2.3.2.Промежуточные модификаторы

Акрилонитрилбутадиен-стирольные (АБС) полимеры

Эти полимеры были отнесены к промежуточному классу, потому что условия обработки могли повлиять на конечную морфологию, когда они диспергированы в ПВХ.

Тройные полимеры АБС получают химической прививкой стирола и акрилонитрнла к предварительно полученному бутадиеновому или бутадиен-стнрольному латексу. Диаметр частиц латекса обычно варьируется в диапазоне от 100 до 250 им, но при помощи агрегации могут быть получены частицы более крупных размеров. Можно получить частицы, размеры которых будут достигать 500 им, но в таких случаях обычно наблюдается широкое распределение по размерам.

Модификаторы АБС являются эффективными агентами, увеличивающими жесткость ПВХ. Они способствуют сдвиговой деформации и придают хорошую низкотемпературную устойчивость к удару. Ударопрочность в смесях АБС-ПВХ увеличивается в зависимости от концентрации модификатора, достигает своего максимума и затем понижается. Как и в случае МБС-полимеров, содержащих ядро и оболочку, индекс преломления АБС модификаторов может быть подобран для ПВХ таким обратом, чтобы получить прозрачные жесткие смеси.

Температурa стеклования каучукоподобной фазы в АБС модификаторах близка к величине эластомера в частице МБС, то есть ниже 70 °С. Внешняя сфера полимеров АБС- обычно сополимер стирола и акрилонитрила - не является полностью совместимой с ПВХ на термодинамическом уровне в отличие от ПММА оболочек; тем не менее, она достаточно совместима с матрицей для получения необходимой адгезии к ПВХ и последующей хорошей дисперсии и эффекта увеличения жесткости.

2.3.3. Модификаторы с непредопределенным размером частиц

В общем случае это линейные или разветвленные полимеры, не сшитые и способные образовывать непрерывную фазу, покрывающую первичную гранулу ПВХ в процессе плавления. Для получения жестких материалов необходимо подобрать правильное сочетание совместимости с ПВХ и условий обработки. В эту категорию модификаторов попадают этиленовые сополимеры, полученные в реакторе или при помощи химической модификации полиэтилена.

Этиленовые сополимеры. Сополимеры этилена и винилацетата (ЭВА) получают полимеризацией при высоком давлении. Можно получить случайные сополимеры этилена и винилацетата (ВА), покрывающие весь диапазон возможных композиций. Добавление винилацетата разбивает кристаллический порядок полиэтилена до такой степени, что полимеры с содержанием винилацетата примерно 60 % масс. вообще не проявляют кристалличности. Также с увеличением содержания ВА, Т_g сополимера увеличивается с —55 °С, известной для полиэтилена, до 40 °С для поливинилацетата. Полностью смешиваемые с ПВХ сополимеры могут быть получены при содержании винилацетата в сополимере на уровне 65-85 %масс.. Для получения наилучших эластификаторов на основе данных химических соединений необходимо, чтобы сополимер проявлял минимальную кристалличность и как можно меньшую Т_g (в то время как полная смешиваемость с ПВХ нежелательна, для сохранения адгезии к матрице требуется достаточная совместимость с ПВХ. Оптимальный компромисс был получен в случае сополимеров, содержащих примерно 45 %масс. ВА. и проявляющих Т_g примерно -20 °С, а также низкую остаточную кристалличность.

ЭВА наиболее эффективно проявляют себя в качестве агентов, повышающих жесткость в том случае, если образуют сетку вокруг первичных частиц.

Для получения более низкой Т_g и лучшей термической стабильности, чем у винилацетатных сополимеров, была проведена сополимеризация бутилакрилата с этиленом (ЭБА). В ЭВА и ЭБА также использовался третий мономер, монооксид углерода. Этот мономер увеличивает совместимость с ПВХ, способствуя регулировке и в других мономерах.

Хлорированный полиэтилен (ХПЭ). Сополимеры ХПЭ использовались в ПВХ в течение более 30 лет. Их получают хлорированием полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Во время хлорирования большая часть кристалличности полиолефинов теряется и увеличивается совместимость с ПВХ. В диапазоне содержания хлора от 25 до 48 %масс. обеспечивается оптимальная совместимость с матрицей ПВХ при сохранении выделения каучукоподобных доменов в отдельную фазу. Содержание хлора выше 48% делает полимер слишком совместимым с ПВХ, и тогда имеет место не увеличение жесткости, а скорее пластификация; в то время как количество хлора, меньшее 25% приводит к недостаточной дисперсии, большим размерам доменов, плохой адгезии, что обусловливает худшее действие. Современные ХПЭ-модификаторы, предлагаемые в гранулированной форме, содержат от 30 до 40%масс. хлора. Сейчас доступны более новые, высокоэффективные варианты, содержащие 25 %масс хлора. Для данных сополимеров температура стеклования примерно равна 16 °С.

Ключом к получению желаемых свойств данных модификаторов является регулирование случайности расположения атомов хлора, а также структура ПЭВП субстрата.

ХПЭ используется в качестве эффективных эластификаторов ПВХ при экструзии и литьевом формовании, включая такие продукты, как обшивочные материалы, оконные профили и трубы. Они также функционируют в качестве технологических добавок и агентов, улучшающих совместимость в половых материалах на основе ПВХ и дерева. Основными свойствами, предлагаемыми ХПЭ, являются хорошая химическая устойчивость, отличные низкотемпературные свойства, более высокий уровень приема наполнителя и отличная совместимость с широким набором ингредиентов. За счет хорошо составленных композиций может быть получена отличная погодоустойчивость.