Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa

Chương I. CHẤT CHỐNG OXY HÓA

I. GIỚI THIỆU

Trong thực tế, tất cả vật liệu polymer (thiên nhiên hay tổng hợp) đều có phản ứng với oxy. Về

mặt kỹ thuật, cần phải xác định các phản ứng oxy hóa xảy ra chỉ do quá trình nhiệt ở nhiệt độ cao hay

do ánh sáng (chủ yếu là tử ngoại). Trong phần này sẽ bàn về sự oxy hóa do nhiệt của polymer.

Sự oxy hóa có thể xảy ra ở mỗi giai đoạn trong chu kỳ làm việc của polymer, tức là trong quá trình sản

xuất, bảo quản vật liệu, hay quá trình gia công và sử dụng.

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 1

Trang 1

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 2

Trang 2

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 3

Trang 3

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 4

Trang 4

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 5

Trang 5

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 6

Trang 6

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 7

Trang 7

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 8

Trang 8

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 9

Trang 9

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 346 trang viethung 4620
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa

Ứng dụng phụ gia trong ngành nhựa
Plastic and Rubber Technology Center 
ỨNG DỤNG PHỤ GIA 
TRONG NGÀNH NHỰA 
Plastic and Rubber Technology Center 
Chƣơng I. CHẤT CHỐNG OXY HÓA 
I. GIỚI THIỆU 
Trong thực tế, tất cả vật liệu polymer (thiên nhiên hay tổng hợp) đều có phản ứng với oxy. Về 
mặt kỹ thuật, cần phải xác định các phản ứng oxy hóa xảy ra chỉ do quá trình nhiệt ở nhiệt độ cao hay 
do ánh sáng (chủ yếu là tử ngoại). Trong phần này sẽ bàn về sự oxy hóa do nhiệt của polymer. 
Sự oxy hóa có thể xảy ra ở mỗi giai đoạn trong chu kỳ làm việc của polymer, tức là trong quá trình sản 
xuất, bảo quản vật liệu, hay quá trình gia công và sử dụng. 
Mỗi loại polymer có khả năng kháng oxy hóa khác nhau. Polymer có độ bất bão hòa càng cao thì 
càng nhạy với phản ứng oxy hóa. Đối với một loại polymer, khả năng kháng oxy hóa khác nhau do quá 
trình sản xuất khác nhau (bản chất và lƣợng xúc tác còn lại) và hình thái học (kết tinh và sự định hƣớng). 
Những biểu hiện của sự oxy hóa còn đƣợc gọi là hiện tƣợng lão hóa. Những biểu hiện này phụ thuộc vào loại 
polymer và ứng dụng của nó. Đó chính là những biểu hiện về ngoại quan của polymer: sự thay đổi màu (ngả vàng), 
mất độ bóng hay độ trong, sự phun sƣơng và các vết nứt trên bề mặt. Mặt khác, có thể xảy ra việc mất đồng thời các 
tính chất cơ học: độ bền va đập, độ dãn dài, độ bền kéo ...Khi xảy ra hiện tƣợng lão hóa, các tính chất của polymer bị 
biến đổi, điều này sẽ làm mất khả năng ứng dụng của nó. 
Về cơ bản, có nhiều phương pháp làm chậm quá trình oxy hóa nhiệt: 
- Biến tính cấu trúc polymer, nhƣ đồng trùng hợp với nhóm vinyl có chất chống oxy 
hóa. 
- Khóa các nhóm cuối mạch, thƣờng áp dụng đối với polyacetal. 
- Ổn định vật lý bằng cách định hƣớng (kéo căng). 
- Thêm các chất phụ gia ổn định: chất chống oxy hóa. 
Thêm chất chống oxy hóa là phương pháp thông dụng nhất. Chất chống oxy hóa là chất 
làm chậm sự oxy hóa, do đó làm chậm quá trình lão hóa của polymer. Chúng làm việc có hiệu quả 
ở hàm lƣợng khoảng 1%. Cần đƣa chất chống oxy vào polymer càng sớm càng tốt. 
Ngày nay, đi kèm với các ứng dụng rất đa dạng của nhựa thì tất yếu phải phát triển các phụ 
gia thích hợp, đặc biệt là chất chống oxy hóa. 
Plastic and Rubber Technology Center 
II. PHẢN ỨNG OXY HÓA CỦA POLYMER 
Phản ứng của các hợp chất hữu cơ với oxy đƣợc gọi là sự tự oxy hóa, vì các phản ứng này xảy 
ra tự động khi vật liệu hữu cơ ở ngoài không khí. Sự tự oxy hóa có hai đặc điểm: tự xúc tác và sự ức 
chế do phụ gia. Những phản ứng này thƣờng là những phản ứng gốc (hầu hết là các phản ứng chuỗi). 
Phản ứng chuỗi bao gồm: phản ứng khơi mào tạo gốc tự do, phản ứng truyền mạch và phân nhánh mạch 
tạo các sản phẩm oxy hóa, và phản ứng ngắt mạch (loại bỏ các gốc tự do khỏi hệ). Dƣới đây là phản chuỗi tổng 
quát của sự oxy hóa nhiệt: 
- Phản ứng khơi mào: đƣợc tạo thành do hoạt động của nhiệt hay do sự kết hợp của nhiệt và 
ứng suất cơ (thƣờng xảy ra trong điều kiện gia công). 
P H P H 
P H 
O
2 P HO2 
Xuc tac 
goc tu do 
- Phản ứng truyền mạch: Phản ứng (4) xảy ra rất nhanh nếu lƣợng oxy trong polymer 
đủ. Nó truyền gốc alkyl P vào gốc peroxy PO2 rất nhanh. Phản ứng (5) sẽ xác định tốc độ oxy 
hóa của polymer. 
P + O2 PO2 
PO2 + PH POOH + P 
- Phản ứng phân nhánh: Sự phân hủy peroxide 
POOH 
PO 
+ OH 
H2O 
POOH + PH 
PO + P + 
2 POOH 
 PO + PO2 + H2O 
P + PH 
 POH + P 
OH + PH 
P 
+ H2O 
- Phản ứng kết thúc mạch: từ (10) – (13) là các phản ứng hai phân tử của hai gốc tự do. Phản ứng (12) và (13) 
rất quan trọng trong việc giảm lƣợng oxy. Phản ứng (10a), 
(12) và (13) làm tăng liên kết ngang, có nghĩa là tăng khối lƣợng phân tử và có thể tạo 
gel. 
 Plastic and Rubber Technology Center 
PO2 + PO2 
 POOP + O2 
PO2 + PO2 
 PO + PO + O2 
PO2 + PO2 
sản phẩm không hoạt tính + O2 
P + PO2 
POOP 
P + P 
P – P 
III. CƠ CHẾ CỦA CHẤT CHỐNG OXY HÓA 
Sự tự oxy hóa theo diễn giải ở trên cho thấy rõ các phản ứng phá hủy polymer. Chúng là các phản ứng 
khơi mào và truyền mạch. Đối với các phản ứng này có thể sử dụng các hợp chất hóa học gây cản trở, đó là các 
phụ gia ổn định. 
Các chất chống oxy hóa quan trọng nhất, chống oxy hóa bậc nhất (phá vỡ mạch) gây cản trở giai đoạn truyền 
mạch (phản ứng 5). Các chất chống oxy hóa bậc 2 hay ngăn chặn phá hủy các nhóm hydroperoxide gây ra sự khơi mào 
và phân nhánh mạch. 
1. Sự ổn định của chất chống oxy hóa gây đứt mạch 
Sử dụng chất chống oxy hóa làm tác nhân cắt mạch, ngăn chặn phản ứng truyền mạch bằng 
cách cho chất này phản ứng với gốc tự do (nguyên nhân gây truyền mạch): gốc alkyl P và gốc 
peroxide PO2 . Các gốc alkoxy PO và gốc hydroxy OH đƣợc tạo thành trong phản ứng phân nhánh 
mạch tồn tại rất ngắn, chúng rất hoạt động và tạo các gốc alkyl khi tách hydro khỏi polymer. Khi có 
lƣợng oxy đủ, thì các gốc alkyl nhanh chóng chuyển thành gốc peroxy. 
Có 2 cơ chế phản ứng: cơ chế chất cho cắt mạch (CB-D)và cơ chế chất nhận cắt mạch 
(CB-A). 
Trong cơ chế chất cho cắt mạch, gốc PO lấy một hydro từ chất ức chế AH theo phản 
ứng AH, do đó AH đƣợc chuyển thành gốc A : 
PO2 + AH POOH + A 
Cơ chế CB-D có đặc điểm là sự tƣơng tác của gốc peroxy với chất ức chế phenolic và 
loại amin thơm bậc 2. Các gốc đi từ chất ức chế AH có thể phản ứng với gốc peroxy PO2 
khác theo phản ứng: 
PO2 + A POOA 
Plastic and Rubber Technology Center 
2. Sự ổn định của chất chống oxy hóa có tính chất ngăn ngừa: 
Chất chống oxy hóa ngăn ngừa hay bậc 2 phá hủy hydroperoxide mà không tạo gốc tự 
do trung gian. Do đó, chúng ngăn chặn phân nhánh mạch (do sự phân hủy của hydroperoxide 
tạo thành gốc tự do). 
ROOH + P(OR1)3 ROH + O = P(OR1)3 
Các acid chứa lƣu huỳnh là các chất phân hủy hydroperoxide. Ngoài ra, SO2 và SO3 là các sản 
phẩm cuối của sự oxy hóa, chúng là các chất phân hủy hydroperoxide đặc biệt hiệu quả. Rõ ràng là 
sulfide và thioether không có tính chống oxy hóa nhƣng các sản phẩm oxy hóa của chúng mới có tác 
dụng chống oxy hóa. Vì vậy, thioether đƣợc cho là các chất ổn định hoạt tính xúc tác. Ngoài ...  một lƣợng cần thiết. 
Để xác định mức độ chất hóa dẻo polymer phù hợp nhằm kháng di hành thì phải kiểm tra xúc tiến di hành 
trên các vật liệu hấp thu nhƣ silicate hoặc trên chính môi trƣờng sử dụng nếu có thể. Tiêu chuẩn kiểm tra phụ thuộc 
vào thiết bị hoặc thời gian cho phép. Thí dụ, ngƣời ta ƣớc lƣợng thay thế 20 phần DOP bằng chất hóa dẻo 
Plastic and Rubber Technology Center 
polymer khối lƣợng phân tử trung bình có hiệu quả tƣơng đƣơng sẽ cho khả năng kháng di 
hành nhƣ mong muốn. 
Công thức: 
(2)PVC 100 phần 
DOP 42 
Chất hóa dẻo polymer 24 
Vì chất hóa dẻo polymer ít hiệu quả hơn DOP nên sử dụng tỷ lệ thay thế là 1,2/1 để 
có đƣợc độ cứng tƣơng đƣơng. 
Hỗn hợp đƣợc yêu cầu ổn định nhiệt và ánh sáng nên sử dụng chất hóa dẻo epoxy. Dầu đậu nành 
epoxy có tính năng tƣơng tự nhƣ chất hóa dẻo polymer nhƣng vƣợt trội hơn nên có thể thay thế chất hóa dẻo 
polymer một lƣợng cho hiệu quả tƣơng đƣơng, tỷ lệ là 5 phần dầu đậu nành epoxy thay 6 phần chất hóa dẻo 
polymer. Thêm 20 phần độn CaCO3 vẫn đáp ứng đƣợc độ bền kéo và bền xé. 
(3)PVC 100 phần 
DOP 42 
Chất hóa dẻo polymer 24 
Dầu đậu nành epoxy 5 
CaCO3 20 
Vì sản phẩm yêu cầu độ bền kéo và xé tốt nên chọn nhựa có khối lƣợng phân tử cao. Tấm PVC đƣợc 
đùn trực tiếp từ bột khô chứa chất hóa dẻo polymer và nồng độ hóa dẻo lớn nên nhựa cũng phải có tính chất 
hấp thu dầu cao. 
Chất ổn định Ba – Cd hoặc Ba – Cd – Zn kết hợp với epoxy, bột màu vô cơ sẽ sẽ ổn định 
đƣợc ánh sáng ngoài trời. Các chất hóa dẻo trong trong thức này đều bị tấn công của nấm mốc nên 
thêm tác nhân chống nấm mốc, tuy nhiên chất này có ảnh hƣởng ngƣợc lại với chất ổn định nên cần 
phải thêm chất ổn định phosphite hoặc tăng hàm lƣợng Ba – cd hoặc cả hai. 
Công thức cuối cùng đƣợc điều chỉnh là: 
 (4) PVC 100 phần 
DOP 42 
Chất hóa dẻo polymer 24 
Dầu đậu nành epoxy 5 
CaCO3 20 
Hệ ổn định Ba – Cd lỏng 2,5 
Plastic and Rubber Technology Center 
Chất ổn định phosphite 0,5 
Chất chống nấm mốc 1,0 
Axit stearic 0,5 
Bột màu vô cơ x 
VI. TẠO CÔNG THỨC PVC CỨNG 
PVC cứng chiếm vị trí quan trọng trong lĩnh vực nhựa nhiệt dẻo chịu lực cao. Nó đƣợc xem là 
nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật giá thành thấp có cơ tính tuyệt vời, độ cứng, tính kháng hóa chất, đặc tính lão 
hoá tốt và độ bền va đập cao. 
PVC cứng đƣợc dùng làm ống dẫn nƣớc uống, cáp điện, các sản phẩm trong công 
nghiệp, bao bì thực phẩm, mỹ phẩm, ngành dƣợc, ván lát nhà, trần nhà, cửa và hệ thống 
máng nƣớc. 
PVC cứng đƣợc gia công bằng các công nghệ truyền thống: ép đùn, cán tráng, ép 
phun, đúc thổi và đúc ép. Giống nhƣ PVC hóa dẻo, PVC cứng phải tạo compound trƣớc 
khi sử dụng. 
1. Chọn nguyên liệu 
Các thành phần trong công thức PVC cứng: 
8. Nhựa PVC (PVC resin) 
9. Hệ ổn định để ngăn cản sự phân hủy trong suốt quá trình gia công và sử dụng 
10. Chất bôi trơn để gia công dễ dàng 
11. Chất biến tính va đập để tăng độ bền va đập 
12. Chất trợ gia công để dễ chảy và dễ gia công 
13. Chất tạo màu cho việc tạo màu đúng và còn giúp ổn định ánh sáng (nếu đƣợc yêu 
cầu) 
14. Chất độn để giảm giá thành hay để cải thiện độ va đập hay các tính chất khác nào đó 
15. Các phụ gia khác (tác nhân chống tĩnh điện, chất hấp thụ tia UV, chất chống kết khối, chất 
chống cháy, chất chống nấm mốc, hƣơng liệu). 
16. Chất hóa dẻo. 
a. Nhựa PVC 
Hầu hết PVC sử dụng cho các ứng dụng PVC cứng là PVC đƣợc trùng hợp bằng phƣơng pháp 
huyền phù (suspension polymerized hopolymer) hay còn gọi là PVC-S. Cũng giống nhƣ tất cả các loại nhựa 
khác nếu tăng khối lƣợng phân tử PVC-S 
Plastic and Rubber Technology Center 
tăng thì tính chất vật lý đƣợc cải thiện nhƣng khối lƣợng phân tử thấp hơn thì dễ chảy và dễ gia 
công hơn. Hỗn hợp sử dụng cho đùn (ống, profile, cáp, khung cửa, ) thƣờng sử dụng PVC resin 
có khối lƣợng phân tử trung bình, chỉ số K khoảng 65-68; các công nghệ khác nhƣ ép phun, thổi thì 
K thấp hơn. Ngoài ra, trên thị trƣờng có các loại copolymer của vinyl chlpride và vynyl acetate, 
ethylene, propylene sử dụng cho các mục đích đặc biệt nhƣ vinyl chlpride –olefin copolymer có 
tính ổn định cao, chảy tốt sử dụng trong ép phun. Tuy nhiên, giá thành của copolymer đắt hơn 
hopolymer rất nhiều. 
9. Hệ ổn định 
Đã trình bày phần trƣớc. 
10. Chất bôi trơn 
Chất bôi trơn sử dụng trong công thức cả bôi trơn nội và ngoại. Chất bôi trơn 
nội làm cho khối phân tử polymer dễ chảy trong thiết bị gia công. Chất bôi trơn ngoại nhƣ là 
một hàng rào càn giữa dòng chảy polymer và thiết bị gia công nhằm xúc tiến dòng chảy và ức 
chế sự kết dính. 
Loại và lƣợng chất bôi trơn đã bàn chi tiết trong phần bôi trơn. 
10. Chất biến tính va đập 
Nếu chọn nhựa, chất ổn định, chất bôi trơn thích hợp là đã có thể sản xuất đƣợc 
PVC cứng. Tuy nhiên, sản phẩm khá dòn nên để tăng độ bền va đập, các chất dẻo đàn hồi giống nhƣ 
cao su đƣợc cho vào hỗn hợp. Vật liệu này có độ tƣơng hợp giới hạn với PVC, hình thành hệ vinyl – 
cao su hai pha, không đồng nhất. 
Chất trợ va đập là các loại terpolymer, copolymer ghép và khối, polymer biến tính 
trong đó phổ biến nhất là ABS và MBS, trong đó ABS dùng cho các mục đích thông dụng 
và MBS cho sản phẩm trong. Do mạch hai loại polymer này bất bão hòa nên dễ bị phân 
hủy oxy hóa và ánh sáng, tức làm tăng lão hóa UV và lão hóa nhiệt độ cao. 
 Canxi carbonate cực mịn (kích thƣớc 1 – 2 µm) cũng cải thiện tính chất va đập và giảm giá 
thành, tuy nhiên nó không dùng cho sản phẩm kháng hóa chất. 
Q. Chất trợ gia công 
Hỗ trợ quá trình gia công khi có những ảnh hƣởng bất lợi lên sản phẩm, đặc 
biệt làm tăng tính đồng nhất dòng chảy, bề mặt sản phẩm. Có ba loại chất trợ gia công thƣơng mại là 
acrylic, styrene – acrylonitrile copolymer, PE Clo hóa. 
Plastic and Rubber Technology Center 
Chất trợ gia công phổ biến nhất là PMMA: cải thiện độ bền xé nóng, khả năng dãn nở và ít có tác động 
ngƣợc lại. Styrene – acrylonitrile copolymer có tính năng tƣơng tự nhƣng hiệu quả kém hơn. PE Clo hóa tùy vào 
khối lƣợng phân tử, độ kết tinh của PE và mức độ Clo hóa sẽ cải thiện khả năng gia công và cả độ bền va đập. 
MM. Chất hóa dẻo 
Chất hóa dẻo đƣợc xem nhƣ chất trợ gia công trong PVC cứng: làm giảm độ nhớt nóng chảy và 
góp phần cải thiện bề mặt sản phẩm. Tuy nhiên, không giống nhƣ chất trợ gia công, chất hóa dẻo có ảnh 
hƣởng ngƣợc lại tính chất vật lý của hỗn hợp nhƣ nhiệt độ biến dạng nhiệt, độ bền va đập, kháng hóa 
chất nên tránh sử dụng chất hóa dẻo trong sản phẩm PVC cứng. Nếu cần thiết sử dụng tính chất của hóa 
dẻo cho PVC cứng thì nên chọn loại epoxy. 
2. Đánh giá compound pvc cứng 
Nhà tạo công thức vinyl cứng phải quan tâm khả năng gia công và tính chất 
của sản phẩm. 
KKK. Khả năng gia công tốt yêu cầu độ nhớt nóng chảy, tính ổn định nhiệt thích 
hợp, tính chất lƣu biến tốt và bôi trơn ở trạng thái nóng chảy để bề mặt sản phẩm láng 
phẳng. 
LLL. Các tính chất đƣợc yêu cầu của sản phẩm phụ thuộc hƣớng sử dụng của sản phẩm. Các tính 
chất có thể cần xem xét bao gồm nhiệt độ biến dạng nhiệt, tính năng va đập, độ cứng, kháng hóa chất, 
kháng thấm, độ trong, tính ổn định nhiệt, kháng oxy hóa, và một số yêu cầu riêng khác của sản phẩm. 
a. Độ nhớt nóng chảy 
Độ nhớt nóng chảy về cơ bản đƣợc xác định bằng khối lƣợng phân tử nhựa, nhƣng cũng phụ thuộc 
loại và lƣợng chất bôi trơn, chất ổn định nhiệt, sự có mặt của các chất hóa dẻo hay các phụ gia làm giảm độ 
nhớt và nhiệt độ gia công. 
Độ nhớt nóng chảy tối ƣu tùy thuộc kỹ thuật gia công và sản phẩm cụ thể. Đối với công 
nghệ ép đùn hầu hết sử dụng nhựa có khối lƣợng phân tử trung bình (độ nhớt 0,9 - 1,0) để tối ƣu 
các tính chất nhƣ độ bền va đập (thƣờng đƣợc yêu cầu cho các áp dụng nhƣ ống cứng, tấm trần, 
máng nƣớc). Hầu hết các máy ép đùn đƣợc thiết kế cho nhựa khối lƣợng phân tử trung bình (khối 
lƣợng phân tử giúp tạo phôi đùn có kích thƣớc chính xác). 
Plastic and Rubber Technology Center 
Việc thêm vào các chất lỏng tƣơng hợp nhƣ các chất hóa dẻo và các chất ổn định lỏng làm giảm độ nhớt 
nóng chảy. Tuy nhiên, điều này làm giảm nghiêm trọng các tính chất vật lý mong đợi nhƣ sự biến dạng nhiệt, độ 
bền va đập và tính kháng hóa chất. Vì vậy, lƣợng chất lỏng thêm vào hệ PVC cứng nên dùng tối thiểu. 
b. Tính ổn định nhiệt 
Đã trình bày phần trên. Ngoài ra có một số lƣu ý: 
 Với công nghệ ép đùn, thƣờng thì lƣợng chất ổn định thêm vào máy ép đùn hai vít ít 
hơn nhiều so với máy ép vít đơn do nhiệt độ phôi đùn từ máy ép đùn hai vít có thể đƣợc 
kiểm soát tốt hơn và polymer phải chịu biến dạng trƣợt thấp hơn máy một vít. 
 Thiết kế chính xác cổng và các đƣờng dẫn nhựa trong máy ép phun cũng có thể giảm đến 
tối thiểu hàm lƣợng chất ổn định đƣợc yêu cầu. 
 Nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT) 
Nhiệt độ biến dạng nhiệt của PVC đƣợc đo theo ASTM D648. Trong tiêu 
chuẩn này, nhiệt độ biến dạng nhiệt đƣợc định nghĩa là nhiệt độ mẫu kiểm tra bị kéo căng dƣới áp suất 264 psi, 
võng xuống 0,010 inch. PVC không hóa dẻo và không biến tính có nhiệt độ biến dạng nhiệt xấp xỉ 78
o
C khi test 
bằng phƣơng pháp này. 
HDT bị giảm chút ít khi khối lƣợng phân tử của nhựa nền thấp hơn và khi thêm các chất 
biến đổi va đập hay các chất trơ gia công không phải dạng lỏng. Việc thêm chất hóa dẻo hay 
chất ổn định lỏng có ảnh hƣởng chủ yếu lên HDT và giảm 1,5 – 3,0 
o
C / phần chất lỏng. 
Copolymer thƣờng có HDT thấp hơn homocopolymer. PVC clo hóa có HDT cao 
hơn. Có thể cải thiện HDT của PVC bằng cách blend PVC với polymer khác nhƣ nhựa 
acrylic hay SAN. 
d. Tính năng va đập 
Thêm vào 8 - 15 % các polymer acrylic, ABS, MBS, EVA hay CPE sẽ cải thiện đáng kể những 
đặc tính va đập và sản phẩm trở nên mềm dẻo, dễ uốn. 
 Ngoài ra, độ bền va đập đƣợc cải thiện khi khối lƣợng phân tử nhựa tăng và giảm các 
phụ gia lỏng đến mức thấp nhất. Các chất bôi trơn và độn có ảnh hƣởng đáng kể lên độ bền va 
đập, cả có lợi lẫn bất lợi. Chế độ gia công tối ƣu sẽ cho độ bền va đập đạt cao nhất. 
Độ bền va đập của vật liệu nhựa thƣờng đƣợc xác định theo ASTM D256, D1709, 
D3393, D2463, D3420, F725 và D4226. 
Plastic and Rubber Technology Center 
 Độ cứng 
Độ cứng bị giảm khi thêm các chất trợ va đập và đƣợc làm tăng lên bằng cách 
thêm một lƣợng nhỏ phụ gia hóa dẻo. 
Homopolymer thƣờng cứng hơn copolymer. 
 Kháng hóa chất 
PVC cứng có tính kháng hóa chất rất tốt. Tuy nhiên, tính chất này bị giảm do 
phƣơng pháp gia công hay phụ gia va đập. Để duy trì tính kháng hóa chất cao nhất, nên thêm lƣợng tối thiểu 
các chất ổn định và chất bôi trơn cần thiết cho gia công. 
 Khả năng thẩm thấu 
Cũng nhƣ tính kháng hóa chất, độ thẩm thấu thấp nhất khi vật liệu chứa một 
lƣợng phụ gia nhỏ nhất. 
h. Độ trong 
Bản thân nhựa PVC trong suốt nhƣng không thể gia công đƣợc, độ trong sẽ giảm khi thêm phụ gia vào 
hỗn hợp. Do đó để đạt độ trong tối ƣu, cần xác định cẩn thận lƣợng và loại các phụ gia. Nhóm vật liệu ƣu tiên sử 
dụng cho tính chất này là chất ổn định cơ thiếc, chất trợ va đập acrylic, chất trợ gia công acrylic (dùng lƣợng nhỏ) 
và các chất bôi trơn là các acid béo và các ester hữu cơ; và nên tránh sử dụng độn, chất ổn định xà phòng kim loại, 
chất bôi trơn dạng wax, PE clo hóa. 
Ngoài ra, môi trƣờng sử dụng cũng ảnh hƣởng đến độ trong của sản phẩm PVC cứng, ví dụ 
nhƣ chai PVC trở nên mờ đục khi chứa nƣớc hay cồn. 
 Tính ổn định quang 
Tƣơng tự nhƣ hỗn hợp PVC dẻo trong đó các thành phần đƣợc khuyến khích sử dụng cho sản 
phẩm PVC cứng ngoài trời là: chất ổn định chì kết hợp với chất chống oxy hóa phosphite, chất hóa 
dẻo epoxy và chất hấp thu UV, chất trợ va đập là CPE, EVA và họ acrylic biến tính và bột màu vô 
cơ. 
3. Tạo công thức compound pvc cứng 
Một số công thức tiêu biểu 
Khi trộn hợp cần xem xét cân đối cả hai yếu tố là gia công và kinh tế. 
Sau đây là một vài công thức PVC cứng tiêu biểu 
Ví dụ 1: Sản phẩm là chai PVC chứa dầu gội đầu. 
Cách sản xuất: đúc thổi. 
Yêu cầu sản phẩm: trong, độ bền va đập cao, kháng thấm. 
Plastic and Rubber Technology Center 
Nhựa PVC -S có chỉ số K trong khoảng 57 - 60. 
Chất ổn định: do sản phẩm trong nên chọn chất ổn định thiếc, sản phẩm chủ yếu sử dụng trong nhà 
nên dùng loại alkyltin mercaptide. Hàm lƣợng khoảng 1,5 – 3,0 % so với PVC resin, phụ thuộc loại thiết bị 
gia công và lƣợng phế liệu. 
Chất bôi trơn: nên sử dụng ở mức độ tối thiểu (chiếm khoảng 0,5 – 2,0 %) vì chất 
bôi trơn ảnh hƣởng đến độ trong sản phẩm, cần cân đối giữa chất bôi trơn nội và chất bôi 
trơn ngoại. 
Chất trợ gia công nhƣ polymer acrylic sẽ đƣợc kết hợp ở mức 1 – 3% để giảm thiểu hiện tƣợng 
nứt gãy khi nóng chảy, tạo phôi có bề mặt phẳng láng. 
Chất biến tính va đập: dùng MBS ở mức 8 – 15%. Lƣu ý chất biến tính va đập ít thì 
có độ kháng thấm tốt nhƣng nếu dùng nhiều sẽ ảnh hƣởng đến độ trong và hiện tƣợng vết 
đục khi chịu tải gập. 
PVC 100 
Chất trợ gia công acrylic 1 – 5 
Chất biến đổi va đập MBS 8 – 15 
Chất ổn định cơ thiếc mercaptide 1,5 – 3,0 
Chất bôi trơn 0,5 – 2,0 
Màu theo yêu cầu 
Ví dụ 2: Sản phẩm là ống dẫn nƣớc uống. 
Cách sản xuất: ép đùn từ hỗn hợp khô. 
Yêu cầu: kháng nổ tung do áp lực nƣớc, độ độc có thể chấp nhận đƣợc. 
Nhựa có khối lƣợng phân tử trung bình, chỉ số K = 67 – 68. 
Sử dụng chất trợ va đập ABS kết hợp với độn CaCO3 siêu mịn với hàm lƣợng vừa phải để 
đạt đƣợc độ bền áp lực nƣớc trong thời gian dài. 
Chất trợ gia công acrylic hoặc alpha methylstyrene tạo phôi đùn phẳng láng. Một số 
PE clo hóa cũng đƣợc đề nghị cho mục đích này và nó cũng hoạt động nhƣ chất biến đổi va 
đập. 
Các chất ổn định đƣợc đề nghị ở Mỹ cho ống dẫn nƣớc uống là các alkyltin hay antimony 
mercaptide, lƣợng dùng 0,3 – 2,0 %, phụ thuộc gia công. 
Chất bôi trơn: kết hợp calcium stearate và paraffin wax, đôi khi với PE thấp phân tử 
oxy hóa một phần. 
Pigment được dùng để cho màu sắc yêu cầu và công thức cuối cùng có thể như 
sau: 
Plastic and Rubber Technology Center 
PVC 100 
Chất trợ gia công 1 – 5 
Chất biến tính va đập 0 – 10 
CaCO3 0 - 10 
Chất ổn định cơ thiếc 0,3 – 2,0 
Calcium stearate 0,5 – 1,5 
Paraffin wax 0,5 - 1 
Màu 1 – 2 

File đính kèm:

  • pdfung_dung_phu_gia_trong_nganh_nhua.pdf