環(huán)保型高性能聚氯乙烯溶膠制備及應(yīng)用研究.pdf

1、聚氯乙烯(PVC)溶膠是PVC糊樹脂和填料等原料助劑，在液態(tài)增塑劑中攪拌分散后形成的懸浮體系，是未加工狀態(tài)下PVC塑料的一種獨(dú)特液體形式，廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、日用品以及包裝材料等領(lǐng)域。不同的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)PVC溶膠各項(xiàng)性能的要求有所不同。在包裝材料領(lǐng)域，PVC溶膠作為玻璃瓶裝食品瓶蓋中使用的密封材料，除要求其滿足瓶蓋滴塑工藝中的加工要求，如:注膠時(shí)有適宜的黏度、較高的凝膠溫度等，還要求其成品有優(yōu)異的密封性能，并且滿足環(huán)保安全的要求。20

2、07年，包括中國“老干媽”在內(nèi)的十多種亞洲玻璃瓶裝食品在歐盟被實(shí)施禁售，含有鄰苯類“有毒”增塑劑的瓶蓋墊是導(dǎo)致產(chǎn)品被下架的最終原因。可見，作為瓶類容器封裝的關(guān)鍵部分，瓶蓋雖小，對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量同樣至關(guān)重要。對(duì)采用滴塑工藝的金屬瓶蓋，PVC溶膠仍是不可取代的密封材料。如何保證PVC溶膠在環(huán)?；M(jìn)程中，還能兼顧材料的可加工性能和應(yīng)用性能，是該類材料需要關(guān)注的重點(diǎn)。
　　本論文主要針對(duì)PVC溶膠在瓶蓋密封材料的環(huán)保化應(yīng)用，采用了界面改性

3、、環(huán)保增塑和高發(fā)泡技術(shù)對(duì)溶膠進(jìn)行了改性，主要研究了制備工藝、儲(chǔ)存溫度對(duì)PVC溶膠黏度性能的影響，研究了糊樹脂粒子形態(tài)、增塑劑以及填料類型對(duì)PVC溶膠黏度、凝膠、塑化流變加工性能以及發(fā)泡和環(huán)保應(yīng)用性能的影響，并研究了發(fā)泡性能和流變性能間的關(guān)系規(guī)律，得到的主要結(jié)論有:
　　(1)PVC溶膠的分散速度、分散時(shí)間和儲(chǔ)存溫度對(duì)黏度性能有明顯影響;分散速度快、分散時(shí)間長以及儲(chǔ)存溫度在25℃-40℃時(shí)，PVC溶膠的黏度性能相對(duì)穩(wěn)定。
　　

4、(2)隨著溫度的升高，PVC溶膠黏度先降低，后由緩慢上升至快速上升，形成一個(gè)肩峰并達(dá)到一個(gè)最大值，最后又逐步變小，黏度變化流變曲線呈非正態(tài)分布趨勢。流變曲線可分為四個(gè)階段:第一階段時(shí)黏度先降低;第二階段時(shí)黏度開始上升但相對(duì)緩慢。前兩個(gè)階段黏度主要受糊樹脂顆粒形狀、顆粒表面、粒徑大小、比表面積、粒徑分布峰型因素以及增塑劑黏度和分子結(jié)構(gòu)的影響。第三階段時(shí)黏度急速升高，形成一個(gè)肩峰并達(dá)到一個(gè)最大值。該階段黏度主要受糊樹脂次級(jí)粒子的顆粒解碎率、

5、增塑劑的增塑效率以及與樹脂的相容性的影響。第四階段時(shí)黏度又逐步變小。黏度主要受糊樹脂分子量及其分布以及增塑劑與樹脂相容性的影響。糊樹脂分子量越大，分子量分布越窄，增塑劑與樹脂的相容性越好，熔體黏度也越大。填料對(duì)流變曲線各階段的黏度均有影響，主要與填料的粒徑及形貌有關(guān)。
　　(3)PVC溶膠中發(fā)泡劑的起始分解溫度(Tf(5％))、分解峰溫(Tf)，以及Tf(5％)與復(fù)數(shù)黏度最大值對(duì)應(yīng)溫度(Tηmax)的差值(Tf(5％)—Tηmax

6、）三個(gè)因素對(duì)材料的發(fā)泡質(zhì)量有顯著影響。當(dāng)Rf和Tf(5％)處于PVC溶膠的最佳溫度區(qū)間時(shí)，Tf和Tf(5％)越高，Tf(5％)—Tηmax越大，則發(fā)泡材料密度越小，發(fā)泡倍率越高。儲(chǔ)存時(shí)間和填料對(duì)PVC溶膠的Tηmax沒有影響;糊樹脂聚合度越小，增塑劑分子量越小、與樹脂的相容性越好，都會(huì)使Tηmax變小，從而使得Tf(5％)—Tηmax變大，有利于獲得好的發(fā)泡材料。建立了Tf、Tf(5％)和Tf(5％)—Tηmax三個(gè)因素與發(fā)泡材料密度和

7、發(fā)泡倍率的三元線性回歸方程模型，回歸方程在0.05顯著性水平上有實(shí)用價(jià)值，能較好地預(yù)測發(fā)泡材料的密度和發(fā)泡倍率。
　　本論文從粒子形態(tài)特征和分子結(jié)構(gòu)特征方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，得到了影響PVC溶膠黏度、凝膠、塑化流變行為的原因。將發(fā)泡劑在PVC溶膠中的熱力學(xué)分解溫度參數(shù)與溶膠的流變行為特征溫度相結(jié)合，建立了預(yù)測材料發(fā)泡質(zhì)量的模型和方法。將界面改性技術(shù)、無毒增塑改性技術(shù)及高發(fā)泡技術(shù)進(jìn)行集成，與產(chǎn)品加工性能及應(yīng)用性能相結(jié)合，開發(fā)了環(huán)保型高性