本文關(guān)鍵詞：微層擠出技術(shù)對PVC及其復(fù)合材料中塑化劑遷移抑制性能的研究

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【摘要】：聚氯乙烯(PVC)由于其樹脂粉原料來源廣泛,生產(chǎn)價格成本較低,同時其產(chǎn)品具有一系列優(yōu)良性能,被普遍應(yīng)用在農(nóng)業(yè)薄膜、生物醫(yī)藥、食物包裝等領(lǐng)域。為了提高產(chǎn)品韌性和彈性,需要向PVC中加入大量塑化劑,但在使用過程中,塑化劑會向周圍環(huán)境中遷移,嚴(yán)重時會使制品性能發(fā)生較大變化,同時其能夠經(jīng)多種途徑侵入人體組織產(chǎn)生毒害作用,伴隨人們健康及環(huán)境保護(hù)意識的提高,呼吁禁止使用有害塑化劑的聲音越發(fā)強(qiáng)烈。本文以微層擠出加工技術(shù)為依托,制備了以PVC為基體的不同復(fù)合材料,同時以微層擠出技術(shù)對PVC及其復(fù)合材料中塑化劑DOTP遷移抑制性能為切入點,進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。主要內(nèi)容和研究成果如下：(1)利用模流分析軟件Moldex3D對層疊單元流道進(jìn)行了模擬,結(jié)果表明：該層疊單元采用扭轉(zhuǎn)曲線設(shè)計,熔體在其中能夠均勻流動,有利于制品均勻分層及制品質(zhì)量的改善；該扭轉(zhuǎn)流道中存在較強(qiáng)的持續(xù)剪切作用,纖維填充模擬表明該剪切作用有利于實現(xiàn)其均勻分散和可控取向。(2)采用微層擠出技術(shù)制備了1、9、81、729層單組份PVC樣品,并對其抑制塑化劑DOTP向其它物質(zhì)中遷移進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,高分子熔體在層疊單元流道中受到持續(xù)剪切,分子鏈沿著擠出方向以更加規(guī)整和致密的形態(tài)排布,分子鏈的有序排布對抑制樣品中塑化劑DOTP向其它物質(zhì)中的遷移有顯著作用,且這種作用伴隨微層層數(shù)的增加而增強(qiáng),當(dāng)加入六節(jié)層疊單元時,樣品中塑化劑DOTP揮發(fā)穩(wěn)定性、水抽出穩(wěn)定性、固體遷移穩(wěn)定性分別提升64.37%、41.38%、79.53%。(3)PVC中加入適量納米CaCO3,不僅能夠降低生產(chǎn)成本,同時可抑制軟PVC產(chǎn)品中塑化劑DOTP向其它物質(zhì)中遷移。本文利用微層擠出技術(shù)制備了PVC/CaCO3,SEM和流變測試顯示,納米CaCO3能夠較均勻分布在PVC中,當(dāng)加入9份納米CaCO3,串聯(lián)六節(jié)層疊單元時,樣品抑制塑化劑DOTP向其它物質(zhì)中遷移性能最好,其塑化劑DOTP揮發(fā)穩(wěn)定性、固體遷移穩(wěn)定性分別提升76.59%、89.05%。(4)PVC中加入OMMT并使其剝離和取向排布可形成大量二維片狀結(jié)構(gòu),從而延長塑化劑DOTP擴(kuò)散路徑,將顯著提高樣品抑制塑化劑DOTP向其它物質(zhì)中遷移的能力。本文利用微層擠出技術(shù)制備了PVC/OMMT復(fù)合材料,當(dāng)加入2.5份OMMT,串聯(lián)六節(jié)層疊單元時,樣品表現(xiàn)出優(yōu)異的抑制塑化劑DOTP遷移能力,其塑化劑DOTP揮發(fā)穩(wěn)定性、水抽出穩(wěn)定性、固體遷移穩(wěn)定性分別提升72.79%、65.75%、88.33%,。(5)利用微層擠出技術(shù)在成型加工方面的優(yōu)勢,結(jié)合吹塑成型加工技術(shù),制備了PVC大棚膜,結(jié)果表明,層疊后的吹塑樣品其抑制塑化劑DOTP遷移能力以及力學(xué)性能均優(yōu)于不加層疊單元直接吹塑的樣品。
【關(guān)鍵詞】：微層擠出 揮發(fā)穩(wěn)定性 抽出穩(wěn)定性 遷移穩(wěn)定性 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ325.3;TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 符號說明16-17
• 第一章 緒論17-25
• 1.1 課題研究背景17-18
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-24
• 1.2.1 抑制PVC中塑化劑遷移研究現(xiàn)狀18-22
• 1.2.2 微層擠出技術(shù)研究現(xiàn)狀22-24
• 1.3 本論文的研究內(nèi)容24-25
• 第二章 微層擠出實驗設(shè)備設(shè)計與平臺搭建25-33
• 2.1 引言25-26
• 2.2 層疊單元結(jié)構(gòu)設(shè)計26-27
• 2.3 微層擠出實驗平臺搭建27
• 2.4 基于Moldex3D的層疊單元流道模擬27-32
• 2.4.1 模型建立27-28
• 2.4.2 層疊單元中熔體流動狀態(tài)研究28-30
• 2.4.3 層疊單元中剪切場分布研究30-31
• 2.4.4 層疊單元流道取向與分散作用31-32
• 2.5 本章結(jié)論32-33
• 第三章 微層擠出技術(shù)抑制PVC中塑化劑遷移33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 實驗與表征33-35
• 3.2.1 實驗裝置33
• 3.2.2 實驗材料與配方33-34
• 3.2.3 樣品制備34
• 3.2.4 測試與表征34-35
• 3.3 實驗結(jié)果與討論35-42
• 3.3.1 不同層數(shù)樣品DOTP遷移穩(wěn)定性35-38
• 3.3.2 樣品取向度與結(jié)晶性38-41
• 3.3.3 不同層數(shù)樣品拉伸強(qiáng)度41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 微層擠出PVC/CaCO_3復(fù)合材料抑制塑化劑遷移43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 實驗與表征43-45
• 4.2.1 實驗裝置43
• 4.2.2 實驗材料與配方43-44
• 4.2.3 樣品制備44
• 4.2.4 測試與表征44-45
• 4.3 實驗結(jié)果與討論45-51
• 4.3.1 不同層數(shù)PVC/CaCO_3樣品SEM形貌45-47
• 4.3.2 不同層數(shù)PVC/CaCO_3樣品塑化劑DOTP遷移穩(wěn)定性47-50
• 4.3.3 不同層數(shù)PVC/CaCO_3樣品力學(xué)性能50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 微層擠出PVC/OMMT復(fù)合材料抑制塑化劑遷移53-59
• 5.1 引言53
• 5.2 實驗與表征53-55
• 5.2.1 實驗裝置53
• 5.2.2 實驗材料53-54
• 5.2.3 樣品制備54
• 5.2.4 測試與表征54-55
• 5.3 實驗結(jié)果與討論55-58
• 5.3.1 不同層數(shù)PVC/OMMT樣品揮發(fā)穩(wěn)定性55-56
• 5.3.2 不同層數(shù)PVC/OMMT樣品水抽出穩(wěn)定性56-57
• 5.3.3 不同層數(shù)PVC/OMMT樣品固體遷移穩(wěn)定性57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第六章 微層擠出吹塑成型制備PVC大棚膜59-71
• 6.1 引言59
• 6.2 PVC大棚膜配方研究59-65
• 6.2.1 分子量和DOTP份數(shù)對樣品力學(xué)性能的影響59-62
• 6.2.2 高低分子量PVC混合物塑化性能參數(shù)62-65
• 6.3 PVC大棚膜的制備65-69
• 6.3.1 材料與配方65
• 6.3.2 樣品制備65
• 6.3.3 測試與表征65-66
• 6.3.4 層疊擠出吹塑大棚膜中DOTP遷移性能66-68
• 6.3.5 層疊擠出吹塑大棚膜力學(xué)性能68-69
• 6.4 本章小結(jié)69-71
• 第七章 結(jié)論與展望71-73
• 7.1 結(jié)論71
• 7.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-81
• 作者及導(dǎo)師簡介81-82
• 附件82-83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：837603