聚氯乙烯新型增塑剂的合成及应用
聚氯乙烯塑料是世界三大通用塑料之一,由于其价格较低、无毒,在世界人民生活和生产各个方面都有着广泛应用.增塑剂是一种赋予塑料制品柔软性的塑料加工助剂,软质聚氯乙烯制品通常是用小分子增塑剂DOP等增塑的.以DOP为代表的小分子增塑剂虽然与塑料增塑效果优异,相容性好,但也有着很多不足之处.它们在材料长期应用过程中,会向塑料制品表面迁移,在特殊环境下有严重的抽出现象,在寒冷或高温环境下环境中容易失效,这些不足大大降低了产品的使用时间和功能.本课题从多功能化、环保性及耐久性的角度出发,设计一系列高分子助剂,增加助剂的相对分子质量,以提高助剂耐久性、耐高温性能,并通过功能单体的加入,使其与PVC具备较好的相容性,改善助剂的耐迁移和抽出性能.将合成出的助剂添加到PVC材料中,对比小分子DOP,考察该高分子助剂应用于PVC的加工效果.主要研究结果如下:本研究选用苯丙乳液体系,采用阴离子引发聚合,利用丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(st)和功能单体马来酸酐(MAH)、丙烯腈(AN)等作为共聚单体,合成一系列丙烯酸酯类聚合物,得到纯苯丙RY型聚合物和添加功能单体的为RY-MAH型和RY-AN型聚合物.论文分别研究了乳液聚合中不同的引发剂、乳化剂、反应温度以及各组分配比对聚合过程的影响;并分析加工过程中RY、RY-MAH、 RY-AN助剂添加量对PVC各项力学性能的影响;将制得的高分子增塑剂与小分子DOP对比,考察研究大分子助剂对PVC产品性能改善效果.涉及到的实验内容包括:乳液合成;PVC板的配制成型工艺;力学性能、热学性能、电学性能、耐抽出性能的测试.本论文最终得出引发剂用量0.6%,乳化剂用量2.5%,反应温度80℃是合成RY-MAH型共聚物的最佳反应条件,转化率高达97.16%;引发剂用量0.7%,乳化剂用量3.0%,反应温度80℃是合成RY-AN型共聚物的最佳反应条件,转化率高达97.65%.所制得的大分子助剂具有较好的耐抽出性、耐候性及耐热性,将其应用于PVC中有着良好的力学性能,冲击强度有一定提升,其中以RY-MAH型助剂综合性能最好,可考虑替代小分子增塑剂应用在PVC软硬制品中.
- 作者：
- 姚辰
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 材料物理与化学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2014年
- 导师姓名：
- 刘俊龙
- 中图分类号：
- TQ325.3
- 关键词：
- PVC；大分子增塑剂；乳液聚合；多功能性
- PVC； macromolecular plasticizers； emulsion polymerization； multifunction