耐高温化工管材用CPVC的性能研究

论文摘要

本论文主要采用物理共混和化学接枝方法对CPVC树脂进行改性,并对各种改性体系的力学性能,加工流动性,耐热性能等进行了研究,同时进行了热稳定性及动态力性能的分析。采用熔融共棍的方法制备了CPVC及其共混/复合体系,在CPVC共混/复合体系中加入热稳定剂、润滑剂、增塑剂等从而使CPVC的热稳定性和加工流动性得到改善。对物理共混体系进行了以下以几方面的研究：1对体系的加工工艺条件及基本配方体系进行了研究。结果表明；加工温度为195℃,加工助剂ACR用量为3份时,可获得热稳定性好,加工性能和力学性能优异的CPVC配混料。2研究了弹性体对CPVC性能的影响。结果表明：弹性体CPE可以显著提高CPVC的韧性而使体系的强度及耐热性有所下降；而ABS树脂在改善CPVC抗冲性能的同时对体系的强度和耐热性也有提升作用。当CPVC与ABS用量为比100/12,体系各项性能达到最优。为进一步改善CPVC与ABS相容性选用SAN和MBS对CPVC/ABS体系进行增容,结果表明：弹性体MBS可以起到增容作用,当MBS用量为6份时,力学性能得到进一步提高。3研究了无机粒子对CPVC （?）（?）复合改性。结果表明：选用纳米SiO2可以有效改善CPVC的力学性能及耐热性。在此基础上进行了CPVC/ABS/SiO2复合体系的研究,经测试表明当各组份用量比为100/12/2时,体系的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等均达到最大值,玻璃化转变温度和热变形温度也得到进一步提高。对化学接枝改性进行了以下的研究采用悬浮溶胀接枝的方法对CPVC进行接枝改性研究,论文研究了引发剂BPO用量,两种单体BA、MMA对接枝体系性能的影响。结果表明：两种单体均可以有效改善CPVC材料的加工性能.BA单体可以明显改善CPVC材料的抗冲击性能：MMA单体使CPVC材料的强度和韧性均得到提高,耐热性也有所提升。当接枝体系中CPVC、MMA、BPO用量比为100/15/1时,可获得最佳的力学性能,加工性能及耐热性。同时,经过FTIR的测试表明,采用悬浮溶胀接枝的方法可以制备出CPVC-g-BA及CPVC-g-MMA体系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 氯化聚氯乙烯概述
• 1.1.1 氯化聚氯乙烯性能简介
• 1.1.2 氯化聚氯乙烯常用氯化方法
• 1.2 氯化聚氯乙烯国内外发展现状
• 1.2.1 国外氯化聚氯乙烯的发展现状
• 1.2.2 我国氯化聚氯乙烯的发展现状
• 1.3 氯化聚氯乙烯的配合技术
• 1.3.1 热稳定剂和抗氧剂
• 1.3.2 润滑剂
• 1.3.3 增塑剂
• 1.4 绿化聚氯乙烯的加工技术
• 1.4.1 干燥
• 1.4.2 混料
• 1.4.3 成型
• 1.5 氯化聚氯乙烯的改性研究
• 1.5.1 物理改性
• 1.5.2 化学接枝改性
• 1.6 聚合物增韧机理
• 1.6.1 弹性体增韧机理
• 1.6.2 核-壳粒子增韧机理
• 1.6.3 刚性粒子增韧机理
• 1.7 应用领域
• 1.7.1 管材
• 1.7.2 绝缘及阻燃材料
• 1.7.3 人造纤维材料
• 1.7.4 发泡材料
• 1.7.5 涂料与粘合剂
• 1.8 本论文研究的意义及主要内容
• 1.8.1 本论文研究的意义
• 1.8.2 本论文研究的主要内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验原料及设备
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 实验流程及工艺条件
• 2.2.1 实验流程
• 2.2.2 实验工艺条件
• 2.3 CPVC加工配方设计
• 2.4 测试与表征
• 2.4.1 力学性能测试
• 2.4.2 加工性能测试
• 2.4.3 耐热性能测试
• 2.4.4 形态结构分析
• 2.4.5 接枝物结构表征
• 2.4.6 接枝率的测定
• 2.4.7 热重分析
• 2.4.8 动态力学分析测试
• 2.4.9 差示扫描量热分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 加工工艺条件及加工助剂对CPVC体系的性能影响
• 3.1.1 加工温度对CPVC塑化性能的影响
• 3.1.2 加工助剂ACR用量对CPVC体系性能影响
• 3.2 弹性体对CPVC性能的影响
• 3.2.1 CPE对CPVC/CPE性能的影响
• 3.2.2 ABS3对CPVC/ABS性能的影响
• 3.2.3 增容剂对CPVC/ABS体系性能的影响
• 3.3 无机刚性粒子对CPVC/ABS复合体系性能的影响
• 3.3.1 不同无机刚性粒子对CPVC性能的影响
• 3.3.2 无机刚性粒子对CPVC/ABS/SiO2复合体系性能的影响
• 3.4 化学接枝改性对CPVC性能的影响
• 3.4.1 接枝反应机理研究
• 3.4.2 接枝共聚物的结构表征
• 3.4.3 CPVC-g-BA体系的性能研究
• 3.4.4 CPVC-g-MMA体系的性能研究
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢