反应性共混ACM/PVC热塑性弹性体的制备及性能研究

摘要

本文采用两种不同的方法制备了聚丙烯酸酯橡胶(ACM)/聚氯乙烯(PVC)热塑性弹性体(简称ACM/PVC-TPE)。方法一是直接用PVC与不同合成工艺所得ACM进行共混,其中丙烯酸酯橡胶(ACM)的合成工艺包括：溶液聚合(记为 ACM-s)及乳液聚合(记为ACM-e)制备的两种聚丙烯酸正丁酯橡胶,种子乳液共聚合制备的以聚丙烯酸正丁酯为核、聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构聚丙烯酸酯橡胶(记为 ACM-cs )。主要考查了ACM-cs核壳比、ACM-cs核层交联剂用量、乳液均聚ACM-e用量、相容剂丁腈橡胶(NBR)用量、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)用量及溶液聚合制备 ACM-s 过程中链转移剂用量对PVC-TPE性能的影响。
　　结果表明：乳液聚合过程中引发剂用量、乳化剂用量及温度对 ACM-e 粒径有一定的影响,总体在80nm-230nm间浮动,溶液聚合过程中链转移剂的加入能降低ACM-s的重均分子量及动力粘度。ACM-cs核壳比为7：3时,所制得弹性体的综合性能最佳,断裂伸长率达181%,拉伸强度为24MPa；核层交联剂用量为单体用量的1.5wt%时,PVC-TPE的综合性能较佳,其中断裂伸长率为 152%,拉伸强度为 13MPa；随着 ACM-e 加入量的增加, ACM-TPE各项性能呈下降趋势,证明ACM-e与PVC相容性不好；随着ACM-e用量的增加,PVC-TPE 中增塑剂的溶剂抽出率变大,迁移率总体在一个较小的范围内变化；随着NBR用量的增加,试样的溶剂抽出率和迁移率均呈下降趋势。通过转矩流变分析可知,随着ACM-e用量的增加,共混物的塑化变得更加容易；随着NBR用量的增加,共混物平衡扭矩总体呈现增大趋势,但NBR为15份时,平衡扭矩明显减小。随着溶液聚合链转移剂用量的增加,PVC-TPE的断裂伸长率和拉伸强度总体呈现先上升后下降的趋势,撕裂强度总体呈现上升趋势,回弹率总体呈现下降趋势,硬度变化不明显。
　　方法二采用PVC 为基体树脂,用 NaOH碱液对其进行脱氯化氢处理得到轻度脱HCl的 PVC(DPVC)。再将此 DPVC 与丙烯酸酯单体通过原位接枝共聚制备聚氯乙烯基热塑性弹性体(DPVC-TPE)。主要考察了增塑剂用量、丙烯酸酯用量以及DPVC制备工艺对所制得的热塑性弹性体力学性能的影响。
　　结果表明：在实验用量考察范围内,随着增塑剂用量的增加,DPVC-TPE的拉伸强度、撕裂强度单调减小,断裂伸长率单调增加；当共聚丙烯酸酯单体用量增加时,DPVC-TPE的拉伸强度、撕裂强度均降低,断裂伸长率增加；当PVC脱氯化氢过程中所用氢氧化钠浓度为2.0mol/L时,所得DPVC-TPE的力学性能最佳,其断裂伸长率为660%,拉伸强度为18MPa。

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第一章 绪论

§1-1 热塑性弹性体的历史发展

§1-2 热塑性弹性体的现状[6-8]

§1-3 聚氯乙烯热塑性弹性体(PVC-TPE)发展现状

§1-4 聚氯乙烯热塑性弹性体(PVC-TPE)的性能和应用展望

§1-5 共混ACM/PVC热塑弹性体

§1-6 本课题研究的主要意义及内容

第二章 实验部分

§2-1 主要原料及处理

§2-2 测试仪器及设备

§2-3 ACM的合成及脱氯化氢PVC的制备

§2-4 丙烯酸酯橡胶的表征

§2-5 PVC-TPE的加工

§2-6 PVC-TPE性能测试

第三章 丙烯酸酯均聚物的合成与表征

§3-1 反应条件对ACM-e粒径的影响

§3-2链转移剂用量对ACM-s平均分子量及粘度的影响

§3-3 本章小结

第四章 物理共混法ACM-PVC热塑性弹性体的制备与性能研究

§4-1 溶液聚合链转移剂用量对所制得PVC-TPE性能的影响

§4-2 ACM-e制备过程中引发剂用量对所得PVC-TPE性能的影响

§4-3 ACM-e制备过程中乳化剂用量对所得PVC-TPE性能的影响

§4-4 ACM-e加入量对PVC-TPE性能的影响

§4-5 NBR用量对PVC-TPE性能的影响

§4-6 PVC-TPE制备过程中DOP加入量对所得PVC-TPE性能的影响

§4-7 ACM-cs核壳比对所得PVC-TPE性能的影响

§4-8 ACM-cs制备过程中核层交联剂用量对所得PVC-TPE性能的影响

§4-9 本章小结

第五章 原位接枝共聚反应制备PVC-TPE及其性能研究

§5-1 丙烯酸酯单体与PVC反应制备的PVC-TPE性能研究

§5-2 DPVC的制备工艺对DPVC-TPE性能的影响

§5-3 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢