PVB应用于碳酸钙高填充UPVC的研究

摘要

碳酸钙作为一种亲水憎油的极性填料，与PVC界面相容性较差，大量填充时易造成制品内部的缺陷，破坏力学性能。PVB中的羟基可提供给碳酸钙表面OH氢键结合点和Ca2+配位、静电作用点，故两者理论上具有良好的界面相容性。本文通过定量计算PVB/碳酸钙、PVC/碳酸钙的界面作用参数，以此研究PVC/PVB/碳酸钙复合材料中以PVB作为碳酸钙粘接剂来对体系进行增韧增强的可能性:
　　1、用挤出流延法制备PVB/碳酸钙膜材料，通过测量拉伸强度得PVB/碳酸钙界面参数远大于PVC/碳酸钙界面参数。红外光谱分析结果表明，PVB与碳酸钙表面的羟基之间形成氢键，发生缔合。通过对PVB/碳酸钙材料的SEM图分析可知，PVB/碳酸钙界面结合优于PVC/碳酸钙。
　　2、设计正交实验，通过双辊开炼法压制UPVC板材，并对其进行测试。得最佳因素水平:5份PVB，此时PVB/PVC相容性较好;1.5份DIDP，用于改善PVB分子链的运动能力;60份5000目碳酸钙，其目数对冲击性影响较大。最佳配方力学性能较空白样，冲击强度提升140.6％，同时拉伸强度和弯曲强度也有所提升。其中PVB因素对材料的力学性能影响最大。混料工艺B使材料的冲击强度明显增加，但材料的拉伸强度和弯曲强度有所降低。流变曲线分析表明，体系中加入PVB可促进塑化，降低平衡扭矩。热失重实验分析表明，制品主要有两个热失重阶段，且PVB添加份数较多的体系热稳定性较好。
　　3、通过实验得，加入3份SD5型PVB使制品冲击强度提升243.8％;加入3份SD1型使体系冲击强度提升255.6％，但会使拉伸强度下降。当高粘度PVB与低粘度PVB复配比为2∶1时，体系的综合力学性能较好。
　　由实验结果可知，PVB对碳酸钙高填充UPVC制品有较好的增韧效果，且保证材料的拉伸强度不会下降。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 聚氯乙烯(PVC)

1．1．1 简介

1．1．2 聚氯乙烯的结构与性能特点

1．1．3 PVC的改性

1．1．4 UPVC的配方分析

1．2 聚乙烯醇缩丁醛(PVB)

1．2．1 PVB结构与性能

1．2．2 PVB的发展历史与应用

1．2．2 PVB的合成

1．2．3 PVB复合材料

1．3 填料

1．3．1 填料的种类

1．3．2 CaCO3对产品性能的影响及其改性研究

1．4 本课题的研究内容及创新点

第二章 高黏PVB／碳酸钙界面强度的研究

2．1 引言

2．2 原料与设备

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验仪器与设备

2．3 试验样品的制备

2．3．1 配方设计

2．3．2 工艺流程

2．3．3 性能测试

2．4 结果分析

2．4．1 高粘度PVB／碳酸钙拉伸强度分析

2．4．2 高粘度PVB／碳酸钙界面作用系数分析

2．4．3 高粘度PVB／碳酸钙防红外谱图分析

2．4．4 高粘度PVB／碳酸钙SEM图分析

2．5 本章结论

第三章 正交法研究高粘PVB应用于高填充UPVC

3．1 引言

3．2 原料与设备

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验仪器与设备

3．3 实验样品的制备

3．3．1 配方设计

3．3．2 工艺流程

3．3．3 性能测试

3．4 结果分析与讨论

3．5．1 正交实验结果与分析

3．5．2 材料力学性能因素影响分析

3．6 混料工艺对材料力学性能的影响

3．7 流变曲线分析

3．8 热失重分析

3．9 本章结论

第四章 高填充UPVC中PVB用量及粘度的研究

4．1 引言

4．2 原料与设备

4．2．1 实验原料

4．2．2 实验仪器与设备

4．3 实验样品的制备

4．3．1 配方设计

4．3．2 工艺流程

4．3．3 性能测试

4．4 结果分析与讨论

4．4．1 高粘度(SD 5型)PVB含量对材料力学性能的影响

4．4．2 不同型号PVB对材料力学性能的影响

4．4．3 低粘度(SD 1型)PVB含量对材料力学性能的影响

4．4．4 高低粘PVB复配研究

4．5 本章结论

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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