氯化聚氯乙烯（PVC-C）是聚氯乙烯樹脂后氯化擁有的一種獨(dú)特的聚合物，是PVC家族中一個(gè)重要的分支。普通聚氯乙烯分子的氯含量為57%左右，氯化聚氯乙烯分子的氯含量為64~68%，**達(dá)70%以上。聚氯乙烯分子上再增加一些氯以后，其產(chǎn)物氯化聚氯乙烯的玻璃化溫度（Tg）將提高至115~135℃的溫度范圍內(nèi)；載荷下熱變形溫度，根據(jù)其配方的不同，也將從PVC物料約70℃提高到82~103℃的溫度范圍內(nèi)。所額外增加的氯，改善了PVC的耐熱性、阻燃性、生煙性，提高了抗張強(qiáng)度和模量，而保留了它原有的良好性能：突出的尺寸穩(wěn)定性，優(yōu)良的耐化學(xué)特性和耐侯性，不受水中余氯的侵蝕，以及良好的介電性能等。氯化不僅保留了PVC原有的優(yōu)良性能，而且使聚合物能于更高的溫度下使用，因而，常常可代替金屬或其他價(jià)格更貴的工程塑料。

PVC-C化學(xué)合成反應(yīng)式

圖1 PVC ------- PVC-C化學(xué)合成反應(yīng)式

PVC-C的抗沖擊改性

在國內(nèi)外，PVC-C*廣泛的用途還是用于制造管道，包括工業(yè)管道和冷熱水管道。雖然PVC-C材料用于制造管道較其他塑料管道有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但由于PVC-C特殊的分子結(jié)構(gòu)，使得PVC-C的加工難度比一般的塑料顯著提高，*主要的表現(xiàn)在熔體粘度大，加工溫度高，加工工藝范圍窄，易分解。另一方面，由于PVC-C分子中，含有較多的極性氯原子，因此，與 PVC相比， PVC-C具有更大的脆性。因此，在設(shè)計(jì)PVC-C配方時(shí)，除了要解決配方體系的穩(wěn)定性和內(nèi)外潤滑平衡之外，抗沖擊改性也是非常重要的。

由于氯化聚氯乙烯的氯含量較高，氯具有較大的極性，因此，如果在配方中不作有效的抗沖擊改性，所的產(chǎn)品抗沖擊性能極差，沒有使用價(jià)值。有效的抗沖擊改性是PVC-C配方設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。常用于PVC-U的抗沖擊改性劑都可以用于PVC-C，如CPE、MBS、ABS、抗沖型ACR等，它們雖然可以有效的提高PVC-C的抗沖擊性能，但由于它們本身的特性及與PVC-C樹脂結(jié)合各不相同，因此，在配方中所產(chǎn)生的效果是有差異的。

抗沖擊改性劑的分類

為了改善PVC-C的抗沖擊強(qiáng)度，一般采用將PVC-C樹脂與改性劑聚合物共混的方法，這種方法將高分子彈性體分散在PVC-C結(jié)構(gòu)中，當(dāng)外部沖擊能量作用而彈性體發(fā)生形變時(shí)，分散在PVC-C結(jié)構(gòu)中的高分子彈性體能吸收沖擊能，使之分散，從而提高了抗沖擊強(qiáng)度。就抗沖擊改性劑在PVC-C結(jié)構(gòu)中的分散形態(tài)來講，大體可以分為部分相溶分散型與粒子分散型兩大類。部分相溶分散型，即為抗沖擊改性劑按照加工機(jī)械的混煉能力的大小等級(jí)，在PVC-C中相溶分散的類型，以EVA、CPE為代表。粒子分散型，就是不論加工機(jī)械混煉能力的大小等級(jí)，抗沖擊改性劑皆在PVC-C結(jié)構(gòu)中保持粒子形態(tài)分散的類型，以MBS、ABS、ACR為代表。

各類抗沖擊改性劑的特性

無論用何種類型的抗沖擊改性劑，均受其分散形態(tài)的影響，然而就部分相溶分散型抗沖擊改性劑來說，其分散形態(tài)對(duì)加工條件的依賴性較大，而粒子分散型沖擊改性劑其形態(tài)對(duì)加工條件的依賴性相對(duì)較小。

部分相溶分散型抗沖擊改性劑，其抗沖擊改性是通過類似增塑劑的作用機(jī)理，因此，亦被稱為固體增塑劑，增加了母體的韌性，但同時(shí)也對(duì)母體的剛性、抗張力及耐熱性的降低產(chǎn)生較為明顯的影響。

在部分相溶分散型抗沖擊改性劑中，CPE是用途*廣的抗沖擊改性劑，一般為高密度聚乙烯經(jīng)氯化后的產(chǎn)物，在結(jié)構(gòu)上與PVC極為相似，與PVC和PVC-C的相溶性都很好。一般認(rèn)為，氯含量為36%左右的CPE，對(duì)PVC和PVC-C的抗沖擊效果**，耐候性也較好。CPE來源豐富，工藝簡單，價(jià)格低廉，在我國已占到抗沖擊改性劑用量的90%以上。

粒子分散型抗沖擊改性劑，因以粒子分散，在廣泛的加工條件下能擁有較為穩(wěn)定的抗沖擊性能，對(duì)母體的剛性、抗張力及耐熱性的降低也相對(duì)較小。

在粒子分散型抗沖擊改性劑中，MBS（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）是開發(fā)較早的優(yōu)良的抗沖擊改性劑，例如，一般在PVC-C混配料中加入5~10份MBS樹脂，就能達(dá)到有效的抗沖擊改性效果，但這類抗沖擊改性劑分子鏈中含有不飽和雙鍵，紫外線可以打破其不飽和骨架，并通過氧化和其他降解反應(yīng)，使改性劑失效，使產(chǎn)品變脆。因此，此類抗沖擊改性劑不適合戶外使用的產(chǎn)品。

ACR抗沖擊改性劑通常為甲基丙烯酸甲酯接枝到丙烯烷基酯，如乙酯、丁酯、異辛酯等彈性體上制得，并具有以高分子彈性體為核體，以甲基丙烯酸甲酯——丙烯酸乙酯共聚物為殼體的核殼結(jié)構(gòu)。這些成分的聚合物不含有不飽和雙鍵，不存在發(fā)生降解反應(yīng)的起始部，因此，具有較強(qiáng)的抗紫外線照射降解的功能，且具有低離模膨脹，良好的熔體強(qiáng)度，保持制品尺寸精度較高以及制品表面質(zhì)量較好等優(yōu)點(diǎn)。

抗沖擊改性劑的加入量對(duì)抗沖擊性能的影響

抗沖擊改性劑的加入量與抗沖擊強(qiáng)度的關(guān)系并不是成正比的。只有正確合理的設(shè)計(jì)抗沖擊改性劑在PVC-C混配料中的配比，才能達(dá)到抗沖擊改性與其他物理機(jī)械性能綜合的**效果。過量的使用抗沖擊改性劑，只能適得其反。對(duì)于每一種抗沖擊改性劑而言，它都遵循一個(gè)“S”型特性曲線（如圖2）。因此，抗沖擊改性劑的用量，不應(yīng)多于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品要求的目標(biāo)所需求的量。

圖2  抗沖擊改性劑特性曲線

各類抗沖擊改性劑對(duì)PVC-C混配料性能的影響

各類抗沖擊改性劑對(duì)PVC-C混配料物理性能的影響

表1 各類抗沖擊改性劑對(duì)PVC-C混配料物理性能的影響（用于擠出）

注：1. 配方中除了抗沖擊改性劑不同外，其他組分相同
2. 抗沖擊改性劑為8份

由表1可以看出，ABS、MBS的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和維卡軟化溫度都較高，CPE****。

由表2可以看出，CPE的塑化*慢，平衡扭矩****，ABS、MBS的物料粘度較大，物料溫度較高，平衡扭矩也較高；ACR塑化較快，平衡扭矩也較低。

表2 各類抗沖擊改性劑對(duì)PVC-C混配料流變性能的影響（用于擠出）

注： 1. 流變儀——哈普轉(zhuǎn)矩流變儀；2. 設(shè)置溫度185℃；3. 轉(zhuǎn)速45rpm
4. 除抗沖擊改性劑都為8份外，其他組分相同。

圖3 添加不同抗沖擊改性劑的PVC-C混配料的流變曲線圖
 

各類抗沖擊改性劑在PVC-C混配料中達(dá)到相同的加工曲線所需的潤滑劑用量

表3 各類抗沖擊改性劑在PVC-C混配料中達(dá)到相同的加工曲線所需的潤滑劑用量（用于擠出）

注： 1. 流變儀——哈普轉(zhuǎn)矩流變儀；2. 設(shè)置溫度185℃；3. 轉(zhuǎn)速45rpm
4. 抗沖擊改性劑都為8份

由表3可以看出，ACR在混配料加工中所需要的潤滑劑*少，ABS、MBS由于物料粘度大，在加工中需要較多的潤滑劑，才能滿足加工條件。

常用抗沖擊改性劑特性比較

表4 常用抗沖擊改性劑特性比較

結(jié)論

1）CPE屬于部分相容型抗沖擊改性劑，價(jià)廉，抗沖擊改性效果及耐候性也較好，還能降低PVC-C熔體的粘度，改善熔體流動(dòng)性，提高擠出速度。但CPE類似固體增塑劑，會(huì)明顯降低PVC-C材料的維卡軟化溫度；

2）MBS、ABS屬粒子分散型抗沖擊改性劑，抗沖擊改性效果好，對(duì)PVC-C材料的維卡軟化溫度影響也較小，但MBS、ABS分子鏈中含有不飽和雙鍵，耐候性較差，不適合戶外使用；

3）ABS與MBS的強(qiáng)度較高，對(duì)材料的維卡軟化溫度的影響較小，但ABS與MBS的加工粘度較大，混配料中需要加入較多的潤滑劑；

4）抗沖擊型ACR分子鏈中不含有不飽和雙健，耐候性好，抗沖擊改性也好，加工時(shí)物料粘度也小，是較為理想的抗沖擊改性劑。