發(fā)布時間：2020-04-02 14:26

【摘要】：聚氯乙烯(PVC)是目前應用最廣泛的塑料之一,然而由于分子間強的極性作用,純PVC材料硬度高、脆性大,加工困難,需要添加助劑以提高PVC材料的柔韌性。增塑劑則是用量最大的一種助劑,其中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的應用最為普遍。但鄰苯二甲酸酯是一類單體型增塑劑,其增塑PVC的穩(wěn)定性較差,增塑劑易從PVC中遷移出來,并且具有潛在的致癌性,因此綠色環(huán)保增塑劑的研發(fā)迫在眉睫。聚酯是由二元酸和二元醇縮聚而得,相比單體型增塑劑具有優(yōu)異的耐遷移性,但其增塑效率卻低于傳統(tǒng)單體型鄰苯酯類增塑劑。本文在聚酯增塑劑研究的基礎上,將Si-O-Si基團引入聚酯中,利用其較好的柔韌性對聚酯進行改性,探討了不同改性方法對聚酯增塑性能的影響。以丁二酸和己二醇為原料縮聚合成羥基封端的聚丁二酸己二醇酯(PHS),利用PHS端羥基與羥基硅油之間的縮合反應,將Si-O-Si基團引入PHS,獲得羥基硅油改性的聚丁二酸己二醇酯(MPHS)。研究發(fā)現(xiàn),當羥基硅油含量為5%,MPHS含量為40 phr時,MPHS增塑效率達到137.05%,較PHS提高了51.72%;FT-IR光譜和XPS分析發(fā)現(xiàn),與純MPHS相比,MPHS增塑的PVC中,改性聚酯的C=O吸收峰向低波數(shù)偏移,改性聚酯的Si-O-Si鍵能亦減小了0.5eV,這是因為在PVC/MPHS試樣中,MPHS中的極性基團Si-O-Si和C=O分別與PVC中的α-H形成了氫鍵。氫鍵的存在使PVC與MPHS的作用力增大,故改性后MPHS的增塑效率提高,增塑劑在PVC中的穩(wěn)定性增加。以馬來酸酐和己二醇為原料縮聚合成了聚馬來酸己二醇酯(MH),以1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(TD)為改性劑,通過硅氫加成反應對MH進行改性,在MH主鏈上引入支鏈Si-O-Si鏈段,成功合成了TD改性聚馬來酸己二醇酯(MHA)。實驗發(fā)現(xiàn)Si-O-Si鏈段的加入有效地提高了MH的增塑效率,反映在增塑PVC試樣的Tg降低和斷裂伸長率增加;耐遷移性分析可以發(fā)現(xiàn)當TD含量為10%時即增塑劑MHA-2的遷移量均不超過2%,是這幾種增塑劑中耐遷移性最佳的,而DOP的遷移量最高達20%,最低12.47%;根據(jù)紅外光譜和XPS分析發(fā)現(xiàn),PVC分子的極性基團與MHA的極性基團相互作用產(chǎn)生氫鍵,提高了增塑PVC試樣柔韌性和穩(wěn)定性。
【圖文】：

圖 2-1 反應示意圖Fig.2-1Reaction diagram2.1.5 增塑 PVC 試樣的制備通過溶液澆鑄制備增塑 PVC 試樣。 在室溫下將 PVC，增塑劑和鈣/鋅熱穩(wěn)定劑用高速混合機將其初步混合做到分散均勻，然后稱取混合好的 2 g 溶于 80 mLTHF 中放置在三口燒瓶中，在 40 ℃的水浴鍋內(nèi)攪拌 2 小時。制備的溶液在清潔培養(yǎng)皿并在室溫下干燥 7 天以除去大部分 THF。然后將固體薄膜取出并放入真空烘箱 7 天以除去殘余的 THF。最后，將薄膜樣品放在壓片機上進行壓片，將薄膜壓成啞鈴狀的形狀，然后包裝在鋁箔中并保存在干燥器中以供進一步測試。本實驗使用的增塑劑有 DOP、有機硅改性聚丁二酸己二醇酯和聚丁二酸己二醇酯，兩種增塑劑與 PVC 混合后進行涂膜，對比其熱力學性能和機械性能。2.2 分析與表征2.2.1 傅里葉紅外光譜（FT-IR）分析

圖 2-2 PHS、MPHS、羥基硅油的紅外光譜圖Fig.2-2 FTIR spectrum of PHS、MPHS and hydroxy silicone oilPHS 的力學性能分析伸測試得到增塑 PVC 試樣的拉伸強度和扯斷伸長率，用這力學性能。/MPHS 的拉伸強度-3 可以看出增塑劑 PHS、MPHS-1 和 MPHS-2 添加量為 2拉伸強度逐漸減小，，MPHS-3 的拉伸強度逐漸增大，即當即增塑劑 MPHS-2，拉伸強度最小為 16.21 MPa。這說明隨，PHS、MPHS 增塑 PVC 試樣的拉伸強度先減小后增大，拉伸強度越來越小，這是由于增塑劑插入到 PVC 分子之之間的相互作用即氫鍵作用，使 PVC 分子鏈之間形成的個的線性鏈段，打破了原來的體系：PVC-PVC，降低了 增大了運動空間，促進了 PVC 分子鏈的運動，從而提高，因此拉伸強度逐漸減小。從圖中可以看出增塑劑添加量
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ325.3

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本文編號：2612074