改性劑對聚氯乙烯紫外光老化性能和抑煙性能影響研究.pdf

1、隨著國家西部大開發(fā)政策的深入與落實(shí)，產(chǎn)量居世界第二的通用塑料PVC在西部開發(fā)建設(shè)中廣泛應(yīng)用。由于材料在西部的服役環(huán)境惡劣，尤其是強(qiáng)紫外線輻照使得高分子材料的老化失效加速，在服役過程中的性能和壽命受到嚴(yán)重影響。因此，對我國西部典型環(huán)境中PVC材料快速老化失效的機(jī)理與防護(hù)進(jìn)行基礎(chǔ)研究具有重大意義。 本文利用高壓汞燈模擬西部強(qiáng)紫外輻照的典型環(huán)境因子，研究聚氯乙烯樹脂在紫外光輻照條件下快速老化的規(guī)律及老化失效機(jī)理；研究聚氯乙烯基體與不同

2、熱穩(wěn)定劑和其他改性劑小分子相互作用的機(jī)理，闡明改性劑對聚氯乙烯老化的影響機(jī)制。測定了PVC樹脂及PVC/改性劑體系在紫外光老化條件下，力學(xué)性能、外觀顏色、質(zhì)量損失率、表面電阻率等宏觀性能的變化，利用凝膠含量測定、SEM、UV-Vis、FTIR、GPC、DSC、TG、XPS等分析手段對其微觀分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，研究PVC紫外老化機(jī)理。為開展西部典型環(huán)境下高分子材料快速老化和防老化研究奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。主要研究結(jié)論如下： 1．隨著光老化時(shí)

3、間增加，PVC樹脂的外觀顏色逐漸加深，質(zhì)量損失率逐漸增加，表面電阻率逐漸降低。其中，SG-3型PVC樹脂顏色穩(wěn)定性較好，HCI的釋放量較低，交聯(lián)反應(yīng)程度較小，有較好抗紫外光老化性能；PVC樹脂表層共軛雙鍵濃度和交聯(lián)反應(yīng)程度都是前期迅速增加，后期緩慢增加；樹脂氧化降解反應(yīng)程度迅速增加。光老化使得樹脂分子質(zhì)量顯著下降，分子量分布變寬，穩(wěn)定性降低。 2。光老化條件下，PVC/熱穩(wěn)定劑體系沖擊強(qiáng)度保持率的順序是：鉛鹽體系>鈣鋅體系>有機(jī)

4、錫體系；拉伸強(qiáng)度基本保持不變，斷裂伸長率在老化初期就迅速降低，體系斷裂伸長率保持率的順序是：鉛鹽>鈣鋅體系>有機(jī)錫；體系外觀顏色穩(wěn)定性：有機(jī)錫>鉛鹽>鈣鋅；體系表面電阻率的降低程度：鈣鋅>有機(jī)錫>鉛鹽；體系共軛雙鍵產(chǎn)生速率和交聯(lián)反應(yīng)程度基本一致，其順序?yàn)椋衡}鋅>鉛鹽>有機(jī)錫；氧化降解反應(yīng)程度是：鈣鋅>有機(jī)錫>鉛鹽。 3．光老化條件下，PVC/抗沖改性劑體系沖擊強(qiáng)度保持率的順序是：CPE>ACR>ABS；拉伸強(qiáng)度基本保持不變，體系

5、斷裂伸長率保持率的順序是：CPE>ACR>ABS；體系的外觀顏色穩(wěn)定性：ACR>CPE>ABS；體系質(zhì)量損失率從大到小的順序是：ABS>CPE>ACR。光老化過程中，ABS對PVC共軛雙鍵產(chǎn)生、交聯(lián)及氧化降解反應(yīng)的發(fā)生均有促進(jìn)作用，而ACR和CPE對PVC共軛雙鍵產(chǎn)生和交聯(lián)及氧化降解反應(yīng)有一定的抑制作用。體系產(chǎn)生共軛雙鍵的速率和交聯(lián)反應(yīng)程度順序?yàn)椋篈BS>CPE>ACR；體系氧化降解反應(yīng)程度是：ABS>ACR>CPE。 4．穩(wěn)定