前言
氯化聚乙烯(CPE)是聚乙烯經(jīng)氯化改性得到的無規(guī)聚合物。與聚乙烯共混后,共混物中引人氯原子,作為高分子阻燃劑,使制品達(dá)到阻燃的目的。目前,有關(guān)這方面的工作還沒有系統(tǒng)的報(bào)道。
氯化聚乙烯的品種較多,可分為氯化聚乙烯彈性體、高氯化聚乙烯、低氯含量的氯化聚乙烯。每種CPE的氯含量不同,性能有差異,特別是阻燃的效果也不一樣。本文將對各種氯含量的氯化聚乙烯與聚乙烯共混物性能的關(guān)系進(jìn)行探討。
PE本身易燃,目前,一般是在制品中加入氧化鋁等無機(jī)和氯化石蠟等有機(jī)低分子阻燃劑,容易造成制品性能的下降,甚至達(dá)不到使用要求。為了克服這些缺點(diǎn),本文預(yù)利用聚合物共混的方法對其改性。
結(jié)果與討論
1、聚乙烯與氯化聚乙烯彈性體的共混
為了考察不同氯含量的氯化聚乙烯與聚乙烯的共混性,采用同一種HDPE和氯化方法,制備了不同氯含量的氯化聚乙烯,它們與PE共混的性能如圖1所示。(CPE性能指標(biāo))
可見.隨CPE氯含量的增加,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率增加,到一定的氯含量后,又都呈現(xiàn)下降的趨勢。低氯含量的CPE,分子鏈上含有PE和CPE的結(jié)構(gòu),共混物的相奪性較好,隨氯化程度的進(jìn)一步提高,由于極性基團(tuán)氯的引入,CPE的溶度參數(shù)增加,與CPE的相容性變差,共混物的性能降低。由圖1可以看出,CPE的氯含量在20%左右.共混物表現(xiàn)出較好的性能。但CPE彈性體的氯含量一般在30%~40%,同時(shí)若用氯含量為20%的CPE與PE共混,制品要達(dá)到阻燃的目的,需添加大量的CPE,造成制品原料成本的增加。后面的實(shí)驗(yàn)用氯含量為30.4%的CPE。
2、聚乙烯與高氯化聚乙烯的共混
高氯化聚乙烯的氯含量較高,是一種脆性聚合物,與聚乙烯共混物的性能如圖6、7和表3所示。
在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),隨高氯化聚乙烯(HCPE)含量的增加,拉伸強(qiáng)度出現(xiàn)了極大值,而屈服強(qiáng)度和斷裂伸長率卻存在極小值。根據(jù)Fedors的基團(tuán)貢獻(xiàn)體系,當(dāng)HCPE的氯含量為61.4%時(shí),計(jì)算出它的溶度參數(shù)為l1.38,根據(jù)溶度參數(shù)相近原則,二者的相容性不好,HCPE是一種硬而脆的氯化高聚物,使得共混物的拉伸強(qiáng)度增加、斷裂伸長率減小。可見,HCPE的適宜用量為10-20份。
利用Brabender轉(zhuǎn)矩流變儀測得共混物的大扭矩有了明顯的降低,而平衡扭矩和達(dá)到平衡扭矩的時(shí)間與聚乙烯相近。可見,PE中加入HCPE后,加工性能得到改善。
結(jié)論
(1)CPE的結(jié)構(gòu)對共混物的性能有影響。氯含量為20%左右的CPE與PE的共混性好,PE中加入CPE可以改善加工性能。
(2)PE與不同氯含量的CPE共混,可以得到性能不同的共混物。氯化聚乙烯彈性體的適宜用量為20份;高氯化聚乙烯的用量為10~20份時(shí),共混物的性能較好。