提高軟質(zhì)聚氯乙烯塑料性能的途徑

　　軟質(zhì)聚氯乙烯塑料制品由于綜合有許多良好的性能，因此應(yīng)用面很廣。例如低壓電纜、高壓電纜、海底電纜、船舶、飛機(jī)、車輛等用電線電纜以及工業(yè)包裝，民用和農(nóng)業(yè)用薄膜，醫(yī)藥上用的無毒器具，人造革鞋底等。為了擴(kuò)大軟質(zhì)聚氯乙烯塑料的使用范圍，提高使用壽命，增加生產(chǎn)能力，從而在質(zhì)量和數(shù)量適應(yīng)社會主義建設(shè)的要求，應(yīng)該對于軟質(zhì)聚氯乙烯塑料的耐老化性能，其中包括耐熱性、耐寒性、耐氣候性、防蟻防鼠、防霉性、耐油和耐藥品性等以及填充劑的有效應(yīng)用等方面加強(qiáng)工作。

　　耐熱性

　　一般軟質(zhì)聚氯乙烯塑料用在高溫條件下，由于增塑劑揮發(fā)，失去柔軟性而發(fā)硬，進(jìn)而由于熱分解而脆化，進(jìn)而由于熱軟化而變化。為了改進(jìn)這些性能，必須提高塑料的耐熱性。

　　耐熱軟質(zhì)聚氯乙烯塑料根據(jù)其使用情況和要求不同，變化甚大，但必須具備如下條件：

　　在高溫環(huán)境中長期使用，耐熱老化性好，也即保持有一定的機(jī)械性能和電氣性能;

　　在長期高溫中及負(fù)荷作用下，變形較小，也即耐熱變形性好;要求有一定的耐寒性;易于成型加工等。

　　1、鑒定軟質(zhì)聚氧乙烯塑料耐熱等級的試驗(yàn)方法

　　對鑒定高分子材料的耐熱等級、認(rèn)驗(yàn)條件和終止指標(biāo)的選定是極其重要的。由于軟質(zhì)聚氯乙烯塑料是樹脂、增塑劑和穩(wěn)定劑的多組份體系，所以其老化包括化學(xué)和物理兩個(gè)過程。聚氯乙烯的脫氯化氫而降解和交聯(lián)，增塑劑的氧化等，這些都是屬于化學(xué)過程;而增塑劑的揮發(fā)，擴(kuò)散和遷移，則是屬于物理過程。

　　影響聚氯乙烯老化過程中化學(xué)反應(yīng)速度的主要因素是溫度;增塑劑的揮發(fā)速度除了溫度以外，還與風(fēng)速有關(guān)。

　　對于軟質(zhì)聚氯乙烯塑料的實(shí)際使用來說，老化系數(shù) (伸長率的保留率)是非常重要的。因?yàn)檫@一性能對老化很敏感，能體現(xiàn)出化學(xué)和物理這兩個(gè)過程來，而且是制品老化后能否繼續(xù)使用的一個(gè)重要標(biāo)志。問題在于，無論是聚氯乙烯降解、交聯(lián)或增塑劑的揮發(fā)、遷移，總會使塑料的柔軟性降低，伸長率下降。

　　軟質(zhì)聚氯乙烯塑料老化過程中的失重也是一個(gè)重要因素。失重不單純是由物理因素引起的。增塑劑的揮發(fā)、氯化氫的逸出、低分子物質(zhì)的析出等既有物理現(xiàn)象，也有化學(xué)變化。

　　此外，失重會影響塑料的伸長率，但兩者之間的關(guān)系缺乏嚴(yán)格的規(guī)律性。從理論上講，失重小，老化系數(shù)應(yīng)當(dāng)高，失重大， 老化系數(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)?。但?shí)際上往往出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，例如有些塑料失重雖大，老化系數(shù)反而比失重小的塑料高;也有些塑料失重小，而老化系數(shù)值卻低。因此評定軟質(zhì)聚氯乙烯塑料的熱穩(wěn)定性能，若孤立地考慮 ，或者單純從失重著眼，都是片面的，不能反映耐熱性的實(shí)質(zhì)。因?yàn)槭е卮蟮乃芰掀淅匣禂?shù)雖高，很快即會硬脆;小的塑料，其失重量少，但已喪失彈性，使用價(jià)值不大。

　　一般采用的試驗(yàn)條件是：試驗(yàn)溫度比實(shí)際使用溫度(按絕對溫度計(jì)算)高102%，老化時(shí)間為60天。例如耐熱105°C的軟質(zhì)聚氯乙烯塑料的試驗(yàn)溫度應(yīng)為(273十105)×102%-273=113°C。不過按此條件，試驗(yàn)曠日持久，很不方便，因此又有為時(shí)七天的快速試驗(yàn)方法，其試驗(yàn)溫度一般比實(shí)際使用溫度高出31°C。例如耐熱105°C的軟質(zhì)聚氯乙烯塑料的快速試驗(yàn)溫度應(yīng)為105+31=136°C。

　　2、提高軟質(zhì)聚氯乙烯塑料耐熱老化性的方法

　　軟質(zhì)聚氯乙烯塑料的耐熱老化性主要取決于所用增塑劑的種類，而熱穩(wěn)定劑和抗氧劑等也是重要的因索。

　　(1)耐熱增塑劑：由增塑劑的蒸氣壓求得增塑劑的最高連續(xù)使用溫度，例如苯二甲酸二辛酯為68°C，苯二甲酸810酯為80°C，苯二甲酸二異癸酯為92°C。作為耐熱105°C的增塑劑以偏苯三酸酯、均苯四酸酯和雙季戊四醇酯為好。

　　(2)熱穩(wěn)定劑和抗氧劑：二鹽基性苯二甲酸鉛的耐熱性好，也可采用硅酸鉛?？寡鮿┏Ｓ秒p酚A，用量在0.5%以內(nèi)。

　　(3)其它助劑：在采用的潤滑劑、填充劑、著色劑中一般對耐熱老化性影響不大。耐熱電纜料一般使用煅燒陶土、白炭黑、碳酸鈣等作填料，用量要注意，多加會影響熱老化性。

　　3、提離軟質(zhì)聚氯乙烯塑料耐熱變形性的方法

　　熱變形是決定耐熱性(特別是電纜料)的另一個(gè)重要因素。聚氯乙烯樹脂本身是熱塑性材料，加有增塑劑的軟質(zhì)聚氯乙烯，當(dāng)溫度升高后易產(chǎn)生熱變形。作為電線絕緣使用時(shí)，由于回路中短路等造成過載電流通過，在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體溫度顯著上升，此時(shí)可能由于絕緣變形而影響使用。

　　熱變形取決于聚氯乙烯樹脂的分子結(jié)構(gòu)、平均聚合度、增塑劑的種類和用量以及填充劑等。

　　(1)增塑劑：采用兩種不同增塑劑，兩種不同加入量的聚氯乙烯塑料在各種溫度下的變形率如圖2-5所示，可見增塑劑的品種及用量對變形率影響顯著。增塑劑用量少的質(zhì)地較硬的塑料對熱變形是有利的。

　　(2)高聚合度樹脂：采用高聚合度樹脂具有可使其它性質(zhì)不降低而使耐熱變形性顯著改進(jìn)的特點(diǎn)。聚合度接近3000的樹脂與平均聚合度為1300左右的樹脂相比，變形率可減少1/3~1/4，但樹脂聚合度大，即分子鏈增長，加工性變差。

　　耐寒性

　　軟質(zhì)聚氯乙烯塑料在高溫下軟化，在低溫下喪失粘彈性而硬化。一般軟質(zhì)聚氯乙烯塑料由于液相增塑劑在固相樹脂中溶劑化而成凝膠狀，當(dāng)溫度降低時(shí)增塑劑的粘度變大，聚氯乙烯和增塑劑相互作用加強(qiáng)。一般按照測定軟質(zhì)聚氯乙烯的低溫伸長率和低溫沖擊壓縮溫度來判斷耐寒性。提高軟質(zhì)聚氯乙烯耐寒性的途徑主要是采用耐寒性好的共聚樹脂，如丙烯酸 、馬來酸酯與氯乙烯的共聚樹脂，以及耐寒性增塑劑。

　　耐寒軟質(zhì)聚氯乙烯塑料的配方設(shè)計(jì)一般考慮加工條件、性能、用途等。耐寒性好而耐熱耐光性差，也會影響制品的耐久性，因此必須綜合考慮各種性能來選定樹脂及增塑劑的種類和用量等。