抽象的：ADX-600是我公司通過乳液聚合生產的核殼型丙烯酸抗衝改性樹脂（AIM）。該產品可作為PVC的抗衝改性劑。根據AIM與不同PVC抗衝改性劑的各項性能參數比較，ADX-600 AIM可替代CPE和MBS。所得PVC產品表現出優異的機械性能、加工性能和更高的成本效益性能。
關鍵詞：AIM、CPE、MBS、抗衝改性劑、機械性能
介紹
PVC是世界上產量最大、應用範圍最廣的通用塑料。它已廣泛應用於建築材料、工業產品、日用管道、密封材料、纖維等方面。PVC顯示出許多優異的性能，在工業和民用領域都有廣泛的應用。但是，PVC樹脂屬於脆性材料。其連續的玻璃相不能阻止裂紋在應力作用下急劇擴大，最終形成縫隙和裂紋破裂。因此，這種材料的抗衝擊性較差。然而，這一缺點可以通過在 PVC 材料的製造和成型過程中添加抗衝改性劑來克服。
良好的抗衝改性劑應具有以下優異性能：
(1)玻璃化溫度Tg相對較低；
(2)抗衝改性劑本身與PVC樹脂的相容性；
(3)抗衝改性劑與PVC的粘度匹配；
(4)對PVC的表觀性能和物理力學性能無明顯不利影響；
(5) 良好的耐候性和模脹性。
硬質PVC常用的抗衝改性劑主要有氯化聚乙烯（CPE）、丙烯酸酯（ACR）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物（MBS）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） ）。其中，氯化聚乙烯抗衝改性劑在國內得到了廣泛應用，丙烯酸酯也因其優異的性能而被越來越多地採用。如何提高抗衝擊性和促進塑料的擠出成為人們普遍關心的問題。
我們的 AIM 產品 ADX-600 可以替代 CPE 和 MBS。能顯著改善PVC熔體的流動性和熱變形，從而有利於PVC塑化。所得產品具有高衝擊強度和良好的耐候性、穩定性和加工性能，表面光滑、美觀、光澤度高。接下來，我們從以下幾個方面分析了ACR、CPE和MBS。
一、PVC抗衝改性劑的增韌機理
氯化聚乙烯 (CPE) 作為線性分子以網絡形式分散在 PVC 基體中。抗衝擊的原理是在PVC基體材料中形成彈性網絡，從而抵抗外界的衝擊。這樣的網絡在拉力作用下容易變形。這將觸發共混物在與拉伸方向成30°～45°角的剪切滑移，從而形成剪切帶，吸收大量變形能，增強共混體系的韌性。材料在外力作用下的應力屈服變化如下圖所示。
ACR和MBS屬於一種“核殼型”共聚物抗衝改性劑。其核心是一種低交聯彈性體，在增強韌性和抗衝擊性方面起主要作用。其外殼為高分子聚合物，具有較高的玻璃化溫度，對保護膠芯和提高與PVC的相容性起主要作用。這種改性劑顆粒易於分離，能均勻分散在PVC基體中，形成“海島”結構。當材料受到外部衝擊時，低模量的橡膠顆粒容易發生變形。同時由於高模量的PVC變形驅動材料產生脫粘和空腔。如果這些孔形成得足夠近，橡膠顆粒之間的基質層可以屈服並增強材料的韌性。抗衝擊原理如下圖所示。
CPE、ACR 和 MBS 由於其不同的增韌機製而對加工強度表現出不同的敏感性。在加工過程中，ACR和MBS顆粒通過剪切作用分佈在PVC基體中，形成“海島”結構，從而增強材料的韌性。即使加工強度進一步提高，這種結構也不會輕易受到損害。只有將 CPE 改性劑和 PVC 混合成網狀結構，將初級 PVC 顆粒包裹起來，才能達到最佳增韌效果。然而，由於處理強度的變化，這種網絡結構很容易受到損害。因此，它對加工強度敏感，適用於較窄的加工範圍。
二、ADX-600 AIM與不同PVC抗衝改性劑的各項性能比較
1.基材測試公式
| 姓名 | 有機錫熱穩定劑 (HTM2010) | 硬脂酸鈣 | 二氧化鈦 | PE-6A | 312 | 碳酸鈣 | PVC-1000 |
| 用量/克 | 2.0 | 0.7 | 4.0 | 0.6 | 0.2 | 5.0 | 100.0 |
2. 影響屬性
| 項目 | 樣本名稱 | 測試標準 | 單位 | 添加量(phr) | |||||
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||
| 缺口懸臂樑的影響 | ADX-600 | ASTM D256 | 千焦/米2 | 5.44 | 6.30 | 7.78 | 8.72 | 9.92 | 12.02 |
| 來自國外的 ACR | 千焦/米2 | 4.62 | 5.01 | 7.68 | 8.51 | 9.63 | 11.85 | ||
| MBS | 千焦/米2 | 5.32 | 5.39 | 7.52 | 8.68 | 9.78 | 11.99 | ||
| CPE | 千焦/米2 | 3.54 | 4.25 | 5.39 | 6.32 | 7.01 | 8.52 | ||
| 無缺口懸臂樑的影響 | ADX-600 | 焦/米 | 57.03 | 63.87 | 72.79 | 88.23 | 100.09 | 121.32 | |
| 來自國外的 ACR | 焦/米 | 46.31 | 50.65 | 72.55 | 85.87 | 97.92 | 119.25 | ||
| MBS | 焦/米 | 53.01 | 62.07 | 71.09 | 87.84 | 99.86 | 120.89 | ||
| CPE | 焦/米 | 21.08 | 37.21 | 47.59 | 59.24 | 70.32 | 82.21 | ||
3.拉伸/彎曲性能（所有添加量為6phr）
| 項目 | 測試標準 | 單位 | 技術指標 (ADX-600) | 技術指標（國外ACR） | 技術指標(MBS) | 技術指標(CPE) |
| 拉伸彈性模量 | ASTM D638 | 兆帕 | 2546.38 | 2565.35 | 2500.31 | 2687.21 |
| 拉伸伸長率 | ASTM D638 | % | 28.38 | 27.98 | 26.84 | 17.69 |
| 抗拉強度 | ASTM D638 | 兆帕 | 43.83 | 43.62 | 40.89 | 49.89 |
| 彎曲模量 | ASTM D790 | 兆帕 | 2561.11 | 2509.30 | 2528.69 | 2678.29 |
| 彎曲強度 | ASTM D790 | 兆帕 | 67.39 | 65.03 | 66.20 | 69.27 |
分析：根據以上機械性能數據：
①在相同劑量下，我司產品ADX-600的性能優於國外MBS和ACR產品。我們的產品可以等量替代它們。
②在相同劑量下，我司產品ADX-600的性能遠高於CPE。經過多次試驗驗證，3劑ADX-600加3劑CPE可替代9劑CPE的使用。具體機械性能如下所示。
| 項目 | 測試標準 | 單位 | 技術指標(ADX-600/3phr+CPE/3phr) | 技術指標(CPE/9phr) |
| 缺口懸臂樑的影響 | ASTM D256 | 千焦/米2 | 9.92 | 9.86 |
| 無缺口懸臂樑的影響 | ASTM D256 | 焦/米 | 97.32 | 96.98 |
| 拉伸彈性模量 | ASTM D638 | 兆帕 | 2250.96 | 2230.14 |
| 拉伸伸長率 | ASTM D638 | % | 101.25 | 100.24 |
| 抗拉強度 | ASTM D638 | 兆帕 | 34.87 | 34.25 |
| 彎曲模量 | ASTM D790 | 兆帕 | 2203.54 | 2200.01 |
| 彎曲強度 | ASTM D790 | 兆帕 | 60.96 | 60.05 |
4.處理動作
下圖顯示了流變曲線。紅線：ADX-600/3phr+CPE/3phr；藍線：CPE/9phr
兩者的平衡力矩基本相同，ADX-600/3PHr+CPE/3PHR改性材料的塑化速度稍慢，但如圖所示在可控範圍內。因此，在處理方面，3劑ADX-600加3劑CPE可以代替9劑CPE的使用。
三、結論
通過 ADX-600 AIM 與 CPE 和 MBS 在機械性能和加工行為上的比較，經過客觀分析得出以下結論：3 劑 ADX-600 加 3 劑 CPE 可替代使用 9 劑 CPE .ADX-600 AIM綜合性能更佳，產品性能更佳，性價比更高。
ADC-600 AIM屬於具有核殼結構的丙烯酸酯共聚物。ACR 表現出比 MBS 更好的耐候性、熱穩定性和性能價格比，因為前者不含雙鍵。此外，ACR還具有加工範圍廣、擠出速度快、易於控制等優點，主要應用於硬質和半硬質PVC製品，特別適用於化學建材和戶外用品，如型材、管材、管件、板材、發泡材料等。是目前用量較大、未來發展潛力巨大的抗衝改性劑。
發佈時間：2022-06-20