PVC防水卷材是目前世界上應(yīng)用最廣泛的防水卷 材之一，適用于大型屋面板、空心板作防水層，亦可作剛性層下的防水層及舊建筑物混凝土構(gòu)件屋面的 修繕，以及地下室或地下工程的防水、防潮、水池、貯水槽及污水處理池的防滲，有一定耐腐蝕要求的地 面工程的防水、防滲。pvc防水卷材具有使用壽命長、 耐老化、拉伸強(qiáng)度高、延伸率大、尺寸變化小、低溫 性好；施工簡便，搭接邊可焊接，搭接強(qiáng)度高、無污 染；耐化學(xué)腐蝕性好，適應(yīng)特殊場合；具有阻燃性、良好的可塑性，細(xì)部處理方便，維修方便、成本低等 眾多優(yōu)勢。
目前，軟質(zhì)PVC材料主要使用鄰苯二甲酸二辛酯 (DOP)增塑劑，材料對溫度的敏感性較大：低溫下材 料易變硬，失去彈性；溫度較高時(shí)，材料的分子遷移 率和空氣熱失重大，耐久性變差。這是普通軟質(zhì)PVC 彈性體材料的一大缺點(diǎn)。為獲得同時(shí)具備良好低溫彎 折性和耐久性的軟質(zhì)PVC卷材，本文試驗(yàn)對配方中的 組分與增塑劑對軟質(zhì)PVC卷材的低溫彎折性能以及分 子遷移率的影響進(jìn)行了對比研究。
一、PVC 卷材配方結(jié)構(gòu)
PVC配方一般含有PVC樹脂、增塑劑、熱穩(wěn)定劑、 填充劑、光穩(wěn)定劑、抗沖性能改性劑等成分。
做軟制品時(shí)，PVC樹脂一般使用PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3 型，需要加入大量增塑劑。本試驗(yàn) 選用 SG3 疏松型PVC 樹脂。
增塑劑是指增加塑料的可塑劑，改善成型加工時(shí) 樹脂的流動(dòng)性，并使制品具有柔韌性的有機(jī)物質(zhì)，添 加增塑劑可降低塑料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。本試驗(yàn)采用常用的DOP,并與其他增塑劑配合使用。
考慮試驗(yàn)的安全性，熱穩(wěn)定劑選用無毒熱穩(wěn)定劑 硫醇錫。
填充劑選用活性超細(xì)碳酸鈣。
由于PVC卷材在戶外使用，因此要添加一定量的 光穩(wěn)定劑，此試驗(yàn)采用物理光屏蔽劑鈦白粉和紫外線 吸收劑UV-531并用。
考慮PVC卷材有抗穿孔性能要求，因此需要加入 一定量的抗沖性能改性劑CPE。
二、試驗(yàn)部分
1 、試驗(yàn)配方
本試驗(yàn)中設(shè)計(jì)增塑劑總量為80質(zhì)量份，第一組 4 個(gè)試驗(yàn)是以DOP為主增塑劑，DOA為次增塑劑；第 二組4個(gè)試驗(yàn)是以DOP為主增塑劑，聚酯增塑劑A為 輔助增塑劑；第三組4個(gè)試驗(yàn)是以DOP為主增塑劑， 高分子增塑劑B 為輔助增塑劑。配方中其他各助劑 份數(shù)不變，分析當(dāng)輔助增塑劑用量逐步增大時(shí)，對 PVC 片材的低溫彎折性及分子遷移率的影響。
2 、試樣制備
將 PVC 樹脂和各種助劑按比例稱量，混合均勻 后，在 140～150℃的雙輥混煉機(jī)上混煉 10min，然 后在 160℃的平板硫化機(jī)上模壓8min，在冷壓機(jī)上 冷卻 5min，放置 24h 后裁成所需的試樣。
3 、試樣分析
(1)低溫彎折性能測定
將片材裁成100 × 50mm 的試件，彎曲 180°， 使 50mm 寬的邊重合、齊平并固定。將彎折儀上下 平板距離調(diào)節(jié)為片材厚度的 3 倍。將彎折儀翻開， 把試件放在下平板上，到達(dá)規(guī)定溫度后，在此溫度 下放置1h，然后將上平板 1s 內(nèi)壓下，到達(dá)所調(diào)間 距位置，在此位置保持 1s 后將試件取出。待恢復(fù) 到室溫后觀察彎折處是否斷裂，或用 6 倍放大鏡觀 察試件彎折處有無裂紋。
(2)分子遷移率測定
將PVC 制成尺寸為長 50mm、寬 10mm、厚 2mm 的試件，采用標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯(PS)吸收片。將制好的試件放在干燥器內(nèi)干燥24h后放在2個(gè)標(biāo)準(zhǔn) PS吸收片之間壓實(shí)后放進(jìn)烘箱中，通過砝碼施加0.022MPa 的負(fù)載，并在(70 ± 0.5)℃溫度下放置72h，從烘箱里取出，冷卻到室溫后將PVC試樣和PS吸收片分開，稱量PVC試樣的質(zhì)量損失率。
三、試驗(yàn)結(jié)果與分析
可見，隨著DOA增塑劑用量的增加，PVC 片材的低溫性能逐步提高，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，材料的脆化溫度降低3℃。這是由于增塑劑分子進(jìn)入 PVC分子網(wǎng)絡(luò)的間隙中，其極性部分與PVC分子鏈段 中的極性部分相互作用，鏈段間的分子間作用力明顯減小，PVC分子鏈段間距增大，使PVC分子鏈更加柔 順，因而 PVC越柔軟，耐低溫性能越好。
隨著DOA增塑劑用量的增加，PVC 片材的分子遷移率逐漸增大，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30% 時(shí)，材料的分子遷移率由初始的0.95%增加到1.32% (增加了39%)。小分子增塑劑可以改善PVC 材料的耐低溫性能，但是小分子增塑劑容易遷移，太多的 小分子增塑劑會(huì)造成 PVC 片材分子遷移率過大，在 長期使用過程中析出，使 PVC 軟質(zhì)材料變硬，使用 性能降低。
隨著聚酯增塑劑 A 用量的增加， PVC片材的耐低溫性能均呈下降趨勢。聚酯增塑劑與 PVC樹脂的溶解度參數(shù)差異較大，因此兩者的相容性 較差，兩相分離不能形成有效的互穿網(wǎng)絡(luò)，使PVC材 料的加工性能、耐低溫性能變差。
隨著聚酯增塑劑A用量的增加，PVC 片材的分子遷移率逐漸降低，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30% 時(shí)，材料的分子遷移率由初始的 0.95% 降低到 0.6% (降低了 37%)，材料的耐久性能變好。
隨著高分子增塑劑B用量的增加， PVC片材的低溫脆化溫度有較大幅度的降低。當(dāng)質(zhì)量 分?jǐn)?shù)在30%以下時(shí)，材料的脆化溫度下降很快；質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，脆化溫度達(dá)到-39℃(降低了9.5℃)， 使材料具有良好的耐低溫性能，并具有橡膠材料的手 感和外觀。高分子增塑劑B與PVC同屬極性高聚物， 溶解度參數(shù)非常相近，因此兩者的相容性很好，可按 任意比例共混。通過高分子增塑劑B的增塑改性，可 顯著改善 PVC片材的彈性、柔軟性和耐低溫性能。
隨著高分子增塑劑B用量的增加， PVC片材的分子遷移率減小，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí)， 材料的分子遷移率由初始的 0.95%降低到 0.37%(降低了 61%)。這是由于材料本身硬度一定，增加高 分子增塑劑 B 用量的同時(shí)，減少了DOP 的用量；同 時(shí)由于高分子增塑劑B與PVC材料中的小分子增塑劑 DOP之間有很強(qiáng)的分子間作用力，有吸收和固定DOP 作用，防止它遷移到軟質(zhì) PVC 材料的表面，從而使 材料的分子遷移率減小，分子遷移性能提高，材料 的耐久性得到改善。
四、 結(jié)論
1、DOA 與 DOP 配合作為 PVC 片材的增塑劑時(shí)， 隨著DOA用量的增加，材料的低溫脆化溫度降低，耐 低溫性能得到改善；但同時(shí)材料的分子遷移率增加 較快，材料的耐久性能變差。聚酯增塑劑A與DOP配 合增塑PVC片材，隨著聚酯增塑劑用量的增加，PVC 片材的低溫脆化溫度升高，耐低溫性能變差，但材 料的分子遷移率逐漸降低，材料的耐久性能變好。 選用高分子增塑劑B可同時(shí)降低 PVC 片材的低溫脆化溫度和分子遷移率，顯著提高材料的耐低溫性和 耐久性。
2、高分子增塑劑B可以同時(shí)改善PVC片材的耐低溫性和耐久性，但其用量也不能太大，一般控制在 20%左右，否則將影響材料的塑化性、加工性，并且增加成本。通過增塑劑的復(fù)合使用，添加高分子增塑劑B，合理調(diào)整配方可以得到耐低溫性和耐久性較好 且成本合理的軟質(zhì)PVC材料。
