聚酯型增塑剂的设计、合成与应用

论文摘要

聚氯乙烯（PVC）工业化发展快、规模大，用途广，与人们的日常生活息息相关。然而，PVC热稳定性和加工性能差，需要添加各种助剂来改善PVC的性能。增塑剂是世界产量和消费量最大的PVC加工助剂，对改善PVC的性能起着极其重要的作用。当前使用最多的增塑剂是邻苯二甲酸酯类，其中邻苯二甲酸二辛酯（DOP）被普遍使用，但是，有证据表明DOP具有毒性和致癌因素。聚己二酸乙二醇酯（PEA）与DOP相比较，其挥发性低、迁移性小、耐高温，不容易被水和溶剂抽出、毒性低，是永久性环保增塑剂，用于取代DOP具有现实意义。以己二酸和乙二醇为原料，钛酸丁酯为催化剂，缩聚成聚己二酸乙二醇酯（PEA），采用凝胶渗透色谱法（GPC）测其分子量；使用B型管测其沸点；熔点显微仪测得熔点；按照国标测其酸值、羟值，计算得到聚合物的数均分子量；采用粘度法测其粘度；最后PEA/PVC按照一定的配方塑炼、压片，测定其力学性能。进一步研究了PEA的分子量与PVC增塑性能的关系，设计出增塑效果最佳的PEA分子量的合成条件。理论设计控制聚合物分子量条件是：真空度86.3kPa，聚合物数均分子量1000，真空度99.7kPa，聚合物数均分子量3000。研究结果表明，微波合成PEA的最佳反应条件是己二酸与乙二醇的物质的量比1:1.2，反应时间20~29min，反应温度210℃，真空度95kPa，得到产品的数均分子量从925~3860。合成聚酯增塑剂PEA综合增塑PVC性能优于DOP，按标准评价，在用量10g时，已达到增塑要求，断裂伸长率达到186.45%。且随用量增加，断裂伸长率、拉伸强度同步增大。合成聚酯增塑剂PEA与PVC的相容性、耐抽出性、抗迁移性均优于传统的DOP。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 增塑剂简介
• 1.2.1 增塑剂的增塑机理
• 1.2.2 增塑剂的性质
• 1.2.3 增塑剂的分类
• 1.3 聚酯增塑剂简介
• 1.3.1 聚酯增塑剂的分类
• 1.3.2 聚酯增塑剂的结构
• 1.3.3 聚酯增塑剂研究进展
• 1.3.4 聚酯增塑剂的合成机理
• 1.3.5 聚酯增塑剂的合成方法
• 1.3.6 聚酯增塑剂合成催化剂的选择
• 1.3.7 聚酯增塑剂的主要性质与性能评价
• 1.3.8 聚酯增塑剂结构与增塑性能之间的关系
• 1.3.9 聚酯塑剂的应用
• 1.4 技术路线及研究内容
• 1.4.1 技术路线
• 1.4.2 研究内容
• 1.5 主要创新点
• 2 实验部分
• 2.1 实验试剂和仪器设备
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器及设备
• 2.2 实验设计
• 2.3 聚己二酸酯合成原理
• 2.4 合成方法与实验装置
• 2.4.1 催化剂的选择
• 2.4.2 升温方式的选择
• 2.5 纯化方法
• 2.6 端基分析法测定聚合物的分子量
• 2.6.1 聚酯增塑剂分子量的计算和控制
• 2.6.2 酸值的测定
• 2.6.3 羟值的测定
• 2.7 粘度法测定聚合物粘均分子量
• 2.8 聚合物沸点、熔点的测定
• 2.9 产品结构的表征
• 2.9.1 产物表征方法
• 2.9.2 红外光谱分析
• 3 聚酯增塑剂PEA合成
• 3.1 反应时间对聚合反应的影响
• 3.1.1 反应时间与酸值之间的关系曲线
• 3.1.2 反应时间与羟值之间的关系曲线
• 3.2 真空度对聚合反应的影响
• 3.3 温度对聚合反应的影响
• 3.4 一元封端剂对聚合反应的影响
• 3.5 数均分子量与反应时间的关系曲线
• 3.6 数均分子量与酸值和羟值之间的关系曲线
• 3.7 不同分子量下熔点、粘度、沸点和
• 3.8 本章小结
• 4 聚酯增塑剂的应用研究
• 4.1 混料压片和应用配方
• 4.2 增塑效果的测定
• 4.2.1 拉伸性能
• 4.2.2 抽出性测定
• 4.2.3 迁移性测定
• 4.2.4 相容性的测定
• 4.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献