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柔性PVC基隔声复合材料的制备方法及其性能的研究

作　者: 唐晓杰
导　师: 姚跃飞
学　校: 浙江理工大学
专　业: 纺织工程
关键词: PVC 隔声复合材料 CPE 热稳定剂增强材料挤出成型
分类号: TQ325.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着工业的发展,噪声污染已经严重影响了人们的生产、生活,乃至人们的身体健康。因此,对噪声污染进行防御和控制已经成为当今急需解决的重要课题。目前,国内外已经有很多学者对降噪材料进行了研究,其中含有炼钢炉渣粉(SSP)的聚氯乙烯基隔声复合材料具有良好的隔声性能,但是其存在阻燃性、热稳定性和力学性能等相对较差、生产效率较低等问题。所以改良配方并采用较好的制备工艺来实现柔性聚氯乙烯基隔声复合材料的连续化生产是意义重大的。本文采用层压法制备小样,通过改良配方,使其综合性能得到进一步的提高。然后,采用挤出成型法实现具有良好综合性能的柔性PVC基隔声复合材料的大批量生产。实验中分别采用了双通道声学分析仪、动态热机械分析仪、万能材料试验机、扫描电镜、熔体流动速率测试仪、TGA等对材料的隔声性能、动态力学性能、拉伸性能、微观结构、流动速率和热稳定性等进行研究。论文降低了复合材料中邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的含量,添加了氯化聚乙烯(CPE),研究了CPE的含量对聚氯乙烯基隔声复合材料隔声性能、动态力学性能、静态力学性能等的影响,找出了CPE的最佳含量。添加了不同种类的热稳定剂来提高隔声复合材料的热稳定性能。通过对比,找出最佳热稳定剂种类和最佳用量。为了提高复合材料的力学性能,实验引入了三种不同的增强材料,研究了不同增强材料和不同层合方式对复合材料性能的影响。最后研究了挤出成型法制备隔声复合材料的工艺参数,并实现了柔性PVC基隔声复合材料的连续化生产。主要研究结论如下:(1)关于隔声性能:CPE含量的变化对复合材料中低频的隔声性能影响不大,但在高频段,能够使材料的“吻合谷”变浅;热稳定剂的种类和含量对聚氯乙烯基隔声复合材料的隔声性能影响不明显;无论是表面层合还是中间层合增强材料,都能使复合材料的隔声性能得到提高。特别是中间层合增强材料,能较为明显的提高复合材料在高频阶段的隔声性能,但是在低频阶段的隔声性能有所下降。(2)关于力学性能:随着CPE含量的增加,复合材料的刚度降低、断裂强度逐渐减小、断裂伸长逐渐增大;环氧大豆油(ESO)和Ca/Zn复合稳定剂的加入都能使隔声复合材料的刚度减小,而稀土-低铅复合稳定剂的加入使隔声复合材料的刚度增大;三种热稳定剂的加入都能在一定程度上提高复合材料的断裂强度和断裂伸长率;层合增强材料后,PVC基隔声复合材料的刚度有所增大,各复合材料刚度大小顺序为:层合玻纤织物﹥层合铝箔﹥层合无纺布﹥无增强材料的试样;增强材料的引入使复合材料的拉伸性能有很大提高,特别是玻纤织物的引入,使复合材料的断裂强度提高了三倍以上。(3)关于热稳定性能:随着CPE的含量的增加,复合材料的热稳定性能逐渐降低;热稳定剂的加入能够提高复合材料的初始分解温度,使复合材料的最大失重速率峰向高温方向移动,提高复合材料的热稳定性能。(4)关于挤出成型的制备工艺:采用挤出成型法制备柔性聚氯乙烯基隔声复合材料需要对加工温度进行严格控制,挤出速率和牵引速率需要与出料量相匹配;采用挤出成型法制备PVC基隔声复合材料能够使物料的混合的更加均匀、增强材料的拉伸性能和柔软性,提高生产效率,实现连续化生产。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-25
  1.1 论文研究的背景  11-16
    1.1.1 噪声概述  11
    1.1.2 隔声的基本原理  11-13
    1.1.3 隔声材料的发展现状  13-16
  1.2 PVC 热稳定剂的种类和作用机理  16-19
    1.2.1 PVC 热稳定剂的作用机理  16-17
    1.2.2 热稳定剂的分类  17-19
  1.3 塑料片材的成型方法  19-22
    1.3.1 挤出成型法  19
    1.3.2 压延成型法  19-20
    1.3.3 层压成型法  20
    1.3.4 其他成型方法  20-21
    1.3.5 PVC 挤出成型工艺的发展  21-22
  1.4 本课题研究的目的和意义  22-23
  1.5 本课题研究的主要内容  23-25
第二章实验材料和测试方法  25-31
  2.1 实验原料  25
  2.2 主要实验仪器和设备  25-26
  2.3 试样制备  26-28
    2.3.1 不同CPE 含量的柔性PVC 基隔声复合材料的制备  26
    2.3.2 加入不同热稳定剂的柔性PVC 基隔声复合材料的制备  26-27
    2.3.3 表面层合增强材料的柔性PVC 基隔声复合材料的制备  27
    2.3.4 中间层合增强材料的柔性PVC 基隔声复合材料的制备  27
    2.3.5 挤出成型法制备柔性PVC 基隔声复合材料  27-28
  2.4 分析测试  28-31
    2.4.1 厚度和面密度的测试  28
    2.4.2 微观结构观察  28
    2.4.3 隔声性能测试  28-29
    2.4.4 动态力学性能测试  29
    2.4.5 拉伸性能测试  29
    2.4.6 热稳定性能测试  29-30
    2.4.7 熔体流动速率测试  30
    2.4.8 剥离强度测试  30-31
第三章柔性PVC 基隔声复合材料的隔声性能研究  31-38
  3.1 引言  31
  3.2 CPE 对柔性PVC 基隔声复合材料隔声性能的影响  31-32
  3.3 热稳定剂对柔性PVC 基隔声复合材料隔声性能的影响  32-34
  3.4 层合增强材料对柔性PVC 基隔声复合材料隔声性能的影响  34-36
    3.4.1 表面层合增强材料对柔性PVC 基隔声复合材料隔声性能的影响  34-36
    3.4.2 中间层合增强材料对柔性PVC 基隔声复合材料隔声性能的影响  36
  3.5 本章小结  36-38
第四章柔性PVC 基隔声复合材料的力学性能研究  38-51
  4.1 引言  38
  4.2 刚柔性  38-40
    4.2.1 CPE 的含量对柔性PVC 基隔声复合材料刚柔性的影响  38-39
    4.2.2 热稳定剂对柔性PVC 基隔声复合材料刚柔性的影响  39
    4.2.3 增强材料对柔性PVC 基隔声复合材料刚柔性的影响  39-40
  4.3 拉伸性能  40-47
    4.3.1 CPE 对柔性PVC 基隔声复合材料拉伸性能的影响  40-41
    4.3.2 热稳定剂对柔性PVC 基隔声复合材料拉伸性能的影响  41-44
      4.3.2.1 ESO 对柔性PVC 基隔声复合材料拉伸性能的影响  41-42
      4.3.2.2 Ca/Zn 复合稳定剂对柔性PVC 基隔声复合材料拉伸性能的影响  42-43
      4.3.2.3 稀土-低铅复合稳定剂对柔性PVC 基隔声复合材料拉伸性能的影响  43-44
    4.3.3 层合增强材料对柔性PVC 基隔声复合材料拉伸性能的影响  44-47
      4.3.3.1 表面层合增强材料对柔性PVC 基隔声复合材料拉伸性能的影响  44-46
      4.3.3.2 中间层合增强材料对柔性PVC 基隔声复合材料拉伸性能的影响  46-47
  4.4 剥离性能  47-49
    4.4.1 表面层合增强材料的柔性PVC 基隔声复合材料的剥离性能  47-48
    4.4.2 中间层合增强材料的柔性PVC 基隔声复合材料的剥离性能  48-49
  4.5 本章小结  49-51
第五章柔性PVC 基隔声复合材料的热稳定性能研究  51-56
  5.1 引言  51
  5.2 CPE 的含量对柔性PVC 基隔声复合材料热稳定性能的影响  51-52
  5.3 热稳定剂对柔性PVC 基隔声复合材料热稳定性能的影响  52-54
    5.3.1 ESO 对柔性PVC 基隔声复合材料热稳定性能的影响  52-53
    5.3.2 钙/锌复合稳定剂对柔性PVC 基隔声复合材料热稳定性能的影响  53-54
    5.3.3 稀土-低铅复合稳定剂对柔性PVC 基隔声复合材料热稳定性能的影响  54
  5.4 本章小结  54-56
第六章挤出成型法生产柔性PVC 基隔声复合材料  56-65
  6.1 引言  56
  6.2 挤出成型法  56-58
    6.2.1 挤出成型设备  56-57
    6.2.2 挤出成型的主要工艺参数  57-58
  6.3 挤出成型法制备柔性PVC 基隔声复合材料的工艺参数  58-63
    6.3.1 柔性PVC 基隔声复合材料的加工性能  59-60
    6.3.2 挤出成型法制备的柔性PVC 基隔声复合材料的温度控制  60-62
    6.3.3 挤出成型法制备的柔性PVC 基隔声复合材料的速率控制  62
    6.3.4 柔性PVC 基隔声复合材料的连续化生产  62-63
  6.4 挤出成型法制备柔性PVC 基隔声复合材料的隔声性能  63-64
  6.5 挤出成型法制备柔性PVC 基隔声复合材料的力学性能  64
  6.6 本章小结  64-65
第七章结论与建议  65-68
  7.1 结论  65-67
  7.2 建议  67-68
参考文献  68-73
附录  73-74
致谢  74

柔性PVC基隔声复合材料的制备方法及其性能的研究

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