Комплексный анализ традиционного упрочнителя ПВХ: хлорированного полиэтилена (ХПЭ).

Хлорированный полиэтилен (ХПЭ) как традиционное и широко используемое средство для повышения ударной прочности ПВХ занимает важное место в области переработки ПВХ благодаря своим уникальным эксплуатационным характеристикам.

I. Структурные особенности CPE

CPE – это разновидность полимерного материала, получаемого хлорированием полиэтилена высокой плотности (HDPE). Содержание хлора, которое обычно колеблется от 30% до 40%, является ключевым фактором, влияющим на свойства CPE.

II. Принцип ужесточения CPE для ПВХ

А. Эластичность резины и поглощение энергии

CPE обладает резиноподобной эластичностью. При добавлении в ПВХ он образует дисперсную фазу в матрице ПВХ. Под воздействием внешнего воздействия каучуковая фазовая область ХПЭ может подвергаться упругой деформации и поглощать большое количество энергии. В то же время частицы каучуковой фазы могут действовать как точки концентрации напряжений, вызывая образование серебряных полос и полос сдвига в окружающей матрице ПВХ. Образование и взаимодействие серебряных полос и полос сдвига потребляют энергию и предотвращают быстрое распространение трещин, тем самым улучшая ударную вязкость ПВХ.

Б. Совместимость и межфазное взаимодействие

CPE имеет определенную степень совместимости с ПВХ, что позволяет образовывать между ними хорошую межфазную связь. Эта сила межфазного сцепления помогает эффективно передавать напряжение между фазой каучука CPE и матрицей ПВХ, обеспечивая полный эффект упрочнения. Соответствующее межфазное взаимодействие не только обеспечивает равномерное распределение CPE в ПВХ, но также позволяет им совместно противостоять внешним воздействиям, улучшая общие характеристики материала.

III. Сценарии применения CPE в изделиях из ПВХ

А. Дверные и оконные профили

Это одно из наиболее широко используемых направлений CPE – упрочненного ПВХ. Упрочняющий эффект CPE снижает вероятность разрушения профилей при внешнем воздействии, повышая безопасность и долговечность дверей и окон. Он также сохраняет стабильность цвета и производительности и менее подвержен таким проблемам, как старение и выцветание.

Б. Трубопроводная арматура

При производстве фитингов из ПВХ CPE обычно используется при производстве дренажных труб, оболочек проводов и кабелей и т. д. Для дренажных труб трубы должны иметь определенную степень прочности, чтобы адаптироваться к различным условиям установки и противостоять возможным внешним воздействиям. В оболочках проводов и кабелей CPE не только обеспечивает эффект упрочнения, но также повышает огнезащитные характеристики труб, обеспечивая безопасное использование проводов и кабелей.

C. Камень – пластиковые листы

Камень – пластиковые листы часто используются в таких областях, как отделка зданий и производство рекламы. К ним предъявляются высокие требования к твердости и жесткости, но они также должны иметь определенную степень прочности, чтобы предотвратить хрупкость и растрескивание. После добавления соответствующего количества упрочнителя CPE ударная вязкость листов из камня и пластика значительно улучшается.

IV. Ограничения применения упрочнителя CPE при производстве ПВХ

А. Высокая стоимость

Для достижения идеального эффекта упрочнения может потребоваться относительно большое количество добавок, что увеличивает общую стоимость сырья.

Б. Снижение прочности на растяжение

Прочность самого CPE уступает прочности ПВХ. После добавления он снижает прочность матрицы ПВХ, что приводит к снижению прочности на разрыв. В изделиях из ПВХ с высокими требованиями к прочности на растяжение, таких как элементы строительных конструкций и промышленные несущие трубы, чрезмерное добавление CPE сделает изделия трудными для выдерживания растягивающих напряжений и склонными к поломкам во время использования.

C. Проблема старения

CPE склонен к старению. При высоких температурах молекулярная цепь CPE разрушается, ослабляя эффект упрочнения. Под воздействием ультрафиолетового облучения CPE подвергается реакции фотоокисления, в результате чего поверхность изделий из ПВХ обесцвечивается, покрывается порошком и трескается, что снижает прочность и механические свойства. Например, наружные рекламные щиты из ПВХ из-за воздействия солнечного света старение CPE делает их хрупкими и склонными к растрескиванию.

D. Потеря эффекта упрочнения при низких температурах.

Температура стеклования CPE составляет – 25 ℃, и он теряет эффект упрочнения при низких температурах.

E. Строгие температурные требования для обработки

Обработка CPE имеет строгие температурные требования. Если температура слишком высока, CPE разлагается, выделяя газообразный хлористый водород, который разъедает оборудование и влияет на производительность продукта. Если температура слишком низкая, совместимость между CPE и ПВХ будет плохой, что приведет к неравномерному диспергированию и дефектам продукта, таким как шероховатая поверхность и неровная внутренняя структура.