氯乙烯/丙烯酸-2-乙基己酯共聚物的合成与表征

摘要

向聚氯乙烯(PVC)添加小分子增塑剂是制备软质PVC的主要方法，但是小分子增塑剂易渗出和迁移，使制品变硬。采用长烷链丙烯酸酯类单体与氯乙烯(VC)共聚，不仅可通过内增塑作用而降低小分子增塑剂的用量，而且可以提高小分子增塑剂与改性PVC的相容性，改善树脂加工性能。此外，在PVC中引入丙烯酸酯链节或聚丙烯酸酯还可提高硬质PVC制品的抗冲强度，因此，VC与丙烯酸酯共聚已成为PVC改性的重要方法。本文以丙烯酸．2.乙基己酯(EHA)为改性单体，合成内增塑型VC-EHA共聚树脂和抗冲型聚丙烯酸-2-乙基己酯/VC接枝共聚树脂，研究共聚方式、加料方式和EHA用量等对改性PVC树脂颗粒特性、加工和制品力学性能的影响，以期为工业化试验提供基础。 采用聚合过程中连续滴加活泼单体EHA的VC/EHA悬浮共聚方法，制备化学组成均匀的VC-EHA无规共聚树脂，研究了EHA投料量对VC/EHA共聚合动力学、颗粒特性等的影响。发现随着EHA加入量增加，聚合速率略有降低，共聚反应体系压降滞后。随着EHA含量增加，共聚树脂孔隙率和增塑剂吸收量降低。通过对共聚树脂颗粒内部的扫描电镜观察，发现随EHA含量增加，初级粒子聚集程度增加，聚集体之间的内部孔隙被逐渐填充。为了改善共聚树脂颗粒特性，采用聚合过程连续添加乳化EHA的方法，得到颗粒形态较为规整、初级粒子聚集程度降低的共聚树脂。当EHA含量为5.74％时，采用滴加乳化EHA得到的共聚树脂的增塑剂吸收量比滴加纯EHA得到的共聚树脂高6g/100g树脂左右。随着EHA含量的增加，共聚树脂的玻璃化温度逐渐降低。 对硬质VC-EHA共聚物和邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)增塑VC-EHA共聚物的加工和力学性能进行了研究。发现随着EHA含量增加，VC-EHA无规共聚树脂的加工平衡扭矩减小，塑化时间缩短。硬质和增塑VC-EHA共聚物的硬度均随EHA含量的增加而降低。根据VC-EHA共聚物中EHA含量扣除相应DOP用量后的增塑VC-EHA共聚物的硬度亦随EHA含量增加而略有下降，说明共聚进入分子链的EHA具有比DOP更好的增塑效果。硬质和增塑VC-EHA共聚物的拉伸强度随EHA含量增加而降低，硬质材料的抗冲强度随EHA含量增加略有提高。 将合成的聚丙烯酸-2-乙基己酯(PEHA)胶乳加入VC悬浮聚合体系，采用PEHA/VC悬浮接枝共聚和PHEA/VC悬浮接枝共聚中同时添加乳化EHA单体的方法制备改性PVC树脂。发现PEHA乳液的加入对VC悬浮共聚成粒过程有较大影响，增加分散剂用量可以保证悬浮接枝共聚的稳定性，获得颗粒特性良好的改性PVC树脂。随着PEHA含量的增加，VC接枝率和接枝效率增大。比较无规共聚和接枝共聚改性PVC的力学性能发现，在相同EHA含量下，PEHA-g-VC/EHA共聚物具有比VC/EHA无规共聚物和PEHA-g-VC接枝共聚物更高的抗冲强度。

目录

文摘

英文文摘

1前言

2文献综述

2.1氯乙烯-丙烯酸酯共聚物合成

2.1.1氯乙烯-丙烯酸酯无规共聚物

2.1.2氯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物

2.1.3氯乙烯-丙烯酸酯嵌段共聚物合成

2.2氯乙烯-丙烯酸酯共聚物性能

2.2.1颗粒特性

2.2.2热性能

2.2.3加工与力学性能

2.2.4耐油性

3 VC-EHA悬浮共聚树脂的合成与颗粒特性

3.1实验部分

3.1.1实验原料

3.1.2 VC-EHA共聚动力学研究

3.1.3 VC-EHA共聚树脂合成

3.1.4结构和性能表征

3.2结果与讨论

3.2.1 VC-EHA共聚动力学

3.2.2 VC-EHA共聚物分子结构

3.2.3直接滴加EHA对共聚树脂颗粒特性的影响

3.2.4滴加乳化EHA对共聚树脂颗粒特性的影响

3.2.5共聚树脂玻璃化温度

3.3小结

4 VC-EHA悬浮共聚物的加工与力学性能

4.1实验部分

4.1.1实验原料

4.1.2 VC-EHA共聚树脂的加工

4.1.3结构表征和性能测试

4.2结果与讨论

4.2.1 VC-EHA共聚树脂的加工性能

4.2.2硬质VC-EHA共聚物材料的力学性能

4.2.4增塑VC-EHA共聚物材料的力学性能

4.3小结

5 VC/EHA接枝共聚物的制备及其性能

5.1实验部分

5.1.1实验原料

5.1.2共聚树脂的合成

5.1.3共聚树脂的加工

5.1.4结构和性能表征

5.2结果与讨论

5.2.1 EHA乳液聚合稳定性

5.2.2接枝共聚配方和工艺对悬浮聚合稳定性的影响

5.2.2接枝共聚工艺参数与树脂结构性能的关系

5.2.3接枝共聚物的加工性能

5.2.4接枝共聚物力学性能

5.2.4 PEHA-g-VC/EHA共聚树脂分子结构

5.3小结

6结论

参考文献

致谢

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