PVC链段结构模型的构建及热稳定性研究

摘要

聚氯乙烯因其具有优良的电绝缘性、耐磨损性、抗化学腐蚀性和价格低廉等优异的特点，而被广泛应用于各个行业。然而，由于氯乙烯单体在聚合的过程中或者树脂后期处理的过程中不可避免的会引入一些不规则结构，从而使得其热稳定性不佳，限制其使用范围。因此对树脂链段结构与性能之间关系的研究是树脂品质改良的关键，也是材料改性加工的基础，无论从指导树脂的源头控制还是后期的品质提升上都具有重要的意义。
　　本实验采用热处理和化学处理两种方法构建 PVC分子链中的共轭多烯序列链段结构模型、内部烯丙基氯结构模型和环氧结构模型，并将其与树脂的热学性能相联系，探索链段结构与树脂热稳定性间的关系，进而为 PVC树脂的功能化改性奠定基础。利用凝胶渗透色谱仪（GPC）,紫外可见分光光度计（UV-Vis）,傅立叶转换红外光谱仪（FT-IR）, X射线光电子能谱仪（XPS）和核磁共振波谱仪（NMR）对PVC树脂的分子量、共轭多烯含量、官能团类型和内部烯丙基氯含量等进行测试和表征；利用热重分析仪（TG）测试PVC树脂的热稳定性。得出如下结果：
　　1.通过将 PVC树脂在120℃条件，氮气氛围下进行热处理的方法构建共轭多烯序列结构模型，结合UV-Vis，FT-IR，1H-NMR和TG对树脂的链段结构和热性能进行分析，结果表明，共轭多烯序列结构主要影响树脂的初期着色性，而对树脂的初始热稳定性没有太大影响；
　　2.通过碱处理的方法成功构建内部烯丙基氯结构模型，1H-NMR结果表明，OH-对 PVC分子链的进攻是随机的，随着处理时间的延长内部烯丙基氯含量呈现增长的趋势。冰水浴条件下处理12h，内部烯丙基氯含量可以达到15.2/1000VC；对比共轭多烯序列结构模型，并结合FT-IR、UV-Vis、1H-NMR和TG技术对所得样品的链段结构和热稳定性进行分析测试。结果表明，PVC分子链中存在的内部烯丙基氯对树脂的初始热稳定性影响较大，但不影响树脂的整体降解过程；
　　3.利用两种不同的环氧化试剂构建环氧结构模型，结果表明，环氧化反应发生时，其中的环氧化试剂优先进攻分子链中的共轭长链多烯结构，使得长链多烯含量降低，短链多烯含量却有一定程度的增加。TG结果表明，环氧化反应有利于树脂初始热稳定性的提高，并改善树脂的着色性。当使用HCOOH和H2O2处理两个小时，T5％有将近32℃的增加，能够有效的改善树脂的热学性能。

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第一章 文献综述

1.1 聚氯乙烯分子链中的链段结构类型

1.2 聚氯乙烯分子链链段结构构建方法

1.3 聚氯乙烯树脂的热稳定性分析

1.4 本论文的研究意义及内容

第二章 PVC分子链中共轭多烯序列结构模型的构建及其与树脂热稳定性的关系

2.1 实验部分

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 PVC分子链中内部烯丙基氯结构模型的构建及其与树脂热稳定性的关系

3.1 实验部分

3.2 结果与讨论

3.3本章小结

第四章 PVC分子链中环氧结构模型的构建及其与树脂热稳定性的关系

4.1 实验部分

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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