长链硫醇化PVC梳状聚合物的结构及性能

摘要

聚氯乙烯(PVC)是全球第二大通用合成塑料，具有较大的应用前景和市场竞争力，但由于其热稳定性差和抗冲击性能差限制了其应用。本文通过亲核取代反应，制备了一系列具有不同烷基侧链长度的长链硫醇化聚氯乙烯(PVCS(n)s，n为侧链烷基所含碳原子数，n=12，14，16，18)梳状聚合物;将PVCS(n)s全部氧化，得到聚砜PVCSO2(n)s梳状聚合物。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、氢谱核磁(1H NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)、广角X射线衍射(XRD)等对PVCS(n)s和PVCSO2(n)s的热行为、结晶行为进行了研究。结果表明，PVCS(n)s和PVCSO2(n)s都没有破坏PVC的热稳定性;且其熔融热焓值均随碳原子数目的增加而提高，PVCS(n)s由14.6 kJ/mol(C12)提高到50.9 kJ/mol(C18)，PVCSO2(n)s由1.3 kJ/mol(C16)提高到22.3 kJ/mol(C18)。
　　侧链上烷基链段的密度会影响聚合物晶体的堆砌结构。本文还制备了不同接枝度(DS)的PVCS(18)s梳状聚合物，系统研究了烷基链段接枝度对梳状聚合物的热稳定性、热性能和接触角的影响。结果表明，随着接枝度的增加，其热稳定性增加;熔融热焓值由5.3 kJ/mol(DS=8.5％)增加50.9 kJ/mol(DS=50.2％);接触角由88.6°(DS=8.5％)增加到151.3°(DS=50.2％)。
　　本文还探究了不同DS对PVCS(18)s梳状聚合物静电纺丝可纺性的影响，并对不同DS纳米纤维的形貌、热稳定性和热性能分别进行了研究。结果表明，DS≤14.3％的PVCS(18)s梳状聚合物可以实现静电纺丝，且其热焓值达到18.0kJ/mol;纳米纤维没有破坏PVCS(18)本体的热稳定性。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 聚氯乙烯

1．1．1 聚氯乙烯概述

1．1．2 PVC改性

1．2 梳状聚合物

1．2．1 梳状均聚物

1．2．2 梳状共聚物

1．3 纳米纤维和静电纺丝技术

1．3．1 纳米纤维

1．3．2 静电纺丝

1．4 课题目的及研究内容

1．4．1 课题目的

1．4．2 课题研究内容

第二章 实验试剂、仪器和测试方法

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器

2．3 性能测试

2．3．1 傅立叶变换红外光谱(FTIR)

2．3．2 氢谱核磁(1H NMR)

2．3．3 热重分析(TG)

2．3．4 差示扫描量热分析(DSC)

2．3．5 广角X射线衍射(WXRD)

2．3．6 场发射扫描电镜(FESEM)

2．3．7 接触角

2．3．8 变温红外(VTFTIR)

第三章 PVCS(n)s和PVCSO2(n)s梳状聚合物的制备及表征

3．1 引言

3．2 制备梳状聚合物

3．2．1 制备硫醇钠(CnSNas)

3．2．2 制备硫醇化PVC(PVCS(n)s)

3．2．3 制备长链砜(PVCSO2(n)s)

3．3 PVCS(n)s结果与讨论

3．3．1 红外分析

3．3．2 核磁氢谱分析

3．3．3 热稳定性分析

3．3．4 热行为分析

3．3．5 变温红外

3．3．6 X射线衍射分析

3．3．7 接触角

3．4 PVCSO2(n)s结果与讨论

3．4．1 红外分析

3．4．2 核磁分析

3．4．3 热稳定性分析

3．4．4 热行为分析

3．4．5 X射线衍射分析

3．5 小结

第四章 不同接枝度的PVCS(18)s梳状聚合物的制备及表征

4．1 引言

4．2 制备不同接枝度的PVCS(18)s梳状聚合物

4．3 PVCS(18)s结果与讨论

4．3．1 核磁分析

4．3．2 红外分析

4．3．3 热稳定性分析

4．3．4 热行为分析

4．3．5 X射线衍射分析

4．3．6 接触角

4．4 小结

第五章 不同接枝度的PVCS(18)s纳米纤维的制备及表征

5．1 引言

5．2 制备连续纳米纤维

5．2．1 纺丝液的配置

5．2．2 纳米纤维的制备

5．3 连续纳米纤维的工艺参数

5．3．1 PVC纳米纤维工艺参数

5．3．2 PVCS(18)s纳米纤维的工艺参数

5．4 PVCS(18)s纳米纤维的表征

5．4．1 PVCS(18)s纳米纤维形态表征

5．4．2 DSC表征

5．4．3 热稳定性表征

5．5 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

发表论文和科研情况

致谢