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乙烯基热塑性弹性体的制备及其性能研究

作　者: 袁立焕
导　师: 袁金凤
学　校: 河北工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 聚氯乙烯丁腈橡胶热塑性弹性体力学性能加工流变性能
分类号: TQ334
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文采用两种不同的方法制备了PVC基热塑性弹性体(PVC-TPE)。方法一,将丙烯酸酯单体、PVC(PVC-1300、PVC-2500)、增塑剂及改性剂通过原位熔融共混制备PVC-TPE;方法二,将PVC-1300树脂用1mol/L的NaOH溶液处理,首先制得轻度脱除HCl的PVC树脂(DPVC),再将DPVC与丙烯酸酯单体通过原位接枝共聚反应制备DPVC-TPE。利用电子万能试验机、动态力学分析仪、热分析仪、转矩流变仪对所制备的PVC-TPE和DPVC-TPE静态力学性能、动态力学性能、耐热性能、加工流变性能等进行了研究。方法一主要考察了增塑剂用量、丙烯酸酯橡胶种类及用量、原位熔融共混加工工艺等对PVC-TPE力学性能与加工性能的影响。结果表明:增塑剂(DOP)的用量是影响PVC-TPE的力学性能和加工性能的关键因素,随着DOP用量的增加,制得的PVC-TPE回弹性增强,硬度与压缩永久变形率等减小,而且塑化变得更加容易,通过DMA数据分析可知,随着DOP用量的增大,PVC-TPE的Tg向低温区偏移。DOP的加入会使PVC大分子间的相互作用力减小,链段活动能力增加,从而影响PVC-TPE的各项性能。此外,丙烯酸酯单体的加入能有效地降低PVC熔体的粘度,使加工能耗降低,添加的丙烯酸酯橡胶的Tg越低,PVC-TPE的硬度、拉伸强度、撕裂强度越小。方法二主要考察了DPVC的制备工艺,DPVC与丙烯酸正丁酯(BA)反应时间、反应温度,所选其它丙烯酸酯单体种类及单体用量对DPVC-TPE力学性能、热稳定性及加工流变性能的影响。结果表明:PVC-1300用1mol/L的NaOH溶液在100℃下处理2h所得的DPVC树脂制备的TPE综合性能最佳;丙烯酸酯单体的加入可使制品的Tg向低温区偏移,力学强度、硬度、压缩永久形变率等减小,热稳定性提高,回弹性增强;随着BA与DPVC反应温度的升高,DPVC-TPE的Tg向高温区偏移,储能模量逐渐增大,并且具有优异的加工性能。本文还采用PVC(PVC-1300、PVC-2500)与NBR及部分增塑剂熔融共混制备PVC/NBR热塑性弹性体,并对所制备的PVC/NBR热塑性弹性体的各项性能进行了研究。研究发现,随着NBR用量的增加,共混型热塑性弹性体的拉伸强度、撕裂强度、硬度、压缩永久变形率均下降,断裂伸长率先增大而后减小;平衡扭矩增大,塑化时间增加;增塑剂的迁移率与抽出率都逐渐减小。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  §1-1 热塑性弹性体概述  9-11
    1-1-1 热塑性弹性体（TPE)的发展状况  9
    1-1-2 TPE 的分类  9-11
  §1-2 共混型热塑性弹性体  11-12
    1-2-1 共混型热塑性弹性体发展概况  11
    1-2-2 共混型热塑性弹性体的形变机理  11-12
  §1-3 PVC 热塑性弹性体  12-14
    1-3-1 PVC 热塑性弹性体的发展现状  12-14
    1-3-2 共混型 PVC-TPE 的结构与性能  14
  §1-4 本课题研究的主要内容及意义  14-16
    1-4-1 本课题研究的主要内容  14-15
    1-4-2 本课题研究的意义  15-16
第二章实验部分  16-22
  §2-1 主要原料及处理  16-17
  §2-2 测试仪器及设备  17
  §2-3 PVC 基热塑性弹性体的制备  17-19
    2-3-1 丙烯酸酯单体与 PVC 共混制备 PVC 基热塑性弹性体  17-18
    2-3-2 粉末丁腈橡胶NBR与 PVC共混制备PVC/NBR热塑性弹性体  18-19
  §2-4 PVC-TPE 性能测定  19-22
    2-4-1 PVC-TPE 力学性能的测定  19-20
    2-4-2 增塑剂迁移性能的测定  20
    2-4-3 动态力学性能的测定  20
    2-4-4 热稳定性能测试  20
    2-4-5 加工流变性能的测定  20-21
    2-4-6 复合材料拉伸断面的微观形貌 SEM 分析  21-22
第三章通用型 PVC 树脂热塑性弹性体的制备及性能研究  22-35
  §3-1 引言  22
  §3-2 丙烯酸酯单体与 PVC-1300 树脂原位熔融共混制备的 PVC-TPE 性能的研究  22-31
    3-2-1 PVC-TPE 力学性能研究  22-26
    3-2-2 PVC-TPE 的动态力学性能分析  26-27
    3-2-3 加工流变性能分析  27-30
    3-2-4 PVC-TPE 的抗迁移性能  30-31
  §3-3 NBR/PVC 共混型热塑型弹性体的性能  31-33
    3-3-1 NBR 用量对 PVC-TPE 力学性能的影响  31-32
    3-3-2 NBR 用量对PVC-TPE 流变性能的影响  32
    3-3-3 NBR 对PVC 热塑性弹性体抗迁移性能的影响  32-33
  §3-4 本章小结  33-35
第四章原位接枝共聚反应制备 PVC 基热塑性弹性体  35-46
  §4-1引言  35
  §4-2 DPVC 的制备工艺对DPVC-TPE 性能的影响  35-37
    4-2-1 碱液处理PVC 时间对制备的DPVC-TPE 性能的影响  35-36
    4-2-2 碱液处理 PVC 时间对 DPVC-TPE 加工流变性能的影响  36-37
  §4-3 丙烯酸酯单体与DPVC 反应条件对制备的DPVC-TPE 性能影响研究  37-45
    4-3-1 DPVC 与 BA 反应时间对 DPVC-TPE 性能的影响  37-39
    4-3-2 DPVC 与 BA 反应温度对 TPE 性能的影响  39-40
    4-3-3 BA 单体用量对制备的 DPVC-TPE 性能的影响  40-42
    4-3-4 不同丙烯酸酯单体种类所制备的 DPVC-TPE 性能的比较  42-43
    4-3-5 交联剂甲基丙烯酸烯丙酯（AMA）的引入对制备的 DPVC-TPE 性能的影响  43-45
  §4-4 本章小结  45-46
第五章高聚合度聚氯乙烯热塑性弹性体（ HPVC-TPE）的制备与性能研究  46-56
  §5-1 前言  46
  §5-2 丙烯酸酯单体与HPVC原位熔融共混制备的HPVC-TPE性能研究  46-53
    5-2-1 增塑剂（DOP）用量对HPVC-TPE 力学性能的影响  46-48
    5-2-2 丙烯酸酯单体的种类及用量对 HPVC-TPE 性能的影响  48-50
    5-2-3 相容剂 MMA 的加入对 HPVC-TPE 性能的影响  50-51
    5-2-4 大分子增塑剂与 DOP 配合应用对制备的 HPVC-TPE 性能影响  51-53
  §5-3 NBR/HPVC 共混型热塑型弹性体的性能  53-55
    5-3-1 NBR 添加量对共混型 NBR/HPVC 热塑性弹性体力学性能的影响  53-55
    5-3-2 NBR 添加量对共混型 NBR/HPVC 热塑性弹性体性能的影响  55
  §5-4 本章小结  55-56
第六章结论  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
攻读学位期间所取得的相关科技成果  61

乙烯基热塑性弹性体的制备及其性能研究

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