提高軟質聚氯乙烯塑料性能的途徑

　　軟質聚氯乙烯塑料制品由于綜合有許多良好的性能，因此應用面很廣。例如低壓電纜、高壓電纜、海底電纜、船舶、飛機、車輛等用電線電纜以及工業包裝，民用和農業用薄膜，醫藥上用的無毒器具，人造革鞋底等。為了擴大軟質聚氯乙烯塑料的使用范圍，提高使用壽命，增加生產能力，從而在質量和數量適應社會主義建設的要求，應該對于軟質聚氯乙烯塑料的耐老化性能，其中包括耐熱性、耐寒性、耐氣候性、防蟻防鼠、防霉性、耐油和耐藥品性等以及填充劑的有效應用等方面加強工作。

　　耐熱性

　　一般軟質聚氯乙烯塑料用在高溫條件下，由于增塑劑揮發，失去柔軟性而發硬，進而由于熱分解而脆化，進而由于熱軟化而變化。為了改進這些性能，必須提高塑料的耐熱性。

　　耐熱軟質聚氯乙烯塑料根據其使用情況和要求不同，變化甚大，但必須具備如下條件：

　　在高溫環境中長期使用，耐熱老化性好，也即保持有一定的機械性能和電氣性能;

　　在長期高溫中及負荷作用下，變形較小，也即耐熱變形性好;要求有一定的耐寒性;易于成型加工等。

　　1、鑒定軟質聚氧乙烯塑料耐熱等級的試驗方法

　　對鑒定高分子材料的耐熱等級、認驗條件和終止指標的選定是極其重要的。由于軟質聚氯乙烯塑料是樹脂、增塑劑和穩定劑的多組份體系，所以其老化包括化學和物理兩個過程。聚氯乙烯的脫氯化氫而降解和交聯，增塑劑的氧化等，這些都是屬于化學過程;而增塑劑的揮發，擴散和遷移，則是屬于物理過程。

　　影響聚氯乙烯老化過程中化學反應速度的主要因素是溫度;增塑劑的揮發速度除了溫度以外，還與風速有關。

　　對于軟質聚氯乙烯塑料的實際使用來說，老化系數 (伸長率的保留率)是非常重要的。因為這一性能對老化很敏感，能體現出化學和物理這兩個過程來，而且是制品老化后能否繼續使用的一個重要標志。問題在于，無論是聚氯乙烯降解、交聯或增塑劑的揮發、遷移，總會使塑料的柔軟性降低，伸長率下降。

　　軟質聚氯乙烯塑料老化過程中的失重也是一個重要因素。失重不單純是由物理因素引起的。增塑劑的揮發、氯化氫的逸出、低分子物質的析出等既有物理現象，也有化學變化。

　　此外，失重會影響塑料的伸長率，但兩者之間的關系缺乏嚴格的規律性。從理論上講，失重小，老化系數應當高，失重大， 老化系數應當低。但實際上往往出現反常現象，例如有些塑料失重雖大，老化系數反而比失重小的塑料高;也有些塑料失重小，而老化系數值卻低。因此評定軟質聚氯乙烯塑料的熱穩定性能，若孤立地考慮 ，或者單純從失重著眼，都是片面的，不能反映耐熱性的實質。因為失重大的塑料其老化系數雖高，很快即會硬脆;小的塑料，其失重量少，但已喪失彈性，使用價值不大。

　　一般采用的試驗條件是：試驗溫度比實際使用溫度(按絕對溫度計算)高102%，老化時間為60天。例如耐熱105°C的軟質聚氯乙烯塑料的試驗溫度應為(273十105)×102%-273=113°C。不過按此條件，試驗曠日持久，很不方便，因此又有為時七天的快速試驗方法，其試驗溫度一般比實際使用溫度高出31°C。例如耐熱105°C的軟質聚氯乙烯塑料的快速試驗溫度應為105+31=136°C。

　　2、提高軟質聚氯乙烯塑料耐熱老化性的方法

　　軟質聚氯乙烯塑料的耐熱老化性主要取決于所用增塑劑的種類，而熱穩定劑和抗氧劑等也是重要的因索。

　　(1)耐熱增塑劑：由增塑劑的蒸氣壓求得增塑劑的最高連續使用溫度，例如苯二甲酸二辛酯為68°C，苯二甲酸810酯為80°C，苯二甲酸二異癸酯為92°C。作為耐熱105°C的增塑劑以偏苯三酸酯、均苯四酸酯和雙季戊四醇酯為好。

　　(2)熱穩定劑和抗氧劑：二鹽基性苯二甲酸鉛的耐熱性好，也可采用硅酸鉛。抗氧劑常用雙酚A，用量在0.5%以內。

　　(3)其它助劑：在采用的潤滑劑、填充劑、著色劑中一般對耐熱老化性影響不大。耐熱電纜料一般使用煅燒陶土、白炭黑、碳酸鈣等作填料，用量要注意，多加會影響熱老化性。

　　3、提離軟質聚氯乙烯塑料耐熱變形性的方法

　　熱變形是決定耐熱性(特別是電纜料)的另一個重要因素。聚氯乙烯樹脂本身是熱塑性材料，加有增塑劑的軟質聚氯乙烯，當溫度升高后易產生熱變形。作為電線絕緣使用時，由于回路中短路等造成過載電流通過，在短時間內導體溫度顯著上升，此時可能由于絕緣變形而影響使用。

　　熱變形取決于聚氯乙烯樹脂的分子結構、平均聚合度、增塑劑的種類和用量以及填充劑等。

　　(1)增塑劑：采用兩種不同增塑劑，兩種不同加入量的聚氯乙烯塑料在各種溫度下的變形率如圖2-5所示，可見增塑劑的品種及用量對變形率影響顯著。增塑劑用量少的質地較硬的塑料對熱變形是有利的。

　　(2)高聚合度樹脂：采用高聚合度樹脂具有可使其它性質不降低而使耐熱變形性顯著改進的特點。聚合度接近3000的樹脂與平均聚合度為1300左右的樹脂相比，變形率可減少1/3~1/4，但樹脂聚合度大，即分子鏈增長，加工性變差。

　　耐寒性

　　軟質聚氯乙烯塑料在高溫下軟化，在低溫下喪失粘彈性而硬化。一般軟質聚氯乙烯塑料由于液相增塑劑在固相樹脂中溶劑化而成凝膠狀，當溫度降低時增塑劑的粘度變大，聚氯乙烯和增塑劑相互作用加強。一般按照測定軟質聚氯乙烯的低溫伸長率和低溫沖擊壓縮溫度來判斷耐寒性。提高軟質聚氯乙烯耐寒性的途徑主要是采用耐寒性好的共聚樹脂，如丙烯酸 、馬來酸酯與氯乙烯的共聚樹脂，以及耐寒性增塑劑。

　　耐寒軟質聚氯乙烯塑料的配方設計一般考慮加工條件、性能、用途等。耐寒性好而耐熱耐光性差，也會影響制品的耐久性，因此必須綜合考慮各種性能來選定樹脂及增塑劑的種類和用量等。