一、PVC加工助剂简介
加工助剂在国外最早由美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司于1958年首先开发成功，同年推出第一个牌号K-120。此后，国外许多公司开始纷纷涉足这一领域，开发出相类似的产品。70年代之后，随着PVC制品的迅速增长，加工助剂得到了广泛应用。目前，国外主要生产厂家及相关产品有日本三菱（MITSUBSHI ROYAL）公司P系列、钟渊化学（KANEKA）PA系列、美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司K系列、德国熊牌（BEAR）F系列，阿托菲娜（ATOFINA） P系列，还有韩国LG化学的PA系列等。
国内较早从事PVC加工助剂研究的是北京化工研究院、山西化工研究所等。上海珊瑚化工厂于80年代初最早实现工业化生产，推出的牌号国内统称为ACR201、ACR401。进入90年代后期，随着我国聚氯乙烯行业的发展，特别是塑料异型材和塑料管道行业的迅猛发展，对加工助剂的需求量也迅速增长,目前山东产量第一，江苏、浙江紧随其后。据不完全统计，2005年全国共生产各类PVC加工助剂5万吨左右，其中山东省占全国助剂生产总量的70%以上。国内主要生产ACR的厂家如下：
生产厂家 | 品 种 | 产能 （吨/年） | 2005年产量（吨/年） |
淄博塑料助剂厂 | 加工ACR | 10000 | 8000 |
沂源瑞丰高分子材料有限公司 | 加工ACR | 15000 | 10000 |
山东日科化学 | 加工ACR | 10000 | 8000 |
威海金泓集团 | 加工ACR | 6000 | 5000 |
苏州安利化工厂 | 加工ACR | 5000 | 弹性pvc4000 |
其他 | 加工ACR | 19000 | 16000 |
总计 | | 65000 | 51000 |
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国外对抗冲改性剂ACR的研究始于20世纪70年代，并于1972年由罗姆哈斯公司推出了第一个丙烯酸酯类抗冲改性剂KM-323B。随后日本钟渊推出了FM系列， 阿托菲娜推出了D系列，LG化学推出了IM系列。 抗冲改性剂ACR与加工助剂ACR都是丙烯酸酯聚合物，但因其配方比例和结构不同而性能大不相同，抗冲ACR中甲基丙烯酸甲酯约占10-20%，而丙烯酸酯约占80-90%。ACR属于核壳结构的冲击改性剂，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳，以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。抗冲改性剂ACR象MBS一样同为核壳结构。与MBS、CPE等抗冲改性剂相比，其加工性能和耐候性能好，表面光洁度高，尤其适用于户外制品，在国外，丙烯酸酯类抗冲改性剂因其环保，性能优良，耐候性能高已经取代CPE抗冲改性剂。 国内抗冲ACR生产厂家一览表
单位名称 | 备注 | 产能 （吨/年） | 2005年产量（吨/年） |
沂源瑞丰高分子材料有限公司 | 抗冲ACR | 10000 | 4000 |
威海金泓集团 | 抗冲ACR | 5000 | 1000 |
淄博助剂厂 | 抗冲ACR | 2000 | 1000 |
山东日科 | 抗冲ACR | 5000 | 2000 |
辽宁博达 | 抗冲ACR | 2000 | 500 |
苏州安利 | 抗冲ACR | 5000 | 1000 |
其他 | | 1000 | 500 |
合计 | | 30000 | 10000 |
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二、加工助剂的种类和作用
1、分类
1）按产品成份分类
在加工助剂开发与应用过程中，按产品成份大致分为如下几大类：甲基丙烯酸甲酯（MMA）/丙烯酸酯共聚物，MMA /苯乙烯共聚物，丙烯腈/苯乙烯等，目前使用量最大、效果最好的是MMA/丙烯酸酯共聚物。
2）按相对分子量分类
加工助剂根据不同的相对分子量，也有不同的功能。相对分子量在50-150万的加工助剂广泛用于普通制品的加工，如：ACR-201、301、401等。相对分子量在150万以上的加工助剂广泛用于吹塑成型以及硬质PVC发泡制品，如ACR-530。
3）按加工类型分
按加工类型分，ACR改性剂可分为加工型助剂和抗冲型助剂。
三、PVC加工助剂的生产工艺与配方
ACR生产方法分悬浮聚合和乳液聚合两种，一般采用乳液聚合方法。乳液聚合方法是 以各种丙烯酸酯类为主要聚合单体，配以乳化剂、引发剂、缓冲剂、交联剂和分子量调节剂等，在聚合反应釜中进行乳液聚合，生成ACR水乳液，储存于乳液贮槽中待干燥。
ACR技术的干燥程序，根据产品的种类分别采用压力式喷雾干燥和流化床干燥，将聚合程序生产的乳液经热空气进行干燥，得到ACR产品。干燥过程是ACR树脂生产技术的难点，在45米高的干燥塔中ACR容易粘壁造成发黄，影响产品质量，这一过程是将高固含量的共聚乳液脱水，使固体料水的质量分数小于1%。因此有的厂家在干燥的过程中通过设备送入碳酸钙粉末，稀释ACR的粘度，保证干燥的效果。 1、加工型ACR生产工艺：首先将MMA（甲基丙烯酸甲酯）、BA(丙烯酸丁酯)、St(苯乙烯)等进行配料，而后在聚合釜中进行乳液聚合，所得无规共聚物进行喷雾干燥，再经筛分即得最终产品。其配方为：MMA70～100份（质量）；BA10～32份；St5～15份，助剂适量。
2、抗冲型ACR生产工艺：首先选取二甲基丙烯酸乙二醇酯或邻苯二甲酸二烯丙基酯交联剂使丙烯酸丁酯（BA）进行交联聚合为交联聚丙烯酸丁酯（PBA），交联剂的加入量为BA的0.5%～1.5%。然后加入MMA进行接枝共聚（乳液聚合）形成壳层聚合物，从而形成了以PBA为核，MMA的聚合物为壳的核壳结构型弹性体。而后进行喷雾干燥、筛分即得产品。其典型配方（Wt）为：MMA45%；BA（丙烯酸丁酯）10%；EA（丙烯酸乙脂）3%；St15%交联剂为BA的0.5%～1.5%。
根据厂家了解的信息，两种不同加工作用的助剂生产合成的工艺如下：
1、加工型ACR：乳液聚合过程中，原料单体在乳化剂和氮气的保护下，形成固定大小的胶束，在引发剂的作用下，自我聚合形成一定长度范围的长链。
2、抗冲型ACR：由丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯在乳化剂和氮气的保护下，形成稳定浓度的胶束体系，在引发剂的引发下，形成特定结构的核-壳结构橡胶微团。
四．部分PVC加工助剂的组成及各成分作用
1、ACR是丙烯酸脂共聚物，它是由MMA（甲基丙烯酸甲脂）与多种丙烯酸脂接脂共聚而
成。ACR-201是由MMA(85%)与EA（丙烯酸乙脂）组成；ACR-301是由MMA与EA（丙烯酸乙脂）和BA（丙烯酸丁脂）组成；ACR-401是由MMA与BA、BMA（甲基丙烯酸丁脂）和EMA（甲基丙烯酸乙脂）组成。应该说它们都具有核壳结构。
2、几种原料在加工中的作用
A、甲基丙烯酸甲脂：自我聚合形成长链以后，作为基本长链骨架，提供基本的加工性能，它的聚合长链在PVC加工过程中促进PVC的凝胶化，促进树脂的熔融，提高熔体黏度，增加熔体流动性，改善制品外观并提高表面光洁度和亮度。
B、丙烯酸丁脂：适当采用丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯聚合可以改善熔体的延展性，也就是提高抗冲击性，提高加工助剂分子与PVC分子之间的相容性，调整塑化扭矩。
C、丙烯酸乙脂：适当采用丙烯酸乙酯可优化PVC的加工性能，调节平衡扭矩，防治叫那个沾壁而形成表面流纹，控制合理的出口膨胀率和防治熔体破裂。
五、PVC加工助剂的作用机理
1、加工型ACR作用机理
ACR加工改性剂对PVC的共混作用：以改善塑料加工性能为主要目的改性剂称为加口工改性剂。这些助剂的添加量约为树脂的1%～5%（质量分数）它们可以明显改善树脂的熔体流动性、热变形性及制品表面光泽等特性。其主要作用机理如下。
①、促进凝胶化：在PVC树脂中加入加工助剂，如果由外部加热而产生剪切时，被PVC树脂包围的加工助剂首先熔融，起到使树脂相互粘接的功能，同时还将外部的剪切力传递给树脂，结果促进了凝胶化。
②、促过PVC树脂塑化：ACR与PVC有良好的相容性，其料粒可以填充并扩散到PVC多重粒子的空隙中，在混合或混练过程中产生较大的内摩擦力，促进PVC多重粒子的破碎和熔融，因而缩短了塑化时间。以达到最大扭矩的时间表征凝胶化和塑化速度。可见，ACR仅添加极少量就有显著的效果。由于塑化好，使制品的均匀性也得到了改善。
③、提高PVC热态伸长率：由于ACR的加入，ACR与PVC大分子问高度缠绕，松弛速度减慢，提高了PVC热态伸长率，使成型温度区加宽，制品壁厚均匀，不易开裂。
④、显示橡胶弹性：ACR和PVC有着优良的相容性且分子量很高。为此，当加入ACR在PV
C中进行混练时，ACR与PVC分子发生缠绕，从而显示出类似橡胶的弹性。此弹性有助于加工性能的改良。
2、抗冲型ACR的作用机理
ACR抗冲击改性剂对PVC的共混作用：以改善塑料冲击性能为目的而使用的助剂称为抗冲击改性剂。作为PVC的抗冲改性剂应满足如下要求：①与PVC的相容性适中；②玻璃化温度低；③分子量高；④对PVC的表观性能及物理力学性能无明显影响；⑤耐候性良好，离模膨胀性小；⑥与树脂容易共混。ACR抗冲改性剂的作用机理如下：
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