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不相容聚合物聚氯乙烯/聚乙烯共混中相分散-交联协同作用机理的研究

作　者: 马国维
导　师: 方征平
学　校: 浙江大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 协同作用机理 相分散 聚氯乙烯 不相容 聚乙烯 聚合物共混物 分散剂 交联剂DCP 共交联 交联网
分类号: O631.3
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


相分散-交联协同技术为提高不相容聚合物共混物的性能提供了新的学术思想和实施技术。本文在以往研究的基础上进一步探讨相分散-交联协同作用的机理，为进一步理解和利用该技术提供理论基础。 相分散-交联协同作用的产生首先是相分散剂对不相容聚合物共混物分散性的促进作用。本文通过研究粘度比对不相容聚合物共混物相形态和力学性能、各种相分散剂对两聚合物及其共混物流变性能的影响，发现相分散剂NBR是通过减小两相的界面张力，提高界面粘接力来促进在剪切力作用下相互分散；相分散剂SBR、BR以及EPDM是通过提高LDPE基相的粘度，进而减小与分散相PVC之间的粘度比来达到分散效果的。 在不相容聚合物共混物，加入增容剂，能改进相与相之间的粘接性，减小共混物中的两相界面能，使分散相粒径变小，并能在反复加工中保持其分散性。而一般的相分散剂由于与共混物的相容性差，不能改善两相间的界面粘接力，同时两相良好的分散性也处于热力学和动力学不稳定态。本文通过研究相分散剂对不相容聚合物共混物在加工过程中相结构演变及分散聚集的影响，系统地阐述了不同类型的相分散剂在改善相间粘接力、减小分散相粒径以及保持其在反复加工中的分散性所能起到的作用，使我们对相分散剂的概念有进一步的了解。 对于共混物中各相的分布一直是研究者关注的问题，在研究相分散-交联协同作用机理中尤为重要。本丈用近θ溶剂显析法、染色法和X射线能谱仪结合研究了共混物中各相的分布，发现作为相分散剂的NBR处于PVC和两相界面处，SBR、BR以及EPDM基本上处在LDPE相中。最后，近θ溶剂显析法作为研究共混物相形态有效手段的科学性和可靠性被{艮好证实了。 交联剂在共混物各相中的交联效率和起作用的机理也是进一步认识相分散-交联协同作用机理的关键因素。本文通过抽提、FTIR红外分析以及动态粘弹谱仪等手段，发现仅加交联剂DCP不能使PVC交联，同时也不能与LDPE、SBR、BR以及EPDM发生共交联，但能与NBR产生共交联；通过抽提和力学性能推断，交联剂DCP提高共混物力学性能以及使体系具有凝胶物是因为DCP使LDPE产生交联网和交联网所具有的包埋缠绕效应。 综合以上研究结果，对于三种相分散剂与交联剂DCP的协同机理有了比较 浙江大学博士学位论文清楚的认识：NBR和DCP同时加入共混物中产生的协同作用是因为LDPE交联网和共交联产物改善界面粘接力共同作用的结果；SBR和BR与DCP所产生的协同作用是因为 SBR和 BR改善了其与 LDPE共同形成的交联网，使交联网均匀连续，进而提高体系的力学性能；当EPDM和DCP共同作用于体系时，EPDM除促进相分散外，还增韧增强了其与LDPE形成的交联网，两者共同作用使交联网的力学性能进一步提高，体系力学性能也随之提高。

全文目录


中文摘要  6-8
英文摘要  8-11
第一章 不相容聚合物聚氯乙烯和聚乙烯共混研究进展  11-25
  1．1 聚氯乙烯和聚乙烯的相容性  11-12
  1．2 增容共混在PVC／PE共混物中的应用  12-16
  1．3 反应性增容技术在PVC／PE共混中的应用  16-19
  1．4 其他方法  19
  1．5 研究背景与课题的提出  19-22
  1．6 参考文献  22-25
第二章 PVC／LDPE共混物的结构与性能  25-36
  2．1 实验部分  25-27
    2．1．1 实验材料以及仪器  25-26
    2．1．2 共混物制备  26
    2．1．3 表观粘度测试  26-27
    2．1．4 相结构分析  27
    2．1．5 力学性能的测定  27
  2．2 结果与讨论  27-34
    2．2．1 PVC和LDPE熔体粘度与剪切应力的关系  28-29
    2．2．2 粘度比对PVC／LDPE共混物相形态和力学性能的影响  29-30
    2．2．3 共混时间和转速对PVC／LDPE共混物相形态的影响  30-33
    2．2．4 相分散剂对PVC／LDPE共混物结构和性能的影响  33-34
  2．3 小结  34-35
  2．4 参考文献  35-36
第三章 近θ溶剂显析法及相分散剂在PVC／LDPE共混物中的分布  36-47
  3．1 实验部分  37-39
    3．1．1 实验材料以及仪器  37
    3．1．2 相态结构分析  37-39
  3．2 结果与讨论  39-45
    3．2．1 近θ溶剂显析法  39-42
    3．2．2 相分散剂在PVC／LDPE共混物中的分布  42-45
  3．3 小结  45-46
  3．4 参考文献  46-47
第四章 相分散剂对PVC、LDPE及其共混物流变性能的影响  47-55
  4．1 实验部分  47-48
    4．1．1 实验材料以及仪器  47
    4．1．2 表观粘度测试  47
    4．1．3 哈克平衡扭矩测定  47
    4．1．4 力学性能测试  47-48
  4．2 结果与讨论  48-53
    4．2．1 PVC、LDPE及各种橡胶在不同剪切应力下的表观粘度  48
    4．2．2 不同剪切压力下各种橡胶对LDPE、PVC表观粘度的影响  48-51
    4．2．3 相分散剂对PVC／LDPE共混物平衡扭矩的影响  51-53
  4．3 小结  53-54
  4．4 参考文献  54-55
第五章 相分散剂对PVC／LDPE共混物相结构演变的影响  55-68
  5．1 实验部分  55-56
    5．1．1 实验材料以及仪器  55-56
    5．1．2 菜混物的制备  56
    5．1．3 相态结构分析  56
  5．2 结果和讨论  56-66
    5．2．1 增容剂和相分散剂对PVC／LDPE共混物相形态演变的影响  56-63
    5．2．2 增容剂和相分散剂对PVC／LDPE共混物中分散相聚集的影响  63-65
    5．2．3 增容剂和相分散剂对PVC／LDPE共混物力学性能的影响  65-66
  5．3 小结  66
  5．4 参考文献  66-68
第六章 交联剂对PVC／LDPE共混物结构性能的影响  68-86
  6．1 实验部分  68-69
    6．1．1 实验材料及仪器  68-69
    6．1．2 共混物制备  69
    6．1．3 共交联产物表征  69
  6．2 结果与讨论  69-84
    6．2．1 PVC的交联  69-74
    6．2．2 LDPE与PVC的共交联  74-76
    6．2．3 各种相分散剂与PVC的共交联  76-80
    6．2．4 PVC／LDPE／DCP共混体系中LDPE交联网和包埋现象  80-82
    6．2．5 共混体系中LDPE的量与包埋效应  82-83
    6．2．6 包埋与交联剂加入量的关系  83-84
  6．3 小结  84
  6．4 参考文献  84-86
第七章 相分散—交联协同作用在PVC／LDPE共混物中机理的研究  86-104
  7．1 实验部分  86-87
    7．1．1 实验材料及仪器  86
    7．1．2 混料过程及共混物制备  86-87
    7．1．3 相态结构分析  87
    7．1．4 特性粘数测定  87
    7．1．5 LDPE熔融温度和结晶度测定  87
    7．1．6 力学性能的测定  87
  7．2 结果和讨论  87-102
    7．2．1 NBR和DCP对PVC／LDPE共混物的相分散—交联协同作用  87-92
      7．2．1．1 NBR对共混交联体系力学性能和共交联产物的影响  88-90
      7．2．1．2 NBR和DCP对PVC／LDPE共混物相形态的影响  90-91
      7．2．1．3 NBR和DCP在PVC／LDPE共混物中相分散—交联协同作用机理  91-92
    7．2．2 SBR和DCP的相分散—交联协同作用研究  92-97
      7．2．2．1 SBR对LDPE交联网以及包埋效应的影响  92-93
      7．2．2．2 SBR和DCP的相分散—交联协同作用机理  93-95
      7．2．2．3 不同分子量的SBR对PVC／LDPE共混物力学性能的影响  95-97
    7．2．3 EPDM和DCP的相分散—交联协同作用机理研究  97-102
      7．2．3．1 EPDM和DCP并用对LDPE／PVC共混物拉伸性能的影响  97-99
      7．2．3．2 EPDM对LDPE／PVC／DCP共混体系的作用  99-101
      7．2．3．3 EPDM与DCP的相分散—交联协同作用机理  101-102
  7．3 小结  102
  7．4 参考文献  102-104
总结  104-106
攻读博士期间发表论文  106-108
后记  108

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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