorción de energía del caucho

El CPE tiene una elasticidad similar a la del caucho. Cuando se añade al PVC, forma una fase dispersa en la matriz de PVC. Cuando se somete a un impacto externo, la región de la fase de caucho del CPE puede sufrir una deformación elástica y absorber una gran cantidad de energía. Al mismo tiempo, las partículas de la fase de caucho pueden actuar como puntos de concentración de tensiones, provocando la formación de vetas de plata y bandas de cizallamiento en la matriz de PVC circundante. El desarrollo y la interacción de las vetas de plata y las bandas de cizallamiento consumen energía e impiden la rápida propagación de las grietas, mejorando así la tenacidad del PVC.

B. Compatibilidad e interacción interfacial

El CPE tiene un cierto grado de compatibilidad con el PVC, lo que permite la formación de una buena unión interfacial entre ambos. Esta fuerza de unión interfacial ayuda a transferir eficazmente la tensión entre la fase de caucho del CPE y la matriz de PVC, dando pleno juego al efecto endurecedor. Una interacción interfacial adecuada no sólo garantiza la dispersión uniforme del CPE en el PVC, sino que también permite que ambos resistan conjuntamente las fuerzas externas, mejorando el rendimiento global del material.

III. Escenarios de aplicación del CPE en productos de PVC

A. Perfiles de puertas y ventanas

Este es uno de los campos más utilizados del CPE - PVC endurecido. El efecto endurecedor del CPE hace que los perfiles sean menos propensos a romperse cuando se someten a impactos externos, lo que mejora la seguridad y la durabilidad de puertas y ventanas. También mantiene la estabilidad del color y el rendimiento, y es menos propenso a problemas como el envejecimiento y la decoloración.

B. Accesorios de tubería

En la producción de accesorios de tuberías de PVC, el CPE se utiliza habitualmente en la fabricación de tubos de drenaje, revestimientos de alambres y cables, etc. En el caso de los tubos de drenaje, es necesario que tengan un cierto grado de tenacidad para adaptarse a diferentes entornos de instalación y resistir posibles impactos externos. En los revestimientos de alambres y cables, el CPE no sólo proporciona un efecto endurecedor, sino que también mejora el rendimiento ignífugo de los tubos, garantizando el uso seguro de alambres y cables.

C. Piedra - Placas de plástico

Las planchas de piedra - plástico se utilizan a menudo en campos como la decoración de edificios y la producción publicitaria. Tienen elevados requisitos de dureza y rigidez, pero también necesitan un cierto grado de tenacidad para evitar la fragilidad y el agrietamiento. Tras añadir una cantidad adecuada de agente endurecedor CPE, la resistencia al impacto de las láminas de piedra y plástico mejora significativamente.

IV. Limitaciones del agente endurecedor CPE en la producción de PVC

A. Coste elevado

Para conseguir un efecto endurecedor ideal, puede ser necesaria una cantidad de adición relativamente alta, lo que aumenta el coste global de la materia prima.

B. Reducción de la resistencia a la tracción

La resistencia del CPE es inferior a la del PVC. Tras la adición, diluirá la resistencia de la matriz de PVC, lo que provocará una disminución de la resistencia a la tracción. En los productos de PVC con elevados requisitos de resistencia a la tracción, como los componentes estructurales de los edificios y las tuberías industriales que soportan cargas, una adición excesiva de CPE hará que los productos tengan dificultades para soportar la tensión de tracción y sean propensos a romperse durante su uso.

C. Problema del envejecimiento

El CPE es propenso al envejecimiento. A altas temperaturas, la cadena molecular del CPE se degrada, debilitando el efecto endurecedor. Bajo la irradiación ultravioleta, el CPE experimenta una reacción de foto-oxidación, provocando que la superficie de los productos de PVC se decolore, se pulverice y se agriete, reduciendo la tenacidad y las propiedades mecánicas. Por ejemplo, las vallas publicitarias exteriores de PVC, debido a la exposición a la luz solar, el envejecimiento del CPE las hace quebradizas y propensas a agrietarse.

D. Pérdida del efecto endurecedor a bajas temperaturas

La temperatura de transición vítrea del CPE es de - 25℃, y perderá su efecto endurecedor a bajas temperaturas.

E. Requisitos estrictos de temperatura para el procesado

El procesamiento del CPE tiene requisitos estrictos de temperatura. Si la temperatura es demasiado alta, el CPE se descompone, liberando cloruro de hidrógeno gaseoso, que corroe el equipo y afecta al rendimiento del producto. Si la temperatura es demasiado baja, la compatibilidad entre el CPE y el PVC es escasa, lo que provoca una dispersión desigual y defectos en el producto, como superficies rugosas y estructuras internas desiguales.