極性橡膠熱可逆交聯(lián)及其與PVC的共交聯(lián)研究
發(fā)布時間:2022-01-02 13:45
聚氯乙烯(PVC)作為全球第二大通用樹脂,具有耐燃、耐化學(xué)腐蝕、成本低廉等優(yōu)點,在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中具有廣泛的應(yīng)用。由于自身的結(jié)構(gòu)特點,PVC存在熱穩(wěn)定性差、易變脆變硬、韌性較差、耐寒性差等問題。為提升PVC材料的使用性能,對PVC進行交聯(lián)改性是一種有效方法。傳統(tǒng)的化學(xué)交聯(lián)改性屬不可逆交聯(lián),在改善PVC性能的同時喪失了熱塑性。在PVC樹脂配方中引入雙環(huán)戊二烯二甲酸鹽交聯(lián)劑,通過酯化反應(yīng)構(gòu)建熱可逆交聯(lián)橋鍵,賦予交聯(lián)PVC熱塑性。但是,由于PVC樹脂的活性氯位點少,酯化交聯(lián)密度偏低,性能提升不明顯。為此,本課題擬在PVC樹脂中引入極性不飽和橡膠氯丁橡膠(CR)和丁腈橡膠(NBR),通過添加雙環(huán)戊二烯二甲酸(DCPDCA)和雙環(huán)戊二烯二甲酸鈉(DCPD(COONa)2)的混合物作為復(fù)合交聯(lián)劑,在PVC與不飽和橡膠分子鏈間構(gòu)建基于可逆Diels-Alder(D-A)反應(yīng)的熱可逆共交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),從而提升PVC的熱可逆交聯(lián)密度。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了 NBR、CR兩種極性不飽和橡膠與DCPDCA酯化交聯(lián)的可行性,結(jié)果表明,NBR更適于與DCPDCA進行酯化反應(yīng);對交聯(lián)劑DCPDCA進行處理,...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-5共交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形成原理??Fig.?1-5?Formation?of?co-crosslinking?network??
?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???的熱壓溫度以實現(xiàn)酯化交聯(lián)。因此,CR不適合作為PVC的共交聯(lián)橡膠組分。??(2)紅外譜圖??150°C-CR-2?J/Y?Vw?J?Vw-/?????熱壓商 ̄CR-2?_j/i?V??J??.?I?■?I?.?I?■???.??2000?1800?1600?1400?1200?1000??Wave?Number(cm'1)??圖2-2不同熱壓CR試樣的FTIR譜圖??Fig.2-2?FTIR?spectra?of?different?CR?samples?after?hot-press??由圖2-2可知,熱壓前后IR特征峰幾乎無變化,未顯示顯著的酯化反應(yīng)。綜合??IR測試結(jié)果以及熱壓后CR的外觀,CR不宜與DCPDCA進行酯化交聯(lián)。??丁腈橡膠??丁腈橡膠(NBR)為含不飽和碳碳雙鍵的極性橡膠,是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚??合法制得的。考察NBR酯化交聯(lián)可行性時,分別通過FTIR表征酯化反應(yīng)發(fā)生,多次??熱成型表征酯化交聯(lián)NBR的熱可逆性,溶脹特性表征酯化交聯(lián)橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度。??NBR與DCPDCA反應(yīng)的配方如表2-6所示。??24??
?極性橡膠熱可逆動態(tài)交聯(lián)研宄???表2-6?NBR交聯(lián)配方??Table?2-6?Formula?for?NBR?cross-linking??試樣編號?NBR?2246?陶土預(yù)混TSA?DCPDCA??NBR-1?100?2?6.4?—??NBR-2?100?2?6.4?5??注.?各組分均為質(zhì)量份數(shù)。??稱取表2-6所示物料,首先使用哈普轉(zhuǎn)矩流變儀100°C密煉lOmin,再使用開煉??機將密煉后的物料薄通5min,將薄通后得到的物料在熱壓機下反應(yīng)成型,熱壓溫度??為190°C或200°C,熱壓時間為30min。將熱壓后試樣進行紅外波譜測試,并進行二??次熱塑成型考察熱可逆性。將熱壓后膠樣用二氯甲烷浸泡,觀察其溶脹特性。??(1)紅外譜圖??I^??200*C-NBR-1?i??190*C-NBR-1?,??i??2500?2000?1500?1000??Wave?Number(cm'1)??圖2-3不同NBR試樣的FTIR譜圖??Fig.2-3?FTIR?spectra?of?different?NBR?samples??由圖2-3所示,未添加交聯(lián)劑的NBR熱壓后在1700cm-1位置未出現(xiàn)相應(yīng)的酯基??峰,添加DCPDCA交聯(lián)劑的NBR熱壓后的試樣在nOOcnr1處出現(xiàn)酯基峰,因此,??可以推斷出高溫條件下DCPDCA上的羧基與NBR上的雙鍵發(fā)生了酯化反應(yīng)。隨溫度??上升,熱壓反應(yīng)后的NBR酯基峰明顯增強,在200°C熱壓30min時,NBR酯化反應(yīng)??25??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚氯乙烯行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 權(quán)開玉. 橡塑技術(shù)與裝備. 2018(24)
[2]丁腈橡膠老化與防護的探究[J]. 張曉旭. 遼寧化工. 2018(10)
[3]CPVC行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 張軍鋒,楊黎博,何旭東,康永. 聚氯乙烯. 2017(12)
[4]淺談國內(nèi)PVC行業(yè)的發(fā)展趨勢[J]. 申洪澤,孫娜娜,楊勇旺,王維,程翔. 聚氯乙烯. 2017(07)
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[7]可逆交聯(lián)橡膠的研究進展[J]. 蔡聰育,曹長林,崔雪潮,黃元發(fā),陳慶華,肖荔人,錢慶榮. 橡塑技術(shù)與裝備. 2016(03)
[8]丙烯腈含量對丁腈橡膠熱降解性能的影響[J]. 劉莉,王炳昕,瞿永濤,丁乃秀. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(03)
[9]聚氯乙烯與丁腈橡膠交聯(lián)反應(yīng)的分子模擬[J]. 栗秀萍,任強,周涵. 材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2012(04)
[10]聚氯乙烯的輻射交聯(lián)[J]. 嚴(yán)家發(fā),賈潤禮. 塑料助劑. 2008(06)
博士論文
[1]含氯聚合物的熱可逆共價交聯(lián)及其熱塑性彈性體的制備、性能研究[D]. 夏宇正.北京化工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]丁腈橡膠的序列結(jié)構(gòu)及應(yīng)用研究[D]. 陳昊誠.青島科技大學(xué) 2019
[2]提高PVC熱可逆交聯(lián)密度及其材料性能的研究[D]. 余江.北京化工大學(xué) 2019
[3]含碳碳雙鍵不飽和橡膠的熱可逆交聯(lián)[D]. 徐艷.北京化工大學(xué) 2019
[4]熱可逆交聯(lián)橡膠增韌聚丙烯的研究[D]. 張延嶺.北京化工大學(xué) 2018
[5]聚氯乙烯復(fù)合材料共混改性的研究[D]. 王文玲.青島科技大學(xué) 2018
[6]熱可逆交聯(lián)劑鋅鹽的制備及其對PVC的交聯(lián)穩(wěn)定效果[D]. 白慧.北京化工大學(xué) 2017
[7]聚氯乙烯可逆交聯(lián)發(fā)泡材料的制備與性能研究[D]. 黃自尚.北京化工大學(xué) 2015
[8]可逆交聯(lián)阻燃聚氯乙烯材料[D]. 李晶.北京化工大學(xué) 2015
[9]納米CaCO3的表面改性及其在PVC中的應(yīng)用[D]. 吳志超.華東理工大學(xué) 2015
[10]取代基結(jié)構(gòu)與熱可逆交聯(lián)劑解交聯(lián)溫度的關(guān)系[D]. 李春蓮.北京化工大學(xué) 2013
本文編號:3564284
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-5共交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形成原理??Fig.?1-5?Formation?of?co-crosslinking?network??
?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???的熱壓溫度以實現(xiàn)酯化交聯(lián)。因此,CR不適合作為PVC的共交聯(lián)橡膠組分。??(2)紅外譜圖??150°C-CR-2?J/Y?Vw?J?Vw-/?????熱壓商 ̄CR-2?_j/i?V??J??.?I?■?I?.?I?■???.??2000?1800?1600?1400?1200?1000??Wave?Number(cm'1)??圖2-2不同熱壓CR試樣的FTIR譜圖??Fig.2-2?FTIR?spectra?of?different?CR?samples?after?hot-press??由圖2-2可知,熱壓前后IR特征峰幾乎無變化,未顯示顯著的酯化反應(yīng)。綜合??IR測試結(jié)果以及熱壓后CR的外觀,CR不宜與DCPDCA進行酯化交聯(lián)。??丁腈橡膠??丁腈橡膠(NBR)為含不飽和碳碳雙鍵的極性橡膠,是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚??合法制得的。考察NBR酯化交聯(lián)可行性時,分別通過FTIR表征酯化反應(yīng)發(fā)生,多次??熱成型表征酯化交聯(lián)NBR的熱可逆性,溶脹特性表征酯化交聯(lián)橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度。??NBR與DCPDCA反應(yīng)的配方如表2-6所示。??24??
?極性橡膠熱可逆動態(tài)交聯(lián)研宄???表2-6?NBR交聯(lián)配方??Table?2-6?Formula?for?NBR?cross-linking??試樣編號?NBR?2246?陶土預(yù)混TSA?DCPDCA??NBR-1?100?2?6.4?—??NBR-2?100?2?6.4?5??注.?各組分均為質(zhì)量份數(shù)。??稱取表2-6所示物料,首先使用哈普轉(zhuǎn)矩流變儀100°C密煉lOmin,再使用開煉??機將密煉后的物料薄通5min,將薄通后得到的物料在熱壓機下反應(yīng)成型,熱壓溫度??為190°C或200°C,熱壓時間為30min。將熱壓后試樣進行紅外波譜測試,并進行二??次熱塑成型考察熱可逆性。將熱壓后膠樣用二氯甲烷浸泡,觀察其溶脹特性。??(1)紅外譜圖??I^??200*C-NBR-1?i??190*C-NBR-1?,??i??2500?2000?1500?1000??Wave?Number(cm'1)??圖2-3不同NBR試樣的FTIR譜圖??Fig.2-3?FTIR?spectra?of?different?NBR?samples??由圖2-3所示,未添加交聯(lián)劑的NBR熱壓后在1700cm-1位置未出現(xiàn)相應(yīng)的酯基??峰,添加DCPDCA交聯(lián)劑的NBR熱壓后的試樣在nOOcnr1處出現(xiàn)酯基峰,因此,??可以推斷出高溫條件下DCPDCA上的羧基與NBR上的雙鍵發(fā)生了酯化反應(yīng)。隨溫度??上升,熱壓反應(yīng)后的NBR酯基峰明顯增強,在200°C熱壓30min時,NBR酯化反應(yīng)??25??
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[2]提高PVC熱可逆交聯(lián)密度及其材料性能的研究[D]. 余江.北京化工大學(xué) 2019
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[6]熱可逆交聯(lián)劑鋅鹽的制備及其對PVC的交聯(lián)穩(wěn)定效果[D]. 白慧.北京化工大學(xué) 2017
[7]聚氯乙烯可逆交聯(lián)發(fā)泡材料的制備與性能研究[D]. 黃自尚.北京化工大學(xué) 2015
[8]可逆交聯(lián)阻燃聚氯乙烯材料[D]. 李晶.北京化工大學(xué) 2015
[9]納米CaCO3的表面改性及其在PVC中的應(yīng)用[D]. 吳志超.華東理工大學(xué) 2015
[10]取代基結(jié)構(gòu)與熱可逆交聯(lián)劑解交聯(lián)溫度的關(guān)系[D]. 李春蓮.北京化工大學(xué) 2013
本文編號:3564284
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