Principes de sélection des modificateurs d'impact et des lubrifiants pour PVC​

Dans le traitement du polychlorure de vinyle (PVC), en raison des caractéristiques de sa structure moléculaire, des problèmes tels qu'une mauvaise fluidité de la fonte et une plage de température de traitement étroite sont plus marqués, et l'utilisation rationnelle de lubrifiants est la clé pour résoudre ces problèmes.

En même temps, avec des auxiliaires de traitement, des modificateurs d'impact et d'autres additifs, les propriétés mécaniques, les performances de traitement et la qualité de surface des produits en PVC peuvent être améliorées de manière globale pour répondre aux besoins de différents scénarios d'application. ​

Lubrifiant externe : assurer un contact fluide entre la fonte et l'équipement​

Le lubrifiant externe est un agent auxiliaire important pour assurer le moulage fluide de la fonte dans le traitement du PVC. Sa fonction principale est de former un film lubrifiant isolant physiquement entre la fonte de PVC et la surface métallique de l'équipement de traitement, de réduire le coefficient de friction entre la fonte et la surface de l'équipement, et de réduire l'adhérence. Les lubrifiants externes courants incluent la paraffine, la paraffine microcristalline, l'acide stéarique et ses sels, etc.

Les lubrifiants à base de paraffine ont un point de fusion bas et peuvent migrer rapidement à la surface de la fonte au début du traitement pour former une couche lubrifiante préliminaire, ce qui convient aux premières étapes des processus tels que l'extrusion et le moulage par injection.

La cire microcristalline a une chaîne moléculaire plus longue, un point de fusion plus élevé et une durabilité de lubrification plus forte. Elle peut continuer à fournir une lubrification à un stade ultérieur du traitement à haute température, empêchant efficacement la dégradation causée par la rétention de la fonte dans le moule. ​

Contrôle du dosage et influence des lubrifiants externes​

Le dosage des lubrifiants externes doit être ajusté de manière flexible en fonction de la technologie de traitement. Dans le moulage par extrusion, comme le matériau reste longtemps dans le cylindre, il est généralement nécessaire d'ajouter 0,3%-1% de lubrifiant externe ; et dans le processus de moulage par injection, afin d'éviter qu'un excès de lubrifiants ne provoque des trous de retrait sur la surface du produit, le dosage est généralement contrôlé entre 0,2%-0,5%.

Si le lubrifiant externe est insuffisant, la fonte adhérera à l'équipement, entraînant des problèmes tels qu'une surface rugueuse et une taille instable du produit ; un excès de lubrifiant peut provoquer une précipitation du lubrifiant, affectant les propriétés mécaniques du produit et les performances de traitement secondaire telles que l'impression et le collage.​

Lubrifiant interne : optimiser la fluidité interne et la stabilité de la fonte

Le mécanisme d'action du lubrifiant interne est complètement différent de celui du lubrifiant externe. Il pénètre principalement dans les chaînes moléculaires grâce à sa compatibilité avec les chaînes moléculaires de la résine PVC, réduit la friction interne entre les molécules, et améliore ainsi la fluidité et l'uniformité de la fonte.

En même temps, le lubrifiant interne peut réduire la chaleur de friction entre les chaînes moléculaires, prévenir efficacement la dégradation du PVC due à une surchauffe locale pendant le traitement, et assurer la stabilité de la couleur du produit.

Les lubrifiants internes couramment utilisés incluent le stéarate de butyle, le stéarate de pentaérythritol, l'huile de soja époxydée, etc. Parmi eux, le stéarate de butyle a une bonne compatibilité et peut réduire significativement la viscosité de la fonte, ce qui convient aux produits en PVC souple ; le stéarate de pentaérythritol a une excellente stabilité thermique et est largement utilisé dans le traitement du PVC rigide, ce qui peut éviter efficacement les problèmes de dégradation à haute température. ​

Contrôle du dosage et application coordonnée des lubrifiants internes

Le dosage des lubrifiants internes doit être strictement contrôlé, généralement entre 0,5%-2%. Lorsque le dosage est insuffisant, la fluidité de la fonte est mauvaise, la plastification est inégale, et le produit est sujet à des contraintes internes et des fissures ; un dosage excessif entraînera un déséquilibre dans la compatibilité du lubrifiant et de la résine PVC, entraînant un "huilage", ce qui affecte non seulement la finition de surface du produit, mais réduit également les propriétés mécaniques du produit.

Dans les applications pratiques, les lubrifiants internes sont souvent utilisés en combinaison avec des lubrifiants externes pour obtenir le meilleur effet de lubrification grâce à une "synergie interne et externe". Par exemple, l'acide stéarique (externe) et le stéarate de butyle (interne) sont combinés dans une certaine proportion pour optimiser la lubrification externe et la fluidité interne de la fonte.

Auxiliaires de traitement : améliorer l'efficacité de plastification du PVC et la précision des produits​

En plus des lubrifiants, les auxiliaires de traitement sont un autre additif clé pour améliorer les performances de traitement du PVC. Les auxiliaires de traitement représentés par les copolymères acryliques (ACR) peuvent promouvoir efficacement le processus de plastification de la résine PVC, raccourcir le temps de plastification et améliorer l'uniformité de la plastification.

Les ACR fondent avant le PVC pendant le traitement pour former une phase continue qui enveloppe les particules de PVC, favorise le transfert de chaleur et la diffusion des chaînes moléculaires, réduisant ainsi la température de plastification et la consommation d'énergie.

En même temps, les ACR peuvent améliorer significativement l'élasticité et la résistance de la fonte de PVC, améliorer efficacement la finition de surface et la précision dimensionnelle des produits, et sont largement utilisés dans les profilés en PVC, les plaques et autres produits extrudés, avec une quantité d'ajout généralement de 1%-3%. ​

Modificateur d'impact : le booster clé pour améliorer la fragilité du PVC

Le modificateur d'impact est l'additif clé pour améliorer la fragilité du PVC. Les produits en PVC non modifiés ont une faible résistance aux chocs et sont sujets à la casse à basse température ou sous contrainte, tandis que les modificateurs d'impact améliorent leur résistance aux chocs grâce à un "mécanisme de renforcement".

Les modificateurs d'impact courants incluent le polyéthylène chloré (CPE), le copolymère méthacrylate de méthyle-butadiène-styrène (MBS), le copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), etc.

Le MBS a une structure cœur-coquille. Le cœur de la phase caoutchouc peut absorber l'énergie d'impact, et la coquille a une bonne compatibilité avec le PVC, ce qui permet de maintenir les produits en PVC à une haute résistance aux chocs à basse température.

Il convient à la fabrication de doublures de réfrigérateurs, de dispositifs médicaux et d'autres produits utilisés dans des environnements à basse température ; le CPE a une excellente résistance aux intempéries et une stabilité de traitement. Il est largement utilisé dans les produits en PVC pour l'extérieur tels que les tuyaux et les profilés, avec une quantité d'ajout généralement de 8%-15%. ​

Synergie et principes de sélection des additifs

Dans le traitement du PVC, la synergie des différents additifs est cruciale. Lorsque les lubrifiants sont utilisés en combinaison avec des auxiliaires de traitement, les lubrifiants peuvent optimiser la fluidité de la fonte, aider les auxiliaires de traitement à se disperser plus uniformément dans la résine, et améliorer l'effet de plastification ; lorsque les modificateurs d'impact sont utilisés avec des lubrifiants, il est nécessaire d'éviter qu'un excès de lubrifiants n'affecte la compatibilité des modificateurs et des résines pour garantir que la résistance aux chocs n'est pas compromise.

En outre, lors du choix des additifs, il est également nécessaire de prendre en compte de manière globale l'utilisation du produit, la technologie de traitement et les facteurs de coût. Par exemple, les produits en PVC de qualité alimentaire doivent utiliser des lubrifiants et des modificateurs conformes aux normes de sécurité alimentaire, et la technologie de traitement à haute température doit donner la priorité aux additifs ayant une excellente résistance à la chaleur. ​

En résumé, le choix rationnel des lubrifiants et des divers additifs ainsi que leurs effets synergiques sont la clé pour améliorer les performances de traitement du PVC et la qualité des produits. Avec l'expansion continue des domaines d'application du PVC, les exigences de performance pour les additifs continueront d'augmenter, et les additifs à faible toxicité, haute efficacité et multifonctionnels deviendront la tendance de développement future. ​

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