畢業(yè)論文彈性體TPVC的研究

江蘇理工學院畢業(yè)設(shè)計說明書江蘇理工學院畢業(yè)設(shè)計說明書第第#頁共28頁隨著當代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對高分子材料性能的要求越來越高，單一的聚合物已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的技術(shù)要求，對材料進行改性，使其多樣化、多功能化也變得尤為重要。熱塑性彈性體（TPE）是一類加工性能優(yōu)良的新型高分子彈性體材料，常溫下彈性優(yōu)異、高溫下可注塑成型。它具有不需硫化、易加工、成本低、良好的可回收性等多方面技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢，是目前合成橡膠領(lǐng)域前景較好的一類產(chǎn)品。聚氯乙烯是由氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性材料。目前使用非常廣泛，全球使用量在合成材料領(lǐng)域中僅次于PE。近幾年，全球PVC樹脂的生產(chǎn)效益逐步增長。2005年全球PVC樹脂的總生產(chǎn)總量為3599.5萬噸，06年增長約600萬噸，07年產(chǎn)量上漲約200萬噸，增長率為5.4%。其中亞洲區(qū)域生產(chǎn)總量為2300噸/年，約占總生產(chǎn)量的53%。目前全球最大的PVC樹脂生產(chǎn)廠家是信越（Shi-Etsu）化學公司，每年產(chǎn)量可達308萬噸，占全球PVC樹脂生產(chǎn)總量的7.1%;其次是我國的臺塑集團，每年產(chǎn)量為289萬噸，約占全球總生產(chǎn)量的6.7%。目前我國生產(chǎn)PVC樹脂的企業(yè)有80多家，分布在全國各個省、市、自治區(qū)，是世界上PVC樹脂生產(chǎn)的主流國家之一。2000年我國PVC樹脂生產(chǎn)總量僅僅343萬噸，之后一直以20%以上的速度穩(wěn)步增長，04年我國PVC樹脂的生產(chǎn)總量高達657萬噸，06年上漲500萬噸，增長率為32.1%。07年中國已躍居世界第一大PVC生產(chǎn)國。中國聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和 PVC加工工業(yè)的不斷興起，促進了聚氯乙烯市場的不斷壯大。同時，我們還要不斷引進國外先進的科學技術(shù)和發(fā)展理念，結(jié)合我國的具體國情，為我國的聚氯乙烯工業(yè)注入新鮮血液。我們要發(fā)揮全行業(yè)的力量，克服前進過程中的各種困難，一定能夠在較短的時間內(nèi)趕上世界聚氯乙烯工業(yè)的先進水平⑴。第1章概述1.1TPVC研究的意義聚氯乙烯（PolyvinylChloride,簡稱PVC）是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一，價格便宜，應(yīng)用廣泛，是我國第一、世界第二大通用型合成樹脂材料。 PVC因其優(yōu)異的阻燃性、耐磨性、強度高及易于加工等特點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、汽車、農(nóng)業(yè)、公共事業(yè)、醫(yī)療、電力、建筑等領(lǐng)域，與聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS統(tǒng)稱為五大通用樹脂。聚氯乙烯類熱塑性彈性體（TPVC是以PVC為主體，通過加入填充料，穩(wěn)定劑，潤滑劑，改變其塑料的增塑性，熱溫度性，并通過加入增塑劑手段而制成的一種新型彈性體材料。因其TPVC具有壓縮永久性小、熱穩(wěn)定性好、回彈性好、耐老化、抗油、彎曲疲勞強度高、價格便宜等優(yōu)點，所以日趨廣泛，對 TPVC的研究也引起了國內(nèi)外研究者的重視。1.2PVC現(xiàn)狀和前景1.2.1國際消費現(xiàn)狀聚氯乙烯（PVC）是五大熱塑性合成樹脂之一，塑料制品是最早實現(xiàn)工業(yè)化的品種之一。PVC樹脂由于其難燃性、耐磨性、電絕緣性、較高的機械強度和較好的抗化學腐蝕性，同時在加工過程中可以加入化學劑或采用適當?shù)墓に嚭驮O(shè)備生產(chǎn)出各種各樣的塑料制品，一直倍受青睞。自上世紀三十年代實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來， PVC樹脂以其優(yōu)異的生產(chǎn)價值和較低的價格倍受工業(yè)領(lǐng)域的重視，形成長盛不衰的發(fā)展勢頭。近幾年，全球PVCW脂的消費水平不斷提高。2001年全球PVC樹脂的總消費水平為2700萬噸，當前消費總量約3360萬噸，全球最主要的PVC樹脂消費區(qū)域是亞洲、歐美地區(qū)，消費總量量約占全球PVC樹脂總消費總量的85%其中歐美地區(qū)的消費總量約占總消費量的40%亞洲地區(qū)則為45%世界上貿(mào)易地區(qū)主要集中在亞洲和歐美地區(qū)的西歐，另外西歐地區(qū)的需求量最大，進口量最大，約占全球總進口量的三分之一；其次是亞洲地區(qū)，進口量約占總進口量的五分之一；目前出口量最大是亞洲地區(qū)，約占世界三分之一的份額；西歐位居第二，出口量低于亞洲兩個百分點。世界PVC樹脂的凈出口地區(qū)集中在中東歐、北美和亞洲地區(qū)，除此之外的其他地區(qū)均為PVC樹脂的凈進口地區(qū)，其中凈出口量最大的是亞洲地區(qū)，中東和西歐是最大的進口地區(qū)。1.2.2國內(nèi)消費現(xiàn)狀近幾年，我國快速發(fā)展的公共基礎(chǔ)建設(shè)， PVC樹脂的需求量也不斷被帶動起來。在我國，2001年P(guān)VC樹脂的表觀消費量僅僅540萬噸，05年增加了約300萬噸，07年持續(xù)不斷上漲，同比上漲約12%從02年到07年表觀消費量每年以13.2%的速度增長。PVC樹脂在我國的產(chǎn)品主要分為兩大類，一是軟制品，約占總消費量的三分之一，主要包括軟管、各種用途的薄膜、包裝帶、窗簾、坐墊、防震緩沖材料、透明片材、玩具、涼鞋以及PVC糊樹脂等。二是占總消費量的三分之二的硬制品，主要包括各種硬板、異型管、風道、仿木材料和代鋼建筑等。如果以年均約7.1%的速度算，到2011年P(guān)VC總需求量將達到約1351萬噸，如此之來，其中增長速率最快的將是硬制品，達到7%而在硬制品中是異型材和管材，年均增長率約十個百分點。硬制品將成為我國未來 PVC樹脂消費發(fā)展的主導產(chǎn)業(yè)。第2章實驗部分2.1基本原料PVCSG-3唐山友氯堿有限公司鈣鋅復合穩(wěn)定劑CZW30-ES:南京威格德塑料有限公司碳酸鈣Q/320483NJH001:常州碳酸鈣有限公司DOTP市售氯化石蠟：市售環(huán)氧脂肪酸甲酯：市售2.2試驗主要設(shè)備高速混合機：SHR10A張家港億利塑料機械有限公司雙輥開煉機：XH-401BE東莞市錫華檢測儀器有限公司壓片機：江都市道純試驗機械廠萬能材料試驗機：CMT4104，珠海市三思泰捷電氣設(shè)備有限公司2.3試驗原理2.3.1增塑原理增塑劑是加入到高分子材料中提高可塑性同時又不改變材料本生性質(zhì)的物質(zhì)。增塑劑的主要作用：聚合物分子間的范德華力被削弱，聚合物分子鏈的移動性被增加，聚合物分子鏈的結(jié)晶溫度降低，即提高了塑料的可塑性。塑料的斷裂伸長率、回彈性和韌性都得以提高，而硬度、拉伸強度、可塑溫度和老化溫度都下降。按其作用原理和作用方式，增塑劑可分為內(nèi)增塑和外增塑兩類。內(nèi)增塑：以異種單體分子進行嵌段共聚或接枝共聚，從而降低分子間的引力，如氯乙烯和醋酸乙烯共聚。夕卜增塑：具有溶劑化能力的低分子物質(zhì)攜帶增塑劑摻入到樹脂分子間，分子間的距離被增大，樹脂分子間引力被降低，增塑的結(jié)果是分子間的作用力降低，從而達到樹脂變得更加柔軟，同時加工溫度降低的目的。實驗所用的DOTP的增塑原理：DOTP是一種優(yōu)良環(huán)保的增塑劑，結(jié)構(gòu)上的不同，導致了DOTP在塑化性能略低于鄰苯二甲酸二辛酯，但是其它物理機械性能 DOP都不如DOTP，因此DOTP在應(yīng)用上更具市場價值。DOTP電、熱性能好，在PVC塑料中可替代DOP，是一種環(huán)保的替代品。此外，優(yōu)良的相容性被廣泛用于丙烯腈衍生物，聚乙烯醇縮丁醛、丁腈橡膠、硝酸纖維素等的增塑，同時起著增加產(chǎn)品的韌性和回彈性的作用，軟化劑這一作用主要用在丁腈橡膠、氯丁橡膠、三元乙丙橡膠等制品中。特別用在電纜料上具有較好的增塑效果和低揮發(fā)性，廣泛用于要求耐熱、高絕緣的各種制品，是生產(chǎn)耐溫70C電纜料及其它要求耐揮發(fā)PVC制品的理想增塑劑⑵。環(huán)氧脂肪酸甲酯增塑原理：環(huán)氧脂肪酸甲酯作為一種新型環(huán)保增塑劑，聚氯乙烯（PVC）樹脂的增塑劑中鄰苯二甲酸二辛酯（DOP、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP能有效被替代。聚氯乙烯中的H—C-Cl基團與增塑劑中的碳氧雙鍵不斷形成氫鍵,氫鍵作用力越強，越易塑化。環(huán)氧脂肪酸甲酯的相似相容性好，揮發(fā)性低，熱穩(wěn)定性也比較好 ⑻。與環(huán)氧植物油增塑劑相比，在生產(chǎn)無毒環(huán)保的聚氯乙烯產(chǎn)品方面環(huán)氧脂肪酸甲酯增塑劑不但能完美的代替DO戌曾塑劑，用于塑料袋、醫(yī)療器材、玩具和下水道管道等，同時也可以作為合成橡膠和纖維素樹脂的無毒增塑劑與軟化劑。 環(huán)氧脂肪酸甲酯加入到塑料制品的工藝中后，產(chǎn)品的綜合性能和耐老化性可以得到明顯提高，與鈣、鋇、鋅等金屬穩(wěn)定劑并用時，有良好的協(xié)同作用［4］。另外，其本身具有的潤滑性、相容性和分散性都很良好，表面活性性能良好，在環(huán)氧涂料和環(huán)氧樹脂中被廣泛應(yīng)用，使其耐老化性能更加突出。氯化石蠟增塑原理：氯化石蠟分子結(jié)構(gòu)中有極性共價鍵 C-Cl鍵，與聚氯乙烯樹脂有較好的相溶性，在增塑劑系列產(chǎn)品中，氯化石蠟是輔助增塑劑或稱非溶劑增塑劑 ⑸o指若氯化石蠟被單一使用時并無增塑作用， 但如果將它和主增塑劑一起使用時就會使塑料產(chǎn)生類似于增塑劑效果的柔軟性能的增塑劑稱為輔助增塑劑，所以，為了降低成本，氯化石蠟常被用作輔助增塑劑。主增塑劑的增塑性能的發(fā)揮在于氯化石蠟的合理應(yīng)用。2.3.2熱穩(wěn)定原理熱穩(wěn)定劑指加入到聚合物來改善熱穩(wěn)定性能而添加的助劑。在PVC的熱降解過程中，只生成HCI而不生成單體。熱穩(wěn)定劑在PVC的作用機理與熱降解機理同樣的非常復雜。把熱穩(wěn)定劑加入到PVC加工的工藝中可以抑制PVC的降解，這樣熱穩(wěn)定劑抑制PVC分子的降解主要途徑是通過取代不穩(wěn)定的-CI、吸收游離的HCI、與不飽和部位發(fā)生加成反應(yīng)等方式來實現(xiàn)的。人們希望熱穩(wěn)定劑應(yīng)該具有多種功能： （1）置換不穩(wěn)定的氯原子，發(fā)生配位結(jié)合，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物(2)吸收并中和PVC加工過程中放出的HCI,防止HCI催化降解PVC的作用，使得PVC在受熱方面更加穩(wěn)定；(3)與共軛雙鍵發(fā)生雙烯加成反應(yīng)，破壞共結(jié)構(gòu)，來抑制分解變色；(4)防止氧化，及鈍化具有催化作用的金屬氯化物；(5)最好可以防護屏蔽紫外線作用⑷。2.3.3填充劑原理實驗用的碳酸鈣是主要是為了能提高制品某些性能， 并且在工業(yè)生產(chǎn)中成本也比較低。碳酸鈣本身化學性質(zhì)穩(wěn)定，純度高，雜質(zhì)低，無毒性，白度高，不含鐵等易加熱變黃的雜質(zhì)。它具有：1?粒徑分布均勻；2?晶型結(jié)構(gòu)；3?吸油性好；4?分散性；5.粘度特性;6?剛性與硬度；7?電氣性能等性能⑹。工業(yè)生產(chǎn)中，加入碳酸鈣主要是為了提高塑料制品穩(wěn)定性；提高硬度和剛性；改善塑料加工性能；提高耐熱性；改進散光性等。2.3.4潤滑機理PVC加工用潤滑劑按機理分為內(nèi)潤滑劑和外潤滑劑兩大類。聚氯乙烯加工中缺少不了潤滑劑，潤滑劑和增塑劑作用機理極其類似，但在潤滑劑中一般碳鏈較長，極性校低,這是倆者的不同之處；不同于增塑劑，增塑劑和聚氯乙烯的相容性很高，但潤滑劑僅有少量的分子能像增塑劑一樣，滲入到聚合物分子鏈之間，只能稍微減小了分子與分子之間的相互作用力。所以聚氯乙烯發(fā)生形變時，分子鏈間不會相互阻礙移動和轉(zhuǎn)動，這樣個體間的內(nèi)摩擦減少，降低了熔體粘度，同時流動性得以提高，易于塑化 [9-11]。但是對于聚合物玻璃化溫度和強度等性能，潤滑劑不會過度的降低?這就是和增塑劑大不相同的地方。對于外潤滑劑，潤滑劑本身與聚合物的相似相容性小，所以在生產(chǎn)加工中，潤滑劑分子很輕松的從聚氯乙烯的分子間轉(zhuǎn)移到表面，并在表面處一致向某方向排列，向著金屬的是極性基團，通過物理吸附或化學結(jié)合，該潤滑劑不但吸附在熔融聚合物的表面，并連接到形成的潤滑劑分子的表面層上的處理設(shè)備，模具層。 [12-13]。形成的潤滑界面的形成，通過隔離了聚合物熔體與加工設(shè)備的接觸，降低了兩者之間的摩擦，設(shè)備上就不會粘附塑料了。潤滑界面膜的粘度大小，它可能會影響到金屬和聚合物加工設(shè)備的粘附，粘度變大，具有大的附著力，形成良好的界面度，高效率的潤滑；反之，則相反。而潤滑和潤滑粘度和界面膜，依賴于潤滑劑的熔點和加工溫度。此外，較長的潤滑劑的分子鏈，越能使兩個摩擦面距離增大，獲得更大的潤滑效果，較高的潤滑效率。第3章實驗過程3.1基本配方本研究主要進行三個系列研究。一是采用PVCSG-3為基體，考察增塑劑用量對PVC彈性復合材料性能的影響，試驗配方見表3-1；二是采用PVCSG-3樹脂為基體，考察填料碳酸鈣、熱穩(wěn)定劑用量對PVC彈性復合材料性能的影響，試驗配方見表3-2;三是增加DOTP的量，以PVCSG-3樹脂為基體，考察氯化石蠟用量對PVC彈性復合材料性能的影響，試驗配方見表3-3。另外。3組實驗的樣品分別取一半，在80C下，老化168小時后，進行熱老化實驗，比較老化前后改性PVC彈性體性能的變化。表3-1 試驗配方一單位：g厶口八編號組分123 4567PVC-SG3500500500500500500500DOTP340340340340340340340環(huán)氧脂肪酸甲酯1001001001006080120氯化石蠟100120140160140140140鈣鋅復合劑14141414141414硬脂酸3333333PE蠟6666666Ca-St3333333CaCO3300300300300300300300炭黑15151515151515表3-2試驗配方單位：g

組分編號8910111213PVC-SG3500500500500500500DOTP340340340340340340環(huán)氧脂肪酸甲酯100100100100100100氯化石蠟140140140140140140鈣鋅復合脂酸333333PE蠟666666Ca-St333333CaCOs270330360300300300炭黑151515151515表3-3試驗配方二單位：g組分14151617PVC-SG3500500500500_1DOTP360360360360環(huán)氧脂肪酸甲酯100100100100氯化石蠟120140160100鈣鋅復合劑14141414硬脂酸3333PE蠟6666Ca-St3333CaCQ330330300300炭黑151515153.2實驗流程圖圖3-1流程圖3.3標準試樣制備3.3.1原料混合按計量先稱取各物料，先將pvcW脂、鈣鋅復合穩(wěn)定劑、潤滑劑、填料、顏料等混合放入高速混合機高速混合5~6分鐘，物料在攪拌槳的旋轉(zhuǎn)作用下與高速混合機內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦熱而升溫，當物料溫度達到60C左右，再加入有DOTP等液體物料，繼續(xù)高速攪拌3到4分鐘，當溫度升至67C即可出料。增塑劑添加程序為： DOTP環(huán)氧脂肪酸甲酯、氯化石蠟，出料狀況為粉狀或稍有結(jié)團現(xiàn)象。3.3.2雙輥開煉將混合物料放到雙輥開煉機上進行拉片，前輥溫度控制在 145C，后輥溫度控制在140C。在拉片過程中要打三角包使物料進一步混合均勻，同時在雙輥加熱和剪切作用下，物料被熔融塑化，當物料被均勻塑化后出片。雙輥之間的距離與速度視物料塑化情況適當調(diào)節(jié)。3.3.3模壓成型將拉片好的物料，進行裁剪后，裝在模具中，將模具放入壓片機加熱加壓，并經(jīng)過冷卻定型得到PVC彈性復合材料片材。壓片工藝參數(shù)如下：模壓溫度：上下模均為170°C；模壓壓力：低壓5MPa，2min;高壓15MPa，5min3.3.4標準試樣裁剪將冷卻定型好的PVC彈性復合材料取出，放在啞鈴型制樣機下進行制樣，每次得到的試樣裁成標準型以進行性能分析。3.4性能測試3.4.1力學性能測試(1)拉伸試驗試樣按GB/T2918-198和試驗環(huán)境在20C下。在樣品中間平行部分畫出標線，以40mn取中間段。用游標卡尺測試樣中間平行部分的厚度為3mn和寬度為10mm測3點，取算術(shù)平均值。拉伸試驗機夾具夾持試樣時，要使上下夾具放到試樣標線上，且松緊適宜，不宜太緊。清零，選定試驗速度50mm/min進行試驗。每組測3個實驗，出現(xiàn)誤差，此試樣作廢，另取試樣補做。記錄計算機分析出的拉伸強度和斷裂伸長率。3.4.2熱性能測試熱分解溫度測定(TG本實驗按動態(tài)法測試彈性體PVC的分解溫度，試樣在于20E/min速度下升溫，從40C升溫至700E，測定試樣失重與溫度的關(guān)系熱老化實驗將制得的標準試樣置于80E情況下，在鼓風干燥烘箱中處理168小時，取出測試其性能。第4章結(jié)果與討論4.1實驗結(jié)果根據(jù)表3-1、3-2、3-3試驗配方，制得的PVC彈性復合材料綜合性能見表4-1、表4-2、表4-3、表44表4-1試驗配方一PVC彈性復合材料性能質(zhì)量比正常情況下老化后23C邵氏硬度-10C邵氏硬度拉伸強度/MPa斷裂伸長率/%拉伸強度/MPa斷裂伸長率/%19.033589.84357698528.893609.00355688539.163878.92325668448.373589.11366638359.803439.83349708669.613779.67377688579.253928.313886583表4-2試驗配方二PVC彈性復合材料性能質(zhì)量比正常情況下老化后23C邵氏-10C邵氏拉伸強度/MPa斷裂伸長率/%拉伸強度/MPa斷裂伸長率/%硬度硬度810.1439810.34408658599.643719.453726685108.493598.673406786119.253709.563746886

129.583839.43736885139.013688.923716885表4-3試驗配方三PVC彈性復合材料性能正常情況下老化后23C邵氏-10C邵氏拉伸強度斷裂伸長拉伸強度斷裂伸長硬度硬度/MPa率/%/MPa率/%149.113578.813357084159.453959.413756984169.13908.533696884179.933919.8639368864.2增塑劑用量對PVC彈性復合材料性能的影響4.2.1氯化石蠟用量對PVC彈性體性能的影響在保持PVC-SG3500g增塑劑DOTP340g,增塑劑環(huán)氧脂肪酸甲酯100g，鈣鋅復合穩(wěn)定劑14g，PE蠟6g，超細重鈣300g,炭黑15g不變的情況下，改變氯化石蠟用量（100g、120g、140g、160g），觀察不同氯化石蠟用量對改性PVC復合材料力學性能的影響。氯化石蟲昔用量—氯化石蟲昔用量—+—拉伸強度ZMPbsoTCieshiii伸強度/TWPa圖4-1不同環(huán)境下。氯化石蠟用量對改性 PVC拉伸強度的影響

5503733—斷裂伸長率期—80lC16Sh斷裂伸長率刈5503733—斷裂伸長率期—80lC16Sh斷裂伸長率刈325■—100120 140氣化石蠟用量160圖4-2不同環(huán)境下。氯化石蠟用量對改性 PVC斷裂伸長率的影響圖4-3不同溫度下。氯化石蠟用量對改性 PVC邵氏硬度的影響由圖4-1可以看出，隨著氯化石蠟的量的增加，改性PVC復合材料老化前后的拉伸強度呈下降的趨勢，但老化后PVCM合材料的拉伸強度下降更加顯著。其原因是在改性PVC體系中，氯化石蠟份數(shù)越多，PVC分子間作用力下降越顯著，導致改性PVC復合材料的拉伸強度下降老化后PVC復合材料的拉伸強度下降更加顯著；老化時間越長， PVC大分子老化降解程度越大，導致老化后PVC復合材料的拉伸強度下降更為顯著。相比之下，老化后的彈性比正常情況下的彈性要好。由圖4-2可以看出，隨著氯化石蠟的量的增加，改性PVC復合材料的斷裂伸長率在不同溫度下顯現(xiàn)上升的趨勢。說明隨著氯化石蠟的量增多， PVC分子鏈的柔韌性增大，大分子鏈在拉伸應(yīng)力作用下，形變能力增強，導致其斷裂伸長率逐漸加強。圖4-3，氯化石蠟對邵氏硬度影響成線性關(guān)系，增塑劑用量越多，硬度下降，使得PVC更加柔軟。另外，溫度變化也影響著硬度的變化。（二）熱穩(wěn)定性分析

圖4-4圖4-4樣品1的TG曲線isIJ嘰0IJ嘰0F口.08口.□70.D改CI.D40.030.0細。皿口圖4-5樣品2的TG曲線■■a.?二圖4-6樣品3的TG曲線

InfliOCCS9UU0.30□c.-inn(j,^QqVli€IUuL.LODiI0.0F口.Dsa.nm口InfliOCCS9UU0.30□c.-inn(j,^QqVli€IUuL.LODiI0.0F口.Dsa.nm口.□sa.D>*◎mo40.02a.ajoo?o200.0300.0400?0600.0Tbm衛(wèi)匚■!400.0圖4-7樣品4的TG曲線圖4-4到圖4-7,在熱和剪切力的作用下，隨著溫度升高，增塑劑進入到TPVC勺大分子鏈中，分子間作用力逐漸降低。由圖4-4~圖4-7可見，隨著氯化石蠟增塑劑用量增加，改性PVC復合材料體系的熱分解溫度從290.6C下降至281.5C,其原因是增塑劑熱分解作用造成的。4.2.2環(huán)氧脂肪酸甲酯用量對PVC彈性體性能的影響在保持PVC-SG3500g增塑劑D0TP340g,增塑劑氯化石蠟140g，鈣鋅復合穩(wěn)定劑14g，PE蠟6g，超細重鈣300g，炭黑15g不變的情況下，改變環(huán)氧脂肪酸甲酯用量（60g、80g、100g、120g），觀察不同環(huán)氧脂肪酸甲酯用量對改性 PVC復合材料力學性能的影響。（一）力學性能分析60 B0 100 12060 B0 100 120環(huán)氧脂肪酸甲酯用量T—拉傭強度打Ta—■—80t3168h^ffi強度/MPa圖4-8不同環(huán)境下。環(huán)氧脂肪酸甲酯用量對改性 PVC拉伸強度的影響+斷裂伸長率80t；168h8ff裂伸長率/%+斷裂伸長率80t；168h8ff裂伸長率/%335 -32S 1 1 *6080 100 120環(huán)氧脂肪酸甲酣用量圖4-9不同環(huán)境下。環(huán)氧脂肪酸甲酯用量對改性 PVC斷裂伸長率的影響8065 1 ' ~—?6080100120環(huán)氧脂肪釀甲酣用量圖4-10不同溫度下。環(huán)氧脂肪酸甲酯用量對改性 PVC邵氏硬度的影響70由圖4-8，明顯看出，隨著環(huán)氧脂肪酸甲酯的增加， PVC彈性體的拉伸強度成呈下降趨勢。其原因是環(huán)氧脂肪酸甲酯屬于耐寒性增塑劑，其在 PVC彈性體中用量增加，導致PVC分子鏈之間的距離增大，PVC分子鏈之間的作用力下降的緣故。老化后， PVC彈性比正常情況下小，表現(xiàn)為抗拉性能下降。由圖4-9，斷裂伸長率與環(huán)氧脂肪酸甲酯成線性關(guān)系，斷裂伸長率呈上升趨勢，表明環(huán)氧脂肪酸用量增加使得彈性體PVC拉伸形變能力增加；老化前后的斷裂伸長率變化不大，說明環(huán)氧脂肪酸甲酯對PVC有良好的熱穩(wěn)定化作用。圖4-10，增塑劑降低了PVC的硬度，使得PVC更加柔軟，降低剛性；溫度下降，PVC分子鏈段運動能力降低，導致PVC彈性體硬度增加。（二）熱穩(wěn)定性分析

LlduDLDO.O8；￡|_>￡P(guān)T43?OWO.iD鼻0?0LD.Q圖4-11樣品5的TGLlduDLDO.O8；￡|_>￡P(guān)T43?OWO.iD鼻0?0LD.Q圖4-11樣品5的TG曲線11|<]口-口剛鬧BOuOTO.dan.o■4CL卵30.IDZO.0圖4-12樣品6的TG曲線一曰ifK110.C1.0D.O90.0EtOiO50.040.030.060.0■JO-O圖4-13樣品7的TG曲線m耳官圖4-11?圖4-13與4-6相比較，環(huán)氧脂肪酸甲酯用量在80份時，分解溫度最咼,隨著環(huán)氧脂肪酸甲酯增塑劑增加，PVC彈性體系的分解溫度有一定程度的下降，其原因也是由于環(huán)氧脂肪酸甲酯增塑劑揮發(fā)造成的熱重損失。

綜合所上述，隨著增塑劑進入TPVC分子鏈之間，增到了PVC分子鏈的距離，同時阻隔PVC大分子間作用力，使得鏈段活動能力增加。導致 PVC彈性體的拉伸強度變小，斷裂伸長率提高，彈性體TPVC的韌性變好，硬度降低，并且老化后的PVC彈性體，其硬度和韌性都有明顯下降趨勢。4.3碳酸鈣、熱穩(wěn)定劑用量對PVC彈性復合材料性能的影響4.3.1填料碳酸鈣用量對PVC彈性體性能的影響（一）力學分析在保持PVC-SG3500g增塑劑D0TP340g,增塑劑氯化石蠟140g，鈣鋅復合穩(wěn)定劑14g，PE蠟6g，Ca-St3g，炭黑15g,環(huán)氧脂肪酸甲酯100g不變的情況下，改變碳酸鈣用量（270g、300g、330g、360g），觀察不同碳酸鈣用量對改性PVC復合材料力學性能的影響。10.4<94949.9.8,8.70—拉伸強度/MP徑80tl68hJi伸強度/MPa505050.10375444333394949.9.8,8.70—拉伸強度/MP徑80tl68hJi伸強度/MPa505050.103754443333圖4-14碳酸鈣的不同用量對PVC拉伸強度的影響碳釀鈣用量圖4-15碳酸鈣的不同用量對PVC斷裂伸長率的影響斷裂伸長率塚SQtlSShfif裂佃長率300 330碳釀鈣用量702TO65—270300 330碳釀鈣用量圖4-16TO65—270300 330碳釀鈣用量圖4-16不同溫度下，碳酸鈣的不同用量對360圖4-14和圖4-15可見，填料碳酸鈣用量增加,*23匸邵氏召更度邵氏硬度PVC邵氏硬度的影響PVC彈性體的拉伸強度和斷裂伸長率有所降低，邵氏硬度有所增加。其原因是碳酸鈣屬于無機極性化合物， PVC屬于有機高分子材料，兩者相容性差。隨著碳酸鈣用量增加，無機相在混合體系中的體積分數(shù)增到,導致PVC連續(xù)相份數(shù)降低，兩相界面的作用力降低的緣故。由圖4-14和4-15可知,老化前后的PVC彈性體的拉伸強度和斷裂伸長率變化不大，說明碳酸鈣填料的加入，可以使得PVC的耐熱老化性有所增強。-10C比23-10C比23C明顯的（二）熱穩(wěn)定性測試圖4-17樣品圖4-17樣品8的TG曲線I.CD.09>0.0EtO.O7li.a6Q.050.040.030.020-0樣品9的TG曲線I.CD.09>0.0EtO.O7li.a6Q.050.040.030.020-0樣品9的TG曲線圖4-18圖4-19樣品10的TG曲線由圖4-17?圖4-19比較可知，隨著碳酸鈣用量的增加，PVC彈性體的分解溫度有所下降，但降低幅度不大，說明碳酸鈣的PVC單性體的熱穩(wěn)定性影響不大。但隨著碳酸鈣用量的增加，PVC彈性體的邵氏硬度有所增加。4.3.2熱穩(wěn)定劑對PVC彈性體性能的影響在保持PVC-SG3500g增塑劑D0TP340g增塑劑氯化石蠟140g，碳酸鈣300g,PE蠟6g，Ca-St3g，炭黑15g,環(huán)氧脂肪酸甲酯100g不變的情況下，改變穩(wěn)定劑用量（9g、14g、19g、24g），觀察不同碳酸鈣用量對改性PVC復合材料力學性能的影響。（一）力學分析

79.-031■■4A99998.14 19 24拉伸強度/MPa—一SOtlGShfeft強度79.-031■■4A99998.14 19 24拉伸強度/MPa—一SOtlGShfeft強度/MPa鈣鋅復合劑用量圖4-20穩(wěn)定劑用量對PVC拉伸強度影響—斷裂伸長率禺■-SOtl681<^長率/%325 1 ' '9 14 19 24鈣鋅復合制用量圖4-21穩(wěn)定劑用量對PVC斷裂伸長率影響T一23tgP氏硬度-wt：邵氏硬康圖4-22不同溫度，穩(wěn)定劑用量對PVC邵氏硬度影響由圖4-20和4-21可見，熱穩(wěn)定劑用量對PVC單性體的拉伸強度、斷裂伸長率影響不大；由圖4-22可知，熱穩(wěn)定劑用量對PVC彈性體硬度的影響不是很明顯，但老化前后PVC彈性體硬度的變化比較大。（二）熱穩(wěn)定性分析圖4-23樣品11的TG曲線MOD0O.E<1□Cl>DO.E<1□41.4.<1D0.400Q.EOOO.DODiDO.D2OOM3DC.0 400iOT?*DC?1SOO>D4C>0u?11QMIfl0,0l>￡1.0frO.OTOrQ?Or0-40r0ya.a20.C10.4)圖4-24樣品12的TG曲線o.soa3.E0D3.00D03D2口町沖3阿間dGD-口!]□.<]id0.aP6期B-drd7O?Oaa.oBOuO，口“口20.0圖4-25樣品13的TG曲線由圖4-23~圖4-25可見，隨著熱穩(wěn)定用量增加，PVC單性體的熱分解溫度有所提高,但增加幅度不大。4.4增加DOTP量，改變氯化石蠟用量對PVC彈性材料性能的影響在DOTP用量為360g時，改變氯化石蠟的用量（分別為100g,120g,140g,160g）,觀察氯化石蠟增塑劑對PVC彈性體性能的影響。（一）力學分析IUOuO56t一拉詡強fW/MPa―■—80*C 伸強度/MPaOuO56t一拉詡強fW/MPa―■—80*C 伸強度/MPa120 140160圖4-26增塑劑對PVC的拉伸強度的影響氯化石蠟用量T-斷裂伸長率蕊-sotieshfir裂伸長率/%圖4-27增塑劑對PVC的斷裂伸長率的影響S6S68074100 120 140 1608074100 120 140 160氯化石蠟用量—23匸邵氏硬度邵氏醮度圖4-28增塑劑對PVC的邵氏硬度的影響由圖4-26?圖4-28可見，當DOT的量達到360g,氯化石蠟的量120g時，PVC單性

體的拉伸強度和斷裂伸長率陡然下降，韌性下降。23C硬度最大，-10C硬度突然下降。其原因可能是此時的氯化石蠟用量對塑料的塑化能力起到反作用，使得塑料的脆性變大的緣故。（二）熱穩(wěn)定分析圖4-29樣品15的TG曲線圖4-30樣品16的TG曲線圖4-31樣品17的TG曲線

圖4-32樣品18的TG曲線由圖4-30?圖4-32可見，在主增塑劑DOTP曾加的基礎(chǔ)上，改變氯化石蠟的用量，在氯化石蠟100份時，PVC彈性體熱穩(wěn)定最好，增加氯化石蠟，PVC彈性體熱分解溫度下降，熱溫度性降低。第5章結(jié)論1?以聚氯乙烯為樹脂，DOTP、氯化石蠟、環(huán)氧脂肪酸甲酯為增塑劑，鈣鋅復合穩(wěn)定劑為熱穩(wěn)定劑，，碳酸鈣為填充劑可制備改性PVC熱塑性彈性體復合材料。2?增塑劑的增加，可以使得PVC的硬度降低，延伸性能提高，彈性增強，耐老化性能變好。尤其環(huán)氧脂肪酸甲酯的增塑效果顯著。3?填料碳酸鈣用量的增加，使PVC彈性體硬度增加，彈性降低，降低力學強度性能，故填料不易加多。4?鈣鋅復合熱穩(wěn)定劑的加入，PVC彈性體的熱穩(wěn)定性明顯提高。5?在DOTP增加的情況下，再改變氯化石蠟的用量，實驗發(fā)現(xiàn)，用量在 100份的時候，PVC彈性體的作何性能最好。參考文獻譚愷,劉嶺梅?懸浮法VCM聚合生產(chǎn)的新經(jīng)驗[J].聚氯乙烯,2006,344:14-15.王華東，王蕊，黃茂芳，等.蒙脫土填充環(huán)氧化天然橡膠/PVC熱塑性彈性體的制備與性能研究[J]. 塑料工業(yè)，2013，41(3):47-50.梁誠.國內(nèi)外增塑劑生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].國際塑料物料商情，2008⑷：322(38).石萬聰,石志博,蔣平平.增塑劑生產(chǎn)方法及應(yīng)用