聚氯乙烯防水卷材
导语：
聚氯乙烯防水卷材具有良好的机械性能和低温柔性、耐老化、耐紫外和易焊接性，综合性能优异，可广泛应用于水池、堤坝、隧道和种植屋面等各类工程的防渗防漏。聚氯乙烯防水卷材的柔软度可通过增塑剂的用量来调节，卷材柔软易安装，施工方便简单，能适用于较为寒冷的环境，但增塑剂会随着时间的延长发生迁移，从而破坏防水卷材的性能，严重时甚至会失去使用价值。随着人们对聚氯乙烯防水卷材性能要求的提高及国家对环保的要求越来越严格，研究出综合性能更加优异的聚氯乙烯防水卷材显得尤其重要。
作者单位：广州大禹防漏技术开发有限公司
摘自：2018年第1期《中国建筑防水》
本试验通过对聚氯乙烯进行改性制备了聚氯乙烯防水卷材，分别研究了聚氯乙烯聚合度、增塑剂种类及用量、抗冲改性剂种类及用量对聚氯乙烯防水卷材力学性能的影响，探讨了增塑剂种类及用量对耐老化性能的影响以及抗冲改性剂种类和用量对抗撕裂性能的影响。
先将聚氯乙烯原料和改性剂在高速捏合机上预塑化，然后将预塑化后的材料投入到双螺杆挤出机X混熔融，经挤出机模头、三辊、冷却辊、牵引辊和卷绕辊制得聚氯乙烯防水卷材。于标准试验条件[温度（23±2）℃，相对湿度（60±15）%]下放置24 h后按GB/T 12952—2011《聚氯乙烯防水卷材》中的相关方法进行测试。
聚氯乙烯聚合度对防水卷材力学性能的影响
目前，聚氯乙烯生产方法主要为悬浮法，国产牌号中根据悬浮分散剂使用的种类可得到颗粒和形态结构不同的树脂，主要分为SG-疏松型树脂和XJ-紧密型树脂，疏松型聚氯乙烯树脂加工性能优异、易塑化、吸油性好，适用于粉料直接成型。因此，本实验选用悬浮法制备的疏松型聚氯乙烯树脂作为聚氯乙烯防水卷材的主要原材料，研究其聚合度对聚氯乙烯防水卷材力学性能的影响，以不同聚合度的聚氯乙烯树脂制备的聚氯乙烯防水卷材的拉伸强度和断裂伸长率分别如图1所示。
图1 聚合度对聚氯乙烯防水卷材力学性能的影响
随着聚氯乙烯树脂聚合度增加，树脂的分子量增大，分子链之间的作用力增强，相对滑移减小，不易发生大的变形，因此，聚氯乙烯树脂的聚合度增加，所得到的聚氯乙烯防水卷材的拉伸强度增大。与此同时，随着树脂聚合度增加，分子量增大，分子链增长，分子的无规卷绕性增加，无规卷绕的分子链沿受力方向取向伸直产生形变，导致材料的断裂伸长率增加。宜选用聚合度为1 300的聚氯乙烯树脂为基础原料，此时聚氯乙烯树脂的分子量大小适中，以此制备的聚氯乙烯防水卷材力学性能较好。
增塑剂对防水卷材力学和耐老化性能的影响
偏苯三酸三辛酯可耐高温耐迁移，但相对较高的价格会大大增加聚氯乙烯防水卷材的成本。因此，鉴于成本考虑，选用偏苯三酸三辛酯与邻苯二甲酸二辛酯复配，并分析了增塑剂总添加量为45份时，两者的复配比例对聚氯乙烯防水卷材性能的影响见图2。
图2 复配增塑剂对聚氯乙烯防水卷材耐老化性能的影响
综合耐老化性能和成本考虑，宜选用增塑剂总用量为45份，偏苯三酸三辛酯与邻苯二甲酸二辛酯复配比为3∶2为佳。
抗冲改性剂对防水卷材耐撕裂性能的影响
用于聚氯乙烯的抗冲击改性剂种类主要有氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯类、丙烯腈与丁二烯无规共聚物等，其中氯化聚乙烯在国内应用最为广泛。在聚氯乙烯树脂中添加抗冲改性剂能将其由脆性聚合物转化为韧性聚合物，抗冲改性剂的加入能有效控制银纹的发展，并阻止裂纹增长，同时吸收冲击能，使冲击强度和抗撕裂性能提高。图3分析了不同种类抗冲改性剂对聚氯乙烯防水卷材耐撕裂性能的影响。
图 3 抗冲改性剂对聚氯乙烯防水卷材耐撕裂性能的影响
选用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物和氯化聚乙烯以质量比为1∶1进行复配的抗冲改性剂来改性聚氯乙烯，由此复配抗冲改性剂制备的聚氯乙烯防水卷材抗撕裂性最佳。
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