NR-g-（GMA-co-St）/PVC共混物及其泡沫材料的研究

论文摘要

以甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为接枝单体,苯乙烯（St）为接枝共单体,过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂,通过熔融接枝法制备接枝改性天然橡胶[NR-g-（GMA-co-St）]。研究了GMA、St、DCP质量分数和接枝温度对天然橡胶（NR）的接枝率及其力学性能的影响,并用红外光谱仪表征了NR的接枝率。结果表明,GMA、St、DCP质量分数分别为8%、4%、0.3%,接枝温度控制在160℃时,NR接枝率达到最佳;St的加入能明显提高NR的接枝率和减轻NR的降解,同时使NR-g-（GMA-co-St）具有良好的力学性能;红外光谱证实NR分子链上的α-H和双键共同参与了GMA/St熔融接枝反应。以动态硫化法制备NR-g-（GMA-co-St）/PVC共混物,研究了共混比和增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、纳米SiO2质量分数对共混物力学性能的影响,研究了共混物的耐溶剂性能、耐热分解性能和结构形态。结果表明,橡塑共混比为40/60、DOP和纳米SiO2质量分数分别为30%和3%时,共混物具有较好的力学性能、耐溶剂性能和耐热分解性能;纳米SiO2增强NR-g-（GMA-co-St）/PVC共混物,使共混两相的相容性得到明显改善,两相的界面强度明显提高,受外力作用材料发生破坏时,不再是从分散相粒子的脱粘开始,主要是PVC基体的变形破坏。利用DSC研究了发泡剂分解热力学机理,评价了不同发泡剂的分解特性,配制了适合本共混物的复合发泡剂A ;采用化学交联模压法制备[NR-g-（GMA-co-St）]/PVC发泡材料。研究了橡塑比、DOP质量分数、发泡剂种类及其质量分数对发泡材料性能的影响以及泡沫材料的微孔结构和动态力学性能（DMA）。结果表明,当[NR-g-（GMA-co-St）]/PVC共混比为70/30、DOP和复合发泡剂A的质量分数分别为30%和8%,可制得密度较小、回弹性较好、具有一定力学强度的[NR-g-（GMA-co-St）]/PVC泡沫材料;该泡沫材料以闭孔为主,且泡孔细密、分布均匀;在玻璃态区域,随着发泡剂用量的增加,贮存模量E′不断减少,当发泡剂质量分数为12%时, E′下降的趋势明显;在橡胶态区域,E′几乎不受发泡剂用量的影响;在相同的温度下,随着发泡剂用量的增加,泡沫材料的损耗正切tanδ先增大,在发泡剂质量分数为8%时达到最大,随后, tanδ反而降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 概述
• 1.2 天然橡胶（NR）的接枝改性
• 1.2.1 接枝NR 的研究现状
• 1.2.2 接枝NR 的制备方法
• 1.2.2.1 溶液接枝
• 1.2.2.2 悬浮聚合接枝
• 1.2.2.3 辐射接枝
• 1.2.2.4 单组分熔融接枝
• 1.2.2.5 多组分单体熔融接枝
• 1.3 聚合物的共混改性
• 1.3.1 共混物的相容性及其改善方法
• 1.3.2 无机纳米材料增强增韧共混物
• 1.3.3 橡胶/PVC 共混物的改性研究现状
• 1.3.3.1 PVC/NBR 共混体系
• 1.3.3.2 非极性橡胶/PVC共混体系
• 1.4 共混物泡沫材料的研究概述
• 1.4.1 共混物发泡的发泡剂
• 1.4.1.1 物理发泡剂
• 1.4.1.2 化学发泡剂
• 1.4.2 共混物的发泡机理
• 1.4.2.1 气泡核的形成
• 1.4.2.2 气泡核的膨胀
• 1.4.2.3 泡体的固化成型
• 1.4.2.4 橡胶/聚氯乙烯共混发泡的改性研究现状
• 1.5 本课题研究的内容、目的及意义
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究目的
• 1.5.3 研究意义
• 2 材料与方法
• 2.1 原材料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验配方及制备工艺
• 2.3.1 实验配方
• 2.3.2 制备工艺
• 2.4 分析与表征
• 2.4.1 NR-g-（GMA-co-St）接枝率的测试
• 2.4.2 物理机械性能的测试
• 2.4.3 FTIR 表征
• 2.4.4 发泡剂的DSC 测试
• 2.4.5 共混物耐溶剂性能的测试
• 2.4.6 共混物的TG 分析
• 2.4.7 共混物的扫描电镜（SEM）分析
• 2.4.8 发泡材料的泡孔结构分析
• 2.4.9 发泡材料的DMA 分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 NR-g-（GMA-co-St）的表征、接枝机理以及性能研究
• 3.1.1 NR 与接枝NR 的红外光谱表征
• 3.1.2 多组分单体熔融接枝NR 的接枝机理
• 3.1.3 NR-g-（GMA-co-St）的接枝率和力学性能
• 3.1.4 多单体熔融接枝NR 的正交试验分析
• 3.1.5 小结
• 3.2 NR-g-（GMA-co-St）/PVC 共混物的研究
• 3.2.1 共混物的力学性能
• 3.2.2 共混物的耐溶剂性能
• 3.2.3 共混物的热分解性能
• 3.2.4 共混物的形态结构分析
• 3.2.5 小结
• 3.3 NR-g-（GMA-co-St）/PVC 发泡材料的研究
• 3.3.1 发泡剂体系分解规律的研究
• 3.3.2 发泡材料的微观结构分析
• 3.3.3 发泡材料力学性能的研究
• 3.3.4 发泡材料动态力学性能（DMA）的研究
• 3.3.5 小结
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录