PVC的增韧改性研究

一、前言

聚氯乙烯 (PVC) 具有耐酸碱、不易燃、透光性好、加工成型容易、耐磨损等优点。但根据关于聚Vincent韧性断裂行为的表征, PVC属于一种脆性材料, 其热稳定性欠佳, 冲击强度低, 制约了其在性能要求较高领域的发展, 所以, 各种增强增韧、共混改性的研究十分必要。苯乙烯- 丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物 (SBS) 具有弹性好、强度高等优点, 由于弹性体SBS能形成连续网络结构将PVC初级粒子包围在中央, 受冲击时, 弹性体网络可以起到传递、分散、缓冲和吸收能量的作用, 避免局部应力集中产生裂缝而达到增韧目的。

二、接枝改性SBS的制备

按一定比例量取甲苯、SBS (YH-792:YH-796=1:1) 加入装有回流冷凝管、搅拌器、温度剂的三口瓶中, 在水浴锅中升温并开动搅拌直至SBS全溶, 当三口瓶内温度达到70℃时加入一定比例的BPO, 继续升温, 三口瓶内温度达75℃时开始加入甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸乙酯的混合单体, 控制反应温度在75℃~ 80℃, 反应3.5 ~ 4.5 小时之后即可倒出反应溶液。往反应溶液中加入无水乙醇, 析出白色絮状物体, 再反复用无水乙醇清洗2 ~ 3 遍, 将絮状物里的液体榨干后, 剪碎后放入烘箱在65℃下烘8 小时, 即可得到改性SBS。

三、接枝改性SBS与PVC共混结果

SBS本身是非极性材料, 其对PVC等极性料的相容性较低, 因此加入甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯等含极性基团的单体进行接枝, 提高它们的相容性。接枝改性后, 引入了大量的极性基团, 与极性材料的相容性比与非极性材料的相容要大的多。以甲苯为溶剂, 接枝改性SBS, . 接枝改性后聚合物具有良好的物性、相容性和粘接性。接枝改性SBS所得到的产物与PVC以不同比例混合混炼后得到混合物的力学性能也不相同。

1、 在甲苯中接枝改性的SBSYH-168 与PVC共混

由以上表1、图1 可以知道, 以甲苯为溶剂的接枝改性的SBS YH-168 与PVC不同比例的混炼物中, SBS:PVC=1:5 时, 样品的拉伸强度较大, 断裂伸长率最大, 冲击强度最大, 样品综合韧性最好。SBS:PVC=1:10 时, 样品拉伸强度最大, 断裂伸长率最小, 弹性模量最大, 综合韧性仅次于SBS:PVC=1:5 的混合比例。

2、在乙酸乙酯中接枝改性的SBS YH-168与PVC共混

由以上表2、图2 可以知道, 以乙酸乙酯为溶剂的接枝改性的SBS YH-168 与PVC不同比例的混炼物中, SBS:PVC=1:5 时, 样品的拉伸强度较大, 断裂伸长率最大, 冲击强度最大, 样品综合韧性最好。SBS:PVC=3:10时, 样品拉伸强度较大, 断裂伸长率最小, 弹性模量较小, 断裂强度较大, 综合韧性仅次于SBS:PVC=1:5 的混合比例。

四、技术经济分析

对PVC进行增韧改性研究, 从而得到高强、高韧的PVC材料, 使其广泛用于建筑门窗等材料中十分必要。原料SBS来源广泛、价格低廉, 适用于大规模生产, 韧性PVC应用广、需求大, 可获得很大的经济效益。我所设计增韧改性PVC还有一个重要的特点易于制备, 原料价格低廉, 制备所需的仪器也简单, 操作简单, 不需要大量的人力, 物力, 这就进一步提高了产品的生产效率, 同时也间接地降低了生产成本。

摘要：本文从国内现况出发, 着力通过研究甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯接枝改性SBS与聚氯乙烯 (PVC) 的相容性, 以不同比例共混压片后制样, 测试样品的拉伸强度、冲击强度、断裂强度、断裂伸长率、弹性模量等力学性能, 从而找到接枝改性SBS的影响因素, 适合溶解SBS的溶剂, 最佳共混比例和最佳增韧效果。实验发现:试验制得改性SBS接枝率不高, SBS与PVC的相容性整体都不太好, 应适当加入增容剂。实验结果中以甲苯为溶剂的接枝改性线型SBSYH-168:PVC=1:5混炼时, 样品的综合韧性最好。

关键词：极性SBS,PVC增韧,相容