新型改性剂的制备及PVC材料的功能化研究

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PVC是五大通用树脂(聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS)之一,广泛应用于建筑、运输、包装、电子、电器和汽车等方面,对人类的生产和生活都产生了重要的影响。为了使普通PVC树脂具有功能性,本文利用稀土和硅化合物为原料,制备新型改性剂,对普通PVC进行改性,获得了PVC树脂功能化的初步研究结果。 一、稀土改性PVC膜的制备及性能研究 利用硝酸稀土作为改性剂,加入到PVC的四氢呋喃(THF)溶液中,用流延法制得表观均匀透明的PVC膜。经过紫外辐射交联反应,测试薄膜的力学和物理性能。发现交联时间、稀土种类及含量、交联剂种类等对PVC薄膜的力学和物理性能均有较大影响。 交联时间在90S左右,PVC膜的拉伸强度达到最大;与Y(NO33相比,La(NO33对PVC的力学和热学性能影响较大:当PVC中La(NO33的含量为6%时,PVC膜的机械强度和耐热性达到最佳。 二、聚氯乙烯接枝丙烯酸稀土的研究 将无机稀土有机化后与PVC进行接枝共聚。探讨了氧化稀土与丙烯酸反应、PVC接枝丙烯酸稀土的原理和方法,并通过红外光谱、扫描电镜对接枝共聚物进行定性表征,用微量热天平对接枝共聚物的热性能进行测定,实验结果表明,经丙烯酸稀土接枝共聚后的PVC,其耐热分解性能和韧性有了明显的提高。 三、光致发光PVC膜的制备及研究 先将稀土铕分别与邻菲罗啉(Phen)、乙酰水杨酸(aspirin)或3,5—二异丙基水杨酸合成的发光稀土铕络合物,再将该络合物掺杂到PVC中利用流涎法制得无色透明的光致发光PVC膜。通过透射电镜对发光络合物在PVC膜中的分散性和扬州大学硕士学位论文透明性进行了表征,用红外光谱测试了稀土络合物在PVC膜中的分散方式,用紫外光谱、荧光光谱测试了掺杂稀土络合物的PVC膜的发光性能,探讨了影响PVC膜发光的因素。 实验结果表明,当稀土络合物在PVC膜中的含量超过25%时,稀土络合物在PVC膜中会产生局部聚集,从而引起PVC荧光膜的透明性下降;PVC膜的荧光强度随着络合物含量的增加而增强,当稀土络合物在Pvc膜中的含量超过17.5%时,PVC膜的荧光强度的增幅会随着络合物含量的增加有下降的趋势。 用本实验方法制备的荧光PVC膜,稀土络合物在PVC中分散均匀,粒径均一,膜的透明性好。四、硅改性PVC膜的研究 直接以廉价的水玻璃为原料,用酸化法从水玻璃中得到硅的有机化合物一活性硅醇。探讨了水玻璃中硅酸钠溶液的浓度、溶液的酸度对活性硅醇提取的影响;活性硅醇直接掺杂到PVC膜中,硅在PVC膜中的分布以及对PVC膜热性能的影响。实验结果表明,用活性硅醇掺杂,流涎法制得的PVC膜,硅在PVC膜中的分布均匀,粒径在IOum以下。硅改性后的PVC膜,耐热性有了较为明显的改善。 活性硅醇改性PVC膜经NaOH浓溶液处理溶去其中的510:粒子后,形成了具有均匀微小孔洞的膜。通过透射电镜观察,孔径的大小与510:粒子的粒径相近。 因此,可以通过控制活性硅醇在PVC膜中的浓度来制备含有不同孔径的PVC膜,含量越低孔径越小。 本文利用稀土和硅化合物为原料,制成相关化合物,通过非填充改性及化学接枝的方法对PVC进行改性,有效提高了PVC材料的耐热性能、力学性能、韧性等;并研究制备了荧光PVC膜和选择性透过PVC膜,实现了PVC材料的功能化。
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