多功能交联剂的组成对PVC性能的影响研究

摘要

本论文以改善聚氯乙烯的综合性能为主要研究目的，通过合成一种多功能性的交联剂-端环戊二烯基硫醇盐，使其既具有热可逆交联的功能又具有使聚氯乙烯稳定的特性。利用双环戊二烯(DCPD)与环戊二烯(CPD)的热可逆转变特性，制备常温交联、遇热可解交联的热可逆型交联剂。由于此交联剂中含有巯基，可以与活性氯反应，能够起到稳定的作用。因传统的交联方法所形成的永久交联都将使PVC丧失宝贵的热塑性。因此，低温交联、高温解交联的热可逆交联将成为具有良好应用前景的研究课题。
　　 论文中选用双环戊二烯(DCPD)为基本原料，通过常压下裂解反应制备环戊二烯(CPD)，再用碱法制备茂钠(CPD-Na)，进而合成环戊二烯基溴乙烷，采用脲盐法合成环戊二烯基乙硫醇，再与氢氧化钠、氢氧化钡的水溶液分别反应，最终得到目标产物-环戊二烯基乙硫醇钠盐(CPD-SNa)和钡盐(CPD-SBa)。
　　 论文中对各步反应的合成路线以及实验最佳反应条件进行了系统研究，得到了最佳工艺条件。通过对目标产物及其中间产物结构的红外光谱分析证明产物结构与理论预期的完全相符，所采用的合成路线可行。通过DTA法对交联剂的热可逆转变特性进行了测试，证明此种交联剂存在着明显的解聚吸热峰。将此交联剂与PVC交联后经转矩流变仪测试的结果表明，在加工条件下材料的平衡转矩和最大转矩较未交联试样没有明显变化，证明了交联物存在受热解交联行为，说明交联产物的热可逆加工特性。
　　 论文还着重考察了此种交联剂对软聚氯乙烯(SPVC)交联程度、热稳定性的影响。采用溶剂抽提法测试了交联后SPVC的凝胶含量。测试结果表明：交联剂用量、交联反应温度以及交联反应时间对SPVC交联程度均有不同程度的影响。通过刚果红法测试了交联PVC的静态热稳定时间。测试结果表明：此种交联剂对PVC能够起到很好的稳定作用，相比较而言，CPD-SBa的稳定性要好一些。
　　 对交联SPVC力学性能的测试结果表明：将此交联剂应用于SPVC中，与未交联试样比较，经CPD-SNa交联的SPVC的断裂强度最大值达到24.57MPa，较空白样提高了15.50％(3.30MPa)，断裂伸长率最大值为205.06％，较空白试样提高了21.55％。同时，弹性模量有所提高，永久形变量减小。

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章 文献综述

1.1 选题背景及其研究意义

1.2 聚氯乙烯的改性

1.3 聚氯乙烯的交联方法概述

1.4 聚氯乙烯的稳定性研究

1.5 本论文研究的主要目的及内容

第二章 实验部分

2.1 实验用化学试剂与原材料

2.2 实验用主要仪器及设备

2.3 多功能交联剂的制备

2.4 热可逆交联软聚氯乙烯试样的制备

2.5 结构表征与性能测试

第三章 结果与讨论

3.1 多功能交联剂的制备及其中间产物的结构表征

3.2 多功能性交联剂的热分析

3.3 软聚氯乙烯的热可逆交联性及影响因素

3.4 热可逆交联软聚氯乙烯的加工流变性能

3.5 热可逆交联软聚氯乙烯的热稳定性能分析

3.6 热可逆共价交联软聚氯乙烯的力学性能及影响因素

第四章 结论

参考文献

致谢