PVC是一種重要的合成材料，廣泛用于制造各種塑料制品，如管道、電線電纜等。然而，PVC的力學性能較差，尤其是在低溫下易脆化，因此需要進行改性。其中一種常用的改性方法是使用炭黑作為增強劑，制備增強型PVC。本文將介紹炭黑作為重要成分的增強型PVC的制備方法。
1. 炭黑的選擇
炭黑是一種由煙煤、石油焦等材料經高溫裂解制得的細小顆粒狀的炭黑顏料，具有高比表面積、高吸附性、高黑度等特點。在PVC中作為填充劑或增強劑，可以提高PVC的力學性能、耐候性和耐化學性。不同類型的炭黑會對PVC的性能產生不同的影響，因此選擇適合的炭黑非常重要。
通常使用的炭黑有硫化炭黑、熱解炭黑和油煙炭黑等。硫化炭黑是一種表面含有硫基團的炭黑，適用于制備硬質PVC，可以提高PVC的強度和硬度。熱解炭黑是一種表面含有氧基團的炭黑，適用于制備軟質PVC，可以提高PVC的韌性和彎曲性。油煙炭黑是一種表面含有羥基團的炭黑，適用于制備中硬質PVC，可以提高PVC的耐候性和耐化學性。
在選擇炭黑時，還要考慮其粒徑、比表面積、形狀等因素。一般來說，粒徑越小、比表面積越大的炭黑，對PVC的增強效果越好。
2. PVC的制備
PVC的制備可采用乳液聚合法、乳液顆粒法、懸浮聚合法、氣相法等多種方法。其中，懸浮聚合法是制備工業上常用的方法，具有工藝簡單、成本低、產品質量穩定等優點。
懸浮聚合法是將VCM(氯乙烯)等單體和引發劑、調節劑等添加到水中，使其懸浮成微小液滴，通過適當的攪拌和加熱反應得到PVC顆粒。其中，引發劑的選擇也非常重要，常用的有過硫酸銨、過硫酸鉀等。
3. 增強型PVC的制備
制備增強型PVC的關鍵在于炭黑的加入。一般將炭黑與PVC樹脂混合后放入混合機中，加入助劑進行混合。常用的助劑有增塑劑、穩定劑、潤滑劑等。增塑劑的作用是增加PVC的柔軟度和延展性，穩定劑的作用是防止PVC變質分解，潤滑劑的作用是減少PVC的摩擦系數，以防止黏連。
在混合過程中，還需要控制加熱溫度、混合時間、炭黑的加入量等因素。一般來說，混合溫度應該高于PVC的玻璃化轉變溫度(約70℃)，混合時間應該足夠長，以保證炭黑均勻分散在PVC基質中。炭黑的加入量應該適當，過多會導致PVC的流動性和成型性變差，影響產品質量。
經過適當的混合和加工，就可以制備出性能較好的增強型PVC。其力學性能和耐候性都得到了顯著提高，適用于制造各種高強度、高耐用性的PVC制品，如管道、電線電纜等。
4. 總結
炭黑作為重要成分的增強型PVC的制備方法是一種非常有效的改性方法。在選擇炭黑時需要考慮其類型、粒徑、比表面積等因素，同時控制混合溫度、混合時間、炭黑的加入量等因素。通過適當的混合和加工，就可以制備出性能較好的增強型PVC，具有廣泛的應用前景。
