聚氯乙烯制品從硬質(zhì)、半硬質(zhì)到軟質(zhì)，品種繁多，而PVC所用的穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑和填充劑等更是多種多樣。近年來，一些工業(yè)廢物經(jīng)適當(dāng)處理后填充pvc的研究正方興未艾，如煉鋁工業(yè)廢渣赤泥(也稱紅泥)填充PVC、氯堿工業(yè)廢渣鹽泥填充PVC的研究相繼獲得成功，這既消除了環(huán)境污染，又可變廢為寶創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。重芳烴是乙烯配套芳烴裝置生產(chǎn)的工業(yè)廢油，其主要成分為無分離價(jià)值的C10芳烴混合物，經(jīng)氯化后，由于氯原子的介入，分子極性變大，使氯化芳烴成為一種和PVC相容性較好的深黃色液體。本文研究了氯化芳烴油增塑PVC的一些特點(diǎn)，并和DOP增塑的PVC進(jìn)行了性能比較，發(fā)現(xiàn)氯化芳烴油可以作為一種輔助增塑劑取代部分DOP使用，用于開發(fā)一些低檔的軟質(zhì)PVC制品。
1 試驗(yàn)部分
1. 1 主要原料及基本配方
S-1300聚氯乙烯，齊魯石油化工股份有限公司氯堿廠生產(chǎn);三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞硫酸鉛、硬脂酸鈣均為工業(yè)級(jí);鄰苯二甲酸二辛酯，淄博增塑劑廠生產(chǎn);重質(zhì)碳酸鈣，淄博華信化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn);氯化石蠟(含氯52%);氯化芳烴油，齊魯石化齊發(fā)工貿(mào)公司生產(chǎn)。PVC基本配方：PVC100份，穩(wěn)定劑3 5份，其它組分為變量。
1 2 測(cè)試條件及儀器型號(hào)
(1)用北京塑料機(jī)械廠制造的GH-10型高速攪拌混合機(jī)混料，混料溫度控制在90～110℃，時(shí)間8～10分鐘。(2)用上海橡塑機(jī)械廠制造的SB 160B型雙輥開煉機(jī)在150～180℃條件下塑煉5～7分鐘，剪成規(guī)整樣片備用。(3)用日本東測(cè)精密株式會(huì)制造的LDT-5-537型熱模壓機(jī)在165℃條件下壓片。(4)用意大利CEAST公司制造的6495/000型沖模機(jī)沖模。(5)用日本島津公司制造的AG-5000A型萬能拉力機(jī)拉伸試樣，拉伸測(cè)試按GB1040-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，拉伸速率為50mm/min。硬度測(cè)試按GB2411-80標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
2 結(jié)果與討論
2.1 氯化芳烴油增塑PVC的力學(xué)性能
考查材料的力學(xué)性能是評(píng)價(jià)氯化芳烴油增塑劑有無使用價(jià)值最直觀的方法，試驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2所示。從圖1、圖2中可以看出，氯化芳烴油增塑劑增塑PVC的力學(xué)性能與增塑劑用量的關(guān)系和DOP增塑PVC的規(guī)律相似，即隨著增塑劑用量的增加，PVC的硬度和拉伸強(qiáng)度減小，而斷裂伸長(zhǎng)率增大。相同增塑劑用量相比，氯化芳烴油增塑的PVC的硬度、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都高于DOP增塑的效果。也就是說，氯化
芳烴油增塑劑表現(xiàn)出類似于高分子聚酯增塑劑的特性。從其分子結(jié)構(gòu)特征分析解釋，可以這樣認(rèn)為：氯化芳烴油和DOP相比，由于它的分子上不含有長(zhǎng)的酯基鏈，當(dāng)它被PVC吸收后，苯環(huán)密度大，由于大量的苯環(huán)結(jié)構(gòu)充斥在PVC分子間，使PVC分子間和氯化芳烴油間位阻效應(yīng)提高，分子間作用力變大，因此宏觀力學(xué)性能不僅表現(xiàn)為硬度和拉伸強(qiáng)度較DOP增塑的PVC高，而且斷裂伸長(zhǎng)率也增大。從混料試驗(yàn)過程中也可以觀察到氯化芳烴油被PVC吸收速度較DOP快，由此可以看出氯化芳烴油是一種性能較好的增塑劑。然而PVC和氯化芳烴油的混合物用熱模壓機(jī)壓出板材試樣后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氯化芳烴油用量超過40份時(shí)，有氯化芳烴油析出現(xiàn)象。這一現(xiàn)象表明，氯化芳烴油與PVC的相容性比DOP差，所以它只能作為PVC的一種輔助增塑劑代替部分性能優(yōu)良的主增塑劑(DOP)使用。
2.2 氯化芳烴油和DOP的復(fù)合應(yīng)用
固定增塑劑的總用量為100份，改變氯化芳烴油和DOP的混合比例測(cè)軟質(zhì)PVC的邵氏硬度(A)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
從表1中看出，隨著氯化芳烴油用量增加，DOP用量減小，PVC硬度呈下降趨勢(shì)。在30份氯化芳烴油和70份DOP用量復(fù)用時(shí)，PVC硬度達(dá)到最低值為59，而后，隨著得氯化芳烴油用量增加，DOP用量減小，硬度又呈上升趨勢(shì)。這一趨勢(shì)表明，氯化芳烴油和DOP之間彼此具有協(xié)同增塑效應(yīng)。當(dāng)氯化芳烴油與DOP用量為30/70時(shí)，協(xié)同增塑效率最高。按上述配方壓出的板材試樣可看出，1-3號(hào)試樣放置一段時(shí)間后皆無氯化芳烴油析出，4號(hào)試樣有微量析出，而5號(hào)試樣析出較多。這說明當(dāng)DOP和氯化芳烴油復(fù)用比例為70/30時(shí)，兩種增塑劑分子彼此能相互容納共存于PVC分子之間形成穩(wěn)定的增塑體系，其增塑效率優(yōu)于氯化芳烴油和DOP單獨(dú)使用的效果。圖3顯示了表1中1-5號(hào)試樣的PVC板材常溫下放置8個(gè)月時(shí)間邵氏硬度的變化規(guī)律。從圖3中可以看出，1-3號(hào)試樣的硬度基本不隨放置時(shí)間延長(zhǎng)而變化，4號(hào)和5號(hào)試樣開始放置一段時(shí)間后，硬度具有明顯的增大，10周后硬度的變化開始趨于穩(wěn)定。這表明含有30份氯化芳烴油和70份DOP的3號(hào)試樣具有和100份DOP相似的耐久性，也就是說，氯化芳烴油和DOP復(fù)合使用在3/7的比例時(shí)兩者相容性好，而當(dāng)用量超過這一比例時(shí)，由于兩種增塑劑相容性變差，使氯化芳烴油從PVC中部分析出。
2.3 氯化芳烴油增塑劑在PVC圖章料中的應(yīng)用
氯化芳烴油是石油裂解的廢液經(jīng)簡(jiǎn)單氯化而得，作為一種廉價(jià)的增塑劑應(yīng)用于PVC中，其售價(jià)為2500元/噸左右，因此可用于低檔的軟PVC制品，如易撕護(hù)套電纜、低檔PVC塑料涼鞋等。本文研究了氯化芳烴油在PVC圖章專用料配方中的應(yīng)用，配方中添加一定量的氯化石蠟起到改善樣品表面的作用，試驗(yàn)配方見表2，PVC圖章料力學(xué)性能如表3所示，該料經(jīng)混合后，用55單螺桿擠出機(jī)擠出的PVC圖章板材表面光滑，色澤鮮艷，無增塑劑析出現(xiàn)象。圖章專用料成本在4000元/噸左右，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，用戶愿意接受。
3 結(jié)論
(1)氯化芳烴油是一種石油化工廢液，經(jīng)簡(jiǎn)單氯化處理后，可作PVC的輔助增塑劑使用，和DOP復(fù)合使用時(shí)配比以3/7為佳，此時(shí)增塑效率最高，且無從軟質(zhì)PVC中析出現(xiàn)象。(2)氯化芳烴油與DOP復(fù)合使用，氯化芳烴油含量在30%以下時(shí)，制品在長(zhǎng)期放置試驗(yàn)中的邵氏硬度隨時(shí)間的變化較小，說明此配比下對(duì)PVC增塑效果的耐久性與純DOP增塑的效果相當(dāng)。(3)氯化芳烴油價(jià)格為2500元/噸左右，因此可作為廉價(jià)增塑劑用于一些低檔軟質(zhì)PVC制品，從而降低PVC制品的成本，用它和DOP、氯化石蠟增塑的PVC制成的圖章專用料，成本在4000元/噸左右，經(jīng)濟(jì)效益較好。(4)氯化芳烴油是一種混合增塑劑，其中含有的低分子芳烴易揮發(fā)，使氯化芳烴油稍具有難聞的芳烴氣味，因此其應(yīng)用受到限制。
