1、PVC的性能及其包装制品配方,聚氯乙烯是应用广泛的通用型热塑性塑料。它具有如下一些特性： 是一种热敏性、热塑性、无定形聚合物。纯PVC树脂粉在温度超过100时就开始分解，150170 时大量快速分解，在还未达到PVC的熔融温度213.5 之前就全部分解了。为此，PVC不能在没有稳定剂的条件下进行热熔融加工成型. PVC树脂很容易通过增添各种助剂来达到改性的目的。改性的范围广，因而应用广泛。从软质到硬质，从建材、农业到包装电器等，几乎涉及所有国民经济和生活的各个领域； PVC具有良好的透明性、电绝缘性及阻燃性； PVC树脂本身无毒，但其单体氯乙烯是强致癌性物质； PVC可以挤出、压缩、压延、注射
2、，其乳液型树脂可以浸渍、搪塑、喷塑等成型加工。,PVC树脂按其聚合方法可以分成四种类型：乳液树脂、悬浮树脂、本体树脂及溶液树脂。我国市场上，85%是悬浮树脂，其余则是乳液树脂。悬浮树脂添加各种助剂后，可以进行各种热熔融成型加工，乳液树脂添加各种溶剂后可以成为乳胶液，进行涂塑、浸渍加工。,悬浮树脂按分子量的大小分类，可以分成以下7类：第1类分子量最大，用作高级的电缆料，第2类用作一般性电缆料，第3类为软质PVC制品，第4类为硬质制品，第5类为唱片料，第6类为生产过氯乙烯树脂的原料，第7类分子量最小，常用作胶粘剂、涂料等。,PVC配方的原则是： 根据制品的使用场合和使用要求； 根据原辅材料的来源和
3、价格； 根据现有的生产设备和生产条件。 同一种产品可以使用不同的多个配方并以不同的生产工艺进行生产。因此，配方的重点是要在全面满足产品使用要求的前提下，选择价格最低廉、最容易成型的工艺来生产。因此，要求技术人员对PVC生产工艺和配方中的原辅材料必须有非常深刻的了解，否则是很难做得到的。,塑料包装用PVC配方应注意以下几点： PVC制品有软质和硬质之别，一般把增塑剂用量10PHR的制品称为硬质PVC制品。PHR是配方的一种表示方法，即：每100份重量的树脂粉，所需添加的其它材料的重量份数；配方的另一种表示方法是重量%表示。增塑剂含量在10-40PHR的PVC制品为半硬质制品。增塑剂含量40PHR
4、的为软质制品。由此可以得知，增塑剂是调节PVC硬度的重要措施。此外，它还有降低PVC的加工温度，提高PVC熔融下的流动性的作用。,如前所述，PVC是一种热敏性塑料，遇热极易分解、氧化、老化。因此，PVC配方中需添加热稳定剂，提高其熔融加工时的耐热性，防止热分解后才能进行熔融加工。一般PVC配方中，热稳定剂的含量应在5-8PHR之间。少了，不足以稳定PVC受热分解；多了，则会提高PVC的熔融加工温度，使PVC的流动性变坏，不利于熔融流动加工性。,为了提高PVC的可熔融加工性， PVC配方中应添加加工助剂。实践证明，对于硬质PVC制品来说，不添加加工助剂是无法进行挤出成型等加工的。而对于软质PVC
5、制品来说，无加工助剂时，成型也是比较困难的。因此，加工助剂也是PVC配方中必须添加的重要成份。 PVC加工助剂是一些同PVC有良好相容性的丙烯酸树脂以及氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、甲基苯乙烯聚合物等。添加的量，一般为3-5PHR配方中，ACR和CPE添加太多，超过12PHR时，由于其具有减小内摩擦力的作用，会发生挤不出去的问题，产生断料而停机。,PVC加工助剂加入PVC制品配方中，除了可以提高PVC熔融状态下的流动性，有利于成型外，还具有提高PVC韧性的作用。一般PVC制品比较脆，容易因冲击过大而断裂。因此，添加加工助剂，还具有提高PVC制品韧性、提高PVC部冲击强度，特别是低温冲击强度的作用。
6、,聚氯乙烯树脂本身并无毒，但是单体氯乙烯却是一种强致癌性物质。用于食品及药品包装的PVC树脂应是无毒的。因此，世界各国规定，树脂粉中单体含量应在1PPM以下，配方中所有添加剂均应是无毒的。,PVC本身是无定形聚合物，因而透明性较好。如果是透明配方，则应选择透明性好的添加剂，尽量减少不透明的固体无机物质的添加。,为了改善PVC的冲击韧性和热敏性，提高可成型性，还使用氯乙烯同其它单体的共聚合方法，例如：聚乙烯同醋酸乙烯酯的共聚物氯醋树脂；氯乙烯同丙烯酸酯的共聚物；氯乙烯、乙烯、醋酸乙烯酯的三元共聚物等，它们都具有良好的内增塑现象，可减少增塑剂的用量，并有高度的柔软性、增塑韧性、冲击性。,PVC包装
7、薄膜的配方,PVC包装薄膜包括食品和药品用的无毒的PVC吹胀薄膜、 PVC挤出流涎膜、 PVC压延薄膜，除了用于食品和药品的单层包装外，还可用于PVC/LDPE医药安瓿用复合基膜。 PVC包装膜亦可用于集装袋、箱的包装、工业品包装等。,PVC热收缩薄膜,热收缩薄膜是目前世界上使用相当广泛的包装制品，PVC热收缩薄膜的生产工艺：粉状PVC树脂配方混合挤出造粒挤出吹膜(厚膜)冷却沸水加热到高弹态纵向或横向拉伸 冷却辊冷却收卷。,由于PVC是一种非结晶型，即典型的无定形聚合物，因此， PVC热收缩薄膜也可以直接由挤出机挤出厚膜后，稍加冷却到115-145(未增塑的PVC)的高弹态直接单向或双向拉伸后
8、成为收缩膜，只需在口模处稍加改动即能实施。,无毒PVC透明食品包装用热收缩薄膜配方,PVC树脂粉 100份重DOP增塑剂 5PHRACR 3.5PHRCPE 3PHR无毒有机锡稳定剂 2.5PHR环氧大豆油 4PHR 硬脂酸丁脂 0.4-1PHR,半透明PVC热收缩薄膜配方(无毒),PVC 100份重DOP 510PHRABS 35PHRCPE 3PHR环氧大豆油 13PHR无毒液体钙锌复合稳定剂 3PHR无毒有机锡稳定剂 0.51PHR硬脂酸 0.5PHR石蜡 0.5PHR,无毒着色PVC热收缩薄膜配方,PVC 100份重DOP 5 PHRABS 35PHRCPE 35PHR浓缩PVC色母料
9、 4PHR环氧大豆油 35PHR液体钡锌稳定剂 4PHR硬脂酸锌 1.5PHR硬脂酸丁酯 3 PHR石蜡 0.5PHR,PVC热收缩薄膜在混炼时，可采用高速搅拌机混合，高速搅拌时最高温度不要超过100，然后冷却下搅拌，混合后的粉末进行挤出造粒，挤出造粒温度分布如下：120/135 /175 /185 /185 .口模处180 挤出切粒。挤出吹膜温度分布同造粒：120135 /165175 /185187 ，口模挤出厚膜185 ，冷却到115120 下直接横向吹胀和/或纵向快速牵引，冷却到室温成产品。,PVC缠绕膜配方,缠绕膜又叫自粘膜、拉伸膜，其性能要求是有良好的粘弹性、良好的缠绕拉伸性，表面
10、要有一定的发粘性，这样才能使拉伸的力变成粘弹力紧紧地包裹住商品。,使PVC塑料具有良好粘弹性的方法是在PVC树脂中添加氯丁橡胶、丁腈橡胶以及VA含量大于40%的EVA等富于弹性的材料，以提高PVC的粘弹性的同时提高PVC薄膜的拉伸强度、冲击强度。在PVC树脂添加适量的增塑剂也可提高PVC粘弹性。,为了使PVC缠绕膜表面具有粘涩性，可以添加与PVC相容性并不好的增量增塑剂或副增塑剂、脂肪族酰胺类、脂肪酸类、脂肪醇类等润滑剂。在加工温度和剪切力下，这些与PVC树脂相容性有限的材料会迁移到薄膜表面，使薄膜表面发粘，产生缠绕薄膜所需要的表面粘滞力量。,PVC缠绕膜配方如下：PVC树脂 100份重DOP
11、增塑剂 15PHRDBP增塑剂 5PHRACR 3PHR丁腈橡胶P83粉末 7PHRCPE 3PHR油酸酰胺 1.2PHR无毒有机锡稳定剂 2.5PHR环氧大豆油 5PHR硬脂醇 1PHR,挤出法或压延法生产PVC薄膜温度的设定，同配方增塑剂的含量有很大关系，增塑剂提高，成型温度可降低，例如：配方中增塑剂量10PHR以下时，硬质PVC薄膜成型温度最高为170185左右；增塑剂在2030PHR时，成型温度可降低为160175左右。应注意PVC是热敏性塑料，在机筒内不能停留时间过长。,塑料配方设计十大要点,配方设计的关键为选材、搭配、用量、混合四大要素，表面看起来很简单，但其实包含了很多内在联系，
12、要想设计出一个高性能、易加工、低价格的配方也并非易事，需要考虑的因素很多,1 树脂的选择,1.1 树脂品种的选择树脂要选择与改性目的性能最接近的品种，以节省加入助剂的使用量。如耐磨改性，树脂要首先考虑选择三大耐磨树脂PA、POM、UHMWPE。如透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC。,1.2 树脂牌号的选择,同一种树脂的牌号不同，其性能差别也很大，应该选择与改性目的性能最接近的牌号。如耐热改性PP，可在热变形温度100140牌号范围内选择，我们要选用本身耐热140牌号，具体如大韩油化的PP4012。,1.3 树脂流动性的选择,配方中各种塑化材料的粘度要接近，以保证加工流
13、动性。对于粘度相差悬殊的材料，要加过渡料，以减小粘度梯度。如PA66增韧、阻燃配方中常加入PA6作为过渡料，PA6增韧、阻燃配方中常加入HDPE作为过渡料。不同加工方法要求流动性不同不同品种的塑料具有不同的流动性，按此将塑料分成高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料，具体如下：,高流动性塑料-PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等。 低流动性塑料-PC、PPS、MPPO等。 不流动性塑料-F、PPO等。 同一品种塑料也具有不同的流动性，主要原因为分子量、分子链分布的不同，所以同一种原料分为不同的牌号。不同的加工方法所需用的流动性不同，所以牌号分为注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等,1.4
14、树脂对助剂的选择性,PPS不能加入含铅和含铜助剂。 PC不能用三氧化锑，可导致解聚。 助剂的酸碱性，应与树脂的酸碱性一致，否则会引起两者的反应,2 助剂的选择,2.1 按要达到的目的选用助剂按要达到的目的选择合适的助剂品种，所加入助剂应能充分发挥其预计功效，并达到规定指标。规定指标一般为产品的国家标准、国际标准，或客户提出的性能要求。助剂的具体选择范围如下：增韧选弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料。增强选玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。阻燃溴类（普通溴系和环保溴系）、磷类、氮类、氮磷复合类膨胀型阻燃剂、三氧化二锑、水合金属氢氧化物。,抗静电各类抗静电剂。 导电碳类（炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米
15、管）、金属纤维和粉，金属氧化物。 磁性铁氧体磁粉，稀土磁粉包括钐钴类、钕铁硼类、钐铁氮类，铝镍钴类磁粉三大类。 导热金属纤维和粉末，金属氧化物、氮化物和碳化物，碳类材料如炭黑、碳纤维、石墨和炭纳米管，半导体材料如硅、硼。 耐热玻璃纤维、无机填料、耐热剂如取代马来酰亚胺类和B晶型成核剂。 透明成核剂，对PP而言a晶型成核剂的山犁醇系列效果最好。 耐磨石墨、二硫化钼、铜粉等。 绝缘煅烧高岭土。 阻隔云母、蒙脱土、石英等。,2.2 助剂对树脂具有选择性,红磷阻燃剂对PA、PBT、PET有效。 氮系阻燃剂对含氧类有效，如PA、PET、PBT等。 成核剂对共聚聚丙效果好。 玻璃纤维耐热改性对结晶性塑料效
16、果好，对非晶型塑料效果差。 炭黑填充导电塑料，在结晶性树脂中效果好。,3 助剂的形态,同一种成分的助剂，其形态不同，对改性作用的发挥影响很大。,3.1 助剂的形状,纤维状助剂的增强效果好。助剂的纤维化程度可用长径比表示，L/D越大、增强效果越好。这就是为什么我们加玻璃纤维要从排气孔加入，熔融状态比粉末状有利于保持长径比，减小断纤几率。 圆球状助剂的增韧效果好、光亮度高。硫酸钡为典型的圆球状助剂，因此高光泽PP的填充选用硫酸钡，小幅度刚性增韧也可用硫酸钡。,3.2 助剂的粒度,粒度越小，对填充材料的拉伸强度和冲击强度有益。 阻燃剂的粒度越小，阻燃效果就越好。例如水合金属氧化物和三氧化二锑的粒度越
17、小，达到同等阻燃效果的加入量就越少。,助剂粒度对配色的影响,着色剂的粒度越小，着色力越高、遮盖力越强、色泽越均匀。但着色剂的粒度不是越小越好，存在一个极限值，而且对不同性能的极限值不同。对着色力而言，偶氮类着色剂的极限粒度为0.1um，酞箐类着色剂的极限粒度为0.05um。对遮盖力而言，着色剂的极限粒度为0.05um左右。,助剂粒度对导电性能的影响,以炭黑为例，其粒度越小，越易形成网状导电通路，达到同样的导电效果加入炭黑的量降低。但同着色剂一样，粒度也有一个极限值，粒度太小易于聚集而难于分散，效果反倒不好。,助剂的表面处理,助剂与树脂的相容性要好，这样才能保证助剂与树脂按预想的结构进行分散，保
18、证设计指标的完成，保证在使用寿命内其效果持久发挥，耐抽提、耐迁移、耐析出。如大部分配方要求助剂与树脂均匀分散，对阻隔性配方则希望助剂在树脂中层状分布。除表面活性剂等少数助剂外，与树脂良好的相容性是发挥其功效和提高添加量的关键。因此，必须设法提高或改善其相容性，如采用相容剂或偶联剂进行表面活化处理等。,所有无机类添加剂的表面经过处理后，改性效果都会提高。尤其以填料最为明显，其它还有玻璃纤维、无机阻燃剂等。 表面处理以偶联剂和相容剂为主，偶联剂具体如硅烷类、钛酸酯类和铝酸酯类，相容剂为树脂对应的马来酸酐接枝聚合物。,助剂的合理加入量,有的助剂加入量越多越好具体如阻燃剂、增韧剂、磁粉、阻隔剂等，加入
19、量越多越好。 有的助剂加入量有最佳值如导电助剂，形成导电通路后即可，再加入无效果。再如偶联剂，表面包覆即可，再加无用。又如抗静电剂，在制品表面形成泄电荷层即可。,5 助剂与其它组分的关系,配方中所选用的助剂在发挥自身作用的同时，应不劣化或最小限定地影响其他助剂功效的发挥，最好与其他助剂有协同作用。在一个具体配方中，为达到不同的目的可能加入很多种类的助剂，这些助剂之间的相互关系很复杂。有的助剂之间有协同作用，而有的助剂之间有对抗作用。,协同作用,协同作用是指塑料配方中两种或两种以上的添加剂一起加入时的效果高于其单独加入的平均值。,在抗老化的配方中，具体协同作用有：两种羟基邻位取代基位阻不同的酚类
20、抗氧剂并用有协同效果；两种结构和活性不同的胺类抗氧剂并用；抗氧化性不同的胺类和酚类抗氧剂复合使用有协同效果； 全受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂有协同作用； 半受阻酚类与硫酯类抗氧剂有协同作用，主要用于户内制品中受阻酚类抗氧剂和受阻胺类光稳定剂； 受阻胺类光稳定剂与磷类抗氧剂； 受阻胺类光稳定剂与紫外光吸收剂,对抗作用,对抗作用是指塑料配方中两种或两种以上的添加剂一起加入时的效果低于其单独加入的平均值。,在防老化塑料配方中，对抗作用的例子很多，主要有： HALS类光稳定剂不与硫醚类辅抗氧剂并用，原因为硫醚类滋生的酸性成分抑制了HALS(的光稳定作用。 芳胺类和受阻酚类抗氧剂一般不与炭黑类紫外光屏蔽剂
21、并用，因为炭黑对胺类或酚类的直接氧化有催化作用抑制抗氧效果的发挥。 常用的抗氧剂与某些含硫化物，特别是多硫化物之间，存在对抗作用。其原因也是多硫化物有助氧化作用。 如HALS不能与酸性助剂共用，酸性助剂会与碱性的HALS发生盐化反应，导致HALS失效；在酸性助剂存在时，一般只能选用紫外光吸收剂。,配方各组分混合要均匀,有些组分要分次加入.对于填料加入量太大的配方，填料最好分两次加入，第一次在加料斗，第二次在中间侧加料口。如PE加入100份氢氧化铝的无卤阻燃配方，就要分两次加入，否则不能造粒。 对于填料的偶联剂处理，一般要分三次喷入方可分散均匀，偶联效果好。,合理排布加料顺序,在PVC或填充母料
22、的配方中，各种料的加料顺序很主要。填充母料配方中，要先加填料，混合后升温后可除去其中的水份，利于后续的偶联处理。在PVC配方中，外润滑剂要后加，以免影响其它物料的均匀混合,配方对其它性能的负面影响,所设计的配方应该不劣化或最小限定地影响树脂的基本物理机械性能，最起码要保留原有的性能，最好能顺便提高原树脂的某些性能。但客观存在的事实是，任何事物都具有两面性，在改善某一性能时，可能降低其他性能，可谓顾此失彼。因此在设计配方时，一定要全面考虑，尽可能不影响其它性能。如高填充配方对复合材料的力学性能和加工性能影响很大，冲击强度和拉伸强度都大幅度下降，加工流动性变差。如果制品对复合材料的力学性能有具体要
23、求，在配方中要做具体补偿，如加入弹性体材料弥补冲击性能，入润滑剂改善加工性能,冲击性,大部分无机材料和部分有机材料都降低配方的冲击性能。为了补偿冲击强度，在设计配方时需要加入弹性体。如在填充体系的PP/滑石粉/POE配方，在阻燃体系ABS/十溴/三氧化二锑/增韧剂配方。,透明性,大多数无机材料对透明性都有影响，选择折光指数与树脂相近的无机材料对透明性影响会小些。近来，透明填充母料比较流行，主要针对HDPE塑胶袋，加入特殊品种的滑石粉对透明性影响小，但不是绝对没有影响。有机材料也对透明性有影响，如PVC增韧，只有MBS不影响透明性，而CPE、EVA、ACR都影响其透明性。在无机阻燃材料中，胶体五
24、氧化二锑不影响透明,颜色性,有些树脂本身为深色，如酚醛树脂本身为棕色、导电树脂如聚苯胺等本身为黑色。有些助剂本身也具有颜色性，如炭黑、炭纳米管、石墨、二硫化钼都为黑色，红磷为深红色，各类着色剂为五颜六色。在配方设计时，一定要注意助剂本身的颜色及变色性，有些助剂本身颜色很深，这会影响制品的颜色，难以加工浅色制品。如炭黑为黑色，只能加工深色制品；其他如石墨、红磷、二硫化钼、金属粉末及工业矿渣等本身都带有颜色，选用时要注意。还有些助剂本身为白色，但在加工中因高温反应而变色，如硅灰石本身为白色，但填充到树脂中加工后就成浅灰色了。,8 配方应具有可加工性,配方要保证适当的可加工性能，以保证制品的成型，并
25、对加工设备和使用环境无不良影响。复合材料中助剂的耐热性要好，在加工温度下不发生蒸发、分解（交联剂、引发剂和发泡剂除外）；助剂的加入对树脂的原加工性能影响要小；所加入助剂对设备的磨损和腐蚀应尽可能小，加工时不放出有毒气体，损害加工人员的健康。,流动性,大部分无机填料都影响加工性，如加入量大，需要相应加入加工改性剂以补偿损失的流动性，如加入润滑剂等。 有机助剂一般都促进加工性，如十溴二苯醚、四溴双酚阻燃剂都可促进加工流动性，尤其四溴双酚!的效果更明显。一般的改性配方都需加入适量的润滑剂。,耐热性,保证助剂在加工过程中不要分解，除发泡剂、引发剂、交联剂因功能要求必须要分解外。氢氧化铝因分解温度低，不
26、适合于PP中使用，只能用于PE中。四溴双酚因分解温度低，不适合于ABS的阻燃。大部分有机染料分解温度低，不适合高温加工的工程塑料。,9 塑料配方组分的环保性,具体要求为配方中的各类助剂对操纵者无害、对设备无害、对使用者无害、对接触环境无害。以前环保的要求范围小，只是对食品、药品等与人体接触要无毒即可。现在的要求高了，与人体间接接触的也不行，要对环境无污染，如土、水、大气层等。,10 助剂的价格和来源,在满足配方的上述要求基础上，配方的价格越低越好。在具体选用助剂时，对同类助剂一定要选低格的种类。如在PVC稳定配方中，能选铅盐类稳定剂就不要选有机锡类稳定剂；在阻燃配方中，能选硼酸锌则不选三氧化二锑或氧化钼。 具体应遵循一下原则。尽可能选择低价格原料降低产品成本;尽可能选库存原料不用购买。尽可能选当地产原料运输费低，可减少库存量，节省流动资金;尽可能选国产原料进口原料受外汇、贸易政策、运输时间等因素影响大。尽可能选通用原料新原料经销单位少，不易买到，而且性能不稳定。,
