耐热抗冲PVC材料的制备、结构与性能

论文摘要

本文在查阅了大量关于PVC改性,NBR配位硫化和高岭土改性及在塑料中的应用研究等资料的基础之上,采用熔融共混的方法分别制备了PVC/NBR /CuSO4·5H2O复合材料和PVC／改性高岭土复合材料。结果表明,两种复合材料均具有较好的抗冲性能和耐热性能。其实验研究结果主要总结如下：首先制得了两种比例的NBR/CuSO4·5H2O共混物,FTIR、溶解性和力学性能测试表明材料内部出现了交联。将该共混物与PVC及加工助剂在密炼机中熔融共混,制备了PVC/NBR/CuSO4·5H2O复合材料。加工性能和力学性能分析表明,NBR/CuSO4·5H2O共混物的加入改善了复合体系加工性能,力学性能也得到了很大的提高,加入3wt%该共混物即可使复合材料的拉伸强度和冲击强度较纯PVC提高9.4%和18.3%,但断裂伸长率则随共混物含量的增加呈下降趋势；耐热性能分析表明,共混物的加入可以抑制复合材料的高温降解,提高其玻璃化转变温度；对复合材料的冲击断面形貌观察发现,其断面出现了许多纳米级的类纤维丝棒状物质并穿插于PVC基体中,这一特殊形貌尚是首次发现。在制备PVC／改性高岭土复合材料过程中,首先采用偶联剂处理法和大分子表面处理剂(DF)表面包覆法分别对高岭土进行了改性。FTIR表明偶联剂与高岭土发生了反应,DF也成功的包覆在了高岭土表面,极性测试表明改性后高岭土均由原来的亲水性变为疏水性,XRD分析表明改性高岭土的结构没有发生变化。其次,将改性高岭土与PVC熔融共混制备了PVC／改性高岭土复合材料。加工性能分析表明,改性高岭土的加入缩短了复合体系的塑化时间,且平衡扭矩减小；拉伸性能和冲击性能测试表明,适量的改性高岭土可以对复合体系起到增韧增强的作用,其中以表面包覆改性高岭土的效果最好,添加5wt%的该改性高岭土的PVC复合材料,其拉伸强度比纯PVC提高了9.3%,冲击强度则由原来的51KJ／m2提高到113.4 KJ／m2以上,提高幅度达两倍以上；耐热性能测试表明,改性高岭土的加入对复合材料初期热分解影响较小,但提高了复合材料的玻璃化转变温度；SEM观察表明,采用DF表面包覆法改性的高岭土与PVC的相容性较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 聚氯乙烯
• 1.1.1 聚氯乙烯的性质
• 1.1.2 聚氯乙烯的化学改性
• 1.1.3 聚氯乙烯的物理改性
• 1.1.4 聚氯乙烯的耐热抗冲改性研究
• 1.2 丁腈橡胶的配位硫化
• 1.2.1 丁腈橡胶的性质
• 1.2.2 丁腈橡胶的配位交联
• 1.2.3 丁腈橡胶/聚氯乙烯合金
• 1.3 高岭土在高分子中的应用研究
• 1.3.1 高岭土的性质及应用
• 1.3.2 高岭土的改性
• 1.3.2.1 高岭土的表面改性
• 1.3.2.2 高岭土的插层改性
• 1.3.3 高岭土/聚合物复合材料的研究进展
• 1.4 课题的提出背景及研究目的和意义
• 1.5 课题研究的主要内容
• 4·5H₂0复合材料的制备'>第2章 PVC/NBR/CuSO₄·5H₂0复合材料的制备
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 制备方法
• 2.2 测试与表征
• 2.3 结果与讨论
• 4·5H₂O复合材料性能'>2.3.1 热压后NBR/CuSO₄·5H₂O复合材料性能
• 2.3.1.1 复合材料拉伸性能
• 2.3.1.2 复合材料硬度
• 2.3.1.3 复合材料溶解性
• 2.3.2 红外光谱分析
• 2.3.3 复合材料加工性能
• 2.3.4 复合材料拉伸性能
• 2.3.5 复合材料抗冲性能
• 2.3.6 复合材料动态力学性能
• 2.3.7 复合材料耐热性能
• 2.3.8 复合材料断面形貌
• 2.4 本章小结
• 第3章 PVC/改性高岭土复合材料的制备
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验药品
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 高岭土的改性
• 3.1.4 PVC/高岭土复合材料制备
• 3.1.5 测试与表征
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 高岭土成分分析
• 3.2.2 形貌观察
• 3.2.3 红外光谱分析
• 3.2.4 X射线衍射分析
• 3.2.5 高岭土的表面性质
• 3.2.6 复合材料加工性能
• 3.2.7 复合材料力学性能
• 3.2.8 复合材料动态力学性能
• 3.2.9 复合材料耐热性能
• 3.2.10 复合材料断面形貌
• 3.3 本章小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 附录:硕士期间发表的论文
• 致谢