PVC是一種重要的合成材料，廣泛用于制造各種塑料制品，如管道、電線電纜等。然而，PVC的力學(xué)性能較差，尤其是在低溫下易脆化，因此需要進(jìn)行改性。其中一種常用的改性方法是使用炭黑作為增強(qiáng)劑，制備增強(qiáng)型PVC。本文將介紹炭黑作為重要成分的增強(qiáng)型PVC的制備方法。
1. 炭黑的選擇
炭黑是一種由煙煤、石油焦等材料經(jīng)高溫裂解制得的細(xì)小顆粒狀的炭黑顏料，具有高比表面積、高吸附性、高黑度等特點(diǎn)。在PVC中作為填充劑或增強(qiáng)劑，可以提高PVC的力學(xué)性能、耐候性和耐化學(xué)性。不同類型的炭黑會(huì)對(duì)PVC的性能產(chǎn)生不同的影響，因此選擇適合的炭黑非常重要。
通常使用的炭黑有硫化炭黑、熱解炭黑和油煙炭黑等。硫化炭黑是一種表面含有硫基團(tuán)的炭黑，適用于制備硬質(zhì)PVC，可以提高PVC的強(qiáng)度和硬度。熱解炭黑是一種表面含有氧基團(tuán)的炭黑，適用于制備軟質(zhì)PVC，可以提高PVC的韌性和彎曲性。油煙炭黑是一種表面含有羥基團(tuán)的炭黑，適用于制備中硬質(zhì)PVC，可以提高PVC的耐候性和耐化學(xué)性。
在選擇炭黑時(shí)，還要考慮其粒徑、比表面積、形狀等因素。一般來說，粒徑越小、比表面積越大的炭黑，對(duì)PVC的增強(qiáng)效果越好。
2. PVC的制備
PVC的制備可采用乳液聚合法、乳液顆粒法、懸浮聚合法、氣相法等多種方法。其中，懸浮聚合法是制備工業(yè)上常用的方法，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
懸浮聚合法是將VCM(氯乙烯)等單體和引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑等添加到水中，使其懸浮成微小液滴，通過適當(dāng)?shù)臄嚢韬图訜岱磻?yīng)得到PVC顆粒。其中，引發(fā)劑的選擇也非常重要，常用的有過硫酸銨、過硫酸鉀等。
3. 增強(qiáng)型PVC的制備
制備增強(qiáng)型PVC的關(guān)鍵在于炭黑的加入。一般將炭黑與PVC樹脂混合后放入混合機(jī)中，加入助劑進(jìn)行混合。常用的助劑有增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等。增塑劑的作用是增加PVC的柔軟度和延展性，穩(wěn)定劑的作用是防止PVC變質(zhì)分解，潤(rùn)滑劑的作用是減少PVC的摩擦系數(shù)，以防止黏連。
在混合過程中，還需要控制加熱溫度、混合時(shí)間、炭黑的加入量等因素。一般來說，混合溫度應(yīng)該高于PVC的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(約70℃)，混合時(shí)間應(yīng)該足夠長(zhǎng)，以保證炭黑均勻分散在PVC基質(zhì)中。炭黑的加入量應(yīng)該適當(dāng)，過多會(huì)導(dǎo)致PVC的流動(dòng)性和成型性變差，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕旌虾图庸ぃ涂梢灾苽涑鲂阅茌^好的增強(qiáng)型PVC。其力學(xué)性能和耐候性都得到了顯著提高，適用于制造各種高強(qiáng)度、高耐用性的PVC制品，如管道、電線電纜等。
4. 總結(jié)
炭黑作為重要成分的增強(qiáng)型PVC的制備方法是一種非常有效的改性方法。在選擇炭黑時(shí)需要考慮其類型、粒徑、比表面積等因素，同時(shí)控制混合溫度、混合時(shí)間、炭黑的加入量等因素。通過適當(dāng)?shù)幕旌虾图庸ぃ涂梢灾苽涑鲂阅茌^好的增強(qiáng)型PVC，具有廣泛的應(yīng)用前景。
