【摘要】：半交聯(lián)聚氯乙烯(PVC)硬質(zhì)結(jié)構泡沫材料是一種以乙烯基聚合物為基礎,通過貫穿的芳香酰亞胺交聯(lián)聚合網(wǎng)絡形成剛性閉孔的泡沫材料。其具有密度低,比強度高、耐化學腐蝕、耐高溫的特點,做成夾芯結(jié)構件后可以大大增強構件的力學性能,但幾乎不增加構件的重量,在特定的應用場合可作為金屬、水泥、橡膠等的替代材料,主要應用于風機葉片、機車內(nèi)飾、游艇殼體、航空航天、建筑保溫等行業(yè)。本研究以聚氯乙烯(PVC)為基體、酰胺為化學發(fā)泡劑、聚合多異氰酸酯為交聯(lián)劑和多元酸酐為交聯(lián)助劑,采用模壓成型工藝制備具有高力學強度、高阻燃性的輕質(zhì)PVC硬質(zhì)交聯(lián)結(jié)構泡沫材料。本研究采用模壓發(fā)泡法制備了具有一定阻燃性的PVC硬質(zhì)交聯(lián)結(jié)構泡沫材料,測得的極限氧指數(shù)為26.1,力學性能適中,經(jīng)壓縮試驗測得其壓縮強度為1.7MPa的交聯(lián)型PVC結(jié)構泡沫塑料;通過原料配比實驗研究,差示掃描量熱分析(DSC)測試了PVC糊樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T_g,選擇了PB1302型PVC糊樹脂為結(jié)構泡沫塑料的基體;通過熱失重分析和單因素實驗研究,探索混合糊料內(nèi)發(fā)泡劑添加量對PVC泡沫發(fā)泡行為的影響,結(jié)果顯示在PVC糊樹脂為50g的情況下,偶氮二異丁腈(AIBN)與偶氮二甲酰胺(AC)按5:1的質(zhì)量比組成復合發(fā)泡劑且用量為6g(12 wt%)時,制備出的PVC結(jié)構泡沫塑料的泡孔尺寸均勻、密度較低、力學性能適中的結(jié)論。進一步研究了甲苯二異氰酸酯(TDI)與甲基六氫苯酐配比對PVC泡沫發(fā)泡行為的影響。通過PVC結(jié)構泡沫模壓工藝研究,確定模壓壓力10MPa下PVC凝膠化溫度及糊料分解溫度,即加熱溫度為155℃、保溫保壓90min和開模溫度為30℃的模壓工藝。通過水煮發(fā)泡實驗確定了適于交聯(lián)發(fā)泡的水溫為65℃。通過模具設計和模壓發(fā)泡裝備研究,設計并制造模壓階段所用模具和水煮發(fā)泡用模具各一套,其中確立了靜壓密封方式為模壓用模具的密封方式,采用螺紋傳動方式實現(xiàn)對水煮發(fā)泡用模具型腔容積的連續(xù)調(diào)節(jié),使用該PVC發(fā)泡裝備可制備密度分別為100Kg/m~3、200Kg/m~3、300Kg/m~3的力學性能優(yōu)異的PVC泡沫塑料。最后通過研究環(huán)氧化合物(環(huán)氧大豆油)對PVC結(jié)構泡沫塑料的力學及熱穩(wěn)定性的影響,制備出具備良好的壓縮性能和熱穩(wěn)定性的PVC阻燃結(jié)構泡沫塑料。
【圖文】：

開始了對泡沫塑料的研究，但工業(yè)基礎薄弱，直到 70 年代才實現(xiàn)對軟質(zhì)業(yè)化生產(chǎn)。改革開放后，泡沫行業(yè)有了大幅發(fā)展，目前也已能夠生產(chǎn)大多產(chǎn)品，但對于高性能的結(jié)構泡沫塑料和發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑、改性劑等加工助與國外有著較大差距，比如高性能的硬質(zhì)交聯(lián) PVC 結(jié)構泡沫塑料近年才前還沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，發(fā)泡劑、熱穩(wěn)定劑、納米填料等加工助劑國外、低毒的產(chǎn)品，而我國仍在大量使用偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈等偶氮有毒性的鉛鹽類熱穩(wěn)定劑[10]。硬質(zhì)結(jié)構泡沫塑料具有低密度、低吸水率、比強度、耐腐蝕性、高吸能性、無磁性的特點，，使得其具有金屬材料所不途，常被用來作隔熱、保溫、緩沖、密封、隔音等材料，用作復合結(jié)構的足結(jié)構的剛度和強度的條件下大大減輕構件的重量，比如，瑞典海軍的 V隱身”巡洋艦如圖 1 所示，大部分結(jié)構采用夾層復合結(jié)構設計，其重量只同級艦艇的一半[11,12,13]。

用于水聲系統(tǒng)中做聲吶的結(jié)構部件，在實際應用中表現(xiàn)出了果[8,27]。管隨發(fā)泡倍數(shù)的增加結(jié)構泡沫塑料的力學強度會有所降低，但由于相對密很低，結(jié)構泡沫塑料比普通材料仍有著高得多的比強度（材料強度與相對，這使得結(jié)構泡沫塑料可以成為一種優(yōu)質(zhì)的結(jié)構材料，在滿足強度要求的減少了結(jié)構的自重。比如，在風力發(fā)電中，要求風電葉片具有良好的剛度荷分布均勻以保證葉片運行平穩(wěn)，交聯(lián)聚氯乙烯結(jié)構泡沫塑料的泡壁內(nèi)部這使得該泡沫塑料硬度高并有優(yōu)良的比剛度、比強度、良好的尺寸穩(wěn)定性孔、打磨、車削等機械加工，交聯(lián)聚氯乙烯結(jié)構泡沫是第一種用作結(jié)構承的材料，其與風電葉片內(nèi)的玻璃鋼復合可以提高葉片的剛度和穩(wěn)定性，在大量的應用[28,29,30]。如圖 2，3 所示為 PVC 結(jié)構泡沫在風電、軌道交通、用。
【學位授予單位】：河南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ328.2

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孫赫;;PVC行業(yè)中改行納米碳酸鈣的應用[J];化工管理;2016年34期

2 吳錦京;張曉燕;李季衡;;環(huán)氧地溝油基PVC人造革增塑劑的制備與應用[J];上海塑料;2016年04期

3 劉浩;李德剛;李瑞姣;;綠色環(huán)保PVC熱穩(wěn)定劑研究進展[J];工程塑料應用;2016年12期

4 謝志昆;;水性油墨在PVC封邊條印刷中耐光色牢度研究[J];廣東化工;2016年24期

5 韓慧玨;李彥斌;劉勇;張海峰;崔鵬;;108m~3聚合釜PVC生產(chǎn)產(chǎn)能提升總結(jié)[J];中國氯堿;2016年10期

6 ;2016年再生PVC需求大幅升溫 進口量強勢回歸[J];聚氯乙烯;2016年12期

7 張繼軍;吉建紅;馬致昌;;PVC生產(chǎn)中循環(huán)水泵的節(jié)能改造[J];聚氯乙烯;2017年02期

8 王幕演;王亞停;陳思;施燕琴;馬猛;裘雪陽;王旭;;PVC含氮有機熱穩(wěn)定劑的研究進展[J];塑料助劑;2017年02期

9 關龍龍;席微;王文治;;曲線擬合法評價PVC熱穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性[J];塑料助劑;2017年02期

10 李梅;黃坤;李守海;夏建陵;;油脂/松脂源PVC鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑的研究進展[J];塑料助劑;2017年02期

相關會議論文 前10條

1 王學柳;李寶強;劉鐵軍;;PVC涂塑窗紗生產(chǎn)中增塑劑有機廢氣治理研究[A];天津建材（2012年第1期 總第163期）[C];2012年

2 袁立煥;袁金鳳;潘明旺;周健;王澤虎;;原位聚合法制備的PVC基熱塑性彈性體的動態(tài)力學性能與加工流變性能分析[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

3 許家友;;異氰酸酯處理木粉對PVC/木粉性能的影響[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

4 于軍;周緒強;;PVC球自動填充在沉船打撈工程中的應用[A];2009年度救撈論文集[C];2009年

5 程亮;許振良;王陽;;熱穩(wěn)定劑對PVC中空纖維膜性能的影響[A];上海市化學化工學會2009年度學術年會論文集[C];2009年

6 王美林;劉天晴;;銀納米粒子在PVC塑料化學鍍銅中催化性能的研究[A];中國化學會第十三屆膠體與界面化學會議論文摘要集[C];2011年

7 姚紅艷;于廣和;朱瑞艷;宋甲芳;李義民;;PVC材料氧指數(shù)檢測影響因素分析[A];2013年全國阻燃學術年會會議論文集[C];2013年

8 周瑋;宋麗妹;;鉆孔灌注樁PVC聲測管工藝及施工技術[A];施工機械化新技術交流會論文集（第六輯）[C];2005年

9 李巖;屈澤華;劉琳;王國建;;長鏈聚酯增塑劑在PVC中的應用研究[A];2005年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2005年

10 丁賀;閆蘭英;李侃社;;直鏈脂肪酸鑭PVC熱穩(wěn)定劑的研究[A];2007年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2007年

相關重要報紙文章 前10條

1 饒興鶴;亞洲PVC后市價格恐難上漲[N];中國化工報;2013年

2 魏雙林;精信環(huán)保PVC有機穩(wěn)定劑獲專利[N];中國化工報;2014年

3 記者 陶加;PVC高效非汞催化劑添新丁[N];中國化工報;2014年

4 本報記者 呼躍軍;寧夏PVC企業(yè)繃緊“限汞”神經(jīng)[N];中國化工報;2014年

5 記者 陶加;碳納米管開辟PVC無汞催化新思路[N];中國化工報;2014年

6 圖建平;面對過剩，PVC行業(yè)如何落子[N];中國化工報;2014年

7 林海萍;PVC市場走勢上下兩難[N];中國化工報;2014年

8 記者 李東周;新型PVC低汞催化劑工業(yè)化[N];中國化工報;2014年

9 本報記者 呼躍軍;PVC市場年內(nèi)將重現(xiàn)跌勢[N];中國化工報;2014年

10 記者 郁紅;PVC行業(yè)破困局“四面”出擊[N];中國化工報;2014年

相關博士學位論文 前10條

1 趙小紅;木質(zhì)素的機械活化固相酯化及其產(chǎn)物對PVC性能的影響[D];廣西大學;2016年

2 岳小鵬;木質(zhì)素在PVC復合材料中的應用研究[D];華南理工大學;2011年

3 李茁實;聚氯乙烯（PVC）實體與泡沫導電復合材料電性能的研究[D];吉林大學;2006年

4 袁金鳳;聚丙烯酸酯類納米微粒與乙烯基單體接枝共聚復合及其對PVC改性的研究[D];河北工業(yè)大學;2007年

5 黃鵬;好氧移動床生物膜反應器處理PVC高溫母液廢水研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

6 劉建平;含有機錫組分聚合型PVC熱穩(wěn)定劑的合成研究[D];大連理工大學;2009年

7 許文菊;新型配合物敏感載體PVC膜離子選擇性電極的構建及表征[D];西南大學;2009年

8 徐建中;纖維（腈綸、麻、羊毛）和軟PVC塑料熱降解及阻燃機理的研究[D];河北大學;2002年

9 王會;毛竹顆粒表面化學/水熱修飾及其增強PVC基復合材料性能表征[D];浙江大學;2010年

10 張忠厚;熱塑性聚合物（PVC, PPS）納米復合材料的制備及其性能研究[D];東華大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 武亮;環(huán)氧棉籽油的制備及PVC復合終止劑的合成研究[D];石河子大學;2019年

2 薛繼崗;柔性薄膜太陽能電池與PVC膜材復合材料的力電性能研究[D];中國礦業(yè)大學;2019年

3 吉同超;三種不同聚合物包覆SiO_2的制備及其在PVC中的應用研究[D];河南大學;2019年

4 秦立祥;高性能PVC結(jié)構泡沫的制造裝備及工藝性能研究[D];河南工業(yè)大學;2019年

5 季淑芳;有機硅改性聚酯及其增塑PVC性能研究[D];青島科技大學;2019年

6 譚林朋;納米SiO_2增強木纖維/PVC柔性復合材料的性能與結(jié)構研究[D];中南林業(yè)科技大學;2018年

7 靳泳慧;YZ公司PVC鈣鋅穩(wěn)定劑營銷策略研究[D];河北大學;2018年

8 謝乾;PVC/竹粉復合發(fā)泡材料的制備及性能研究[D];湖南工業(yè)大學;2018年

9 姚蕾蕾;點擊合成腰果酚基側(cè)鏈環(huán)氧化型增塑劑及其對PVC作用的研究[D];福建師范大學;2017年

10 馮楊;PVC對釩頁巖焙燒過程的影響及機理研究[D];武漢科技大學;2018年

本文編號：2678696