聚氯乙烯（PVC）及其混合物的结构与性能研究

【摘要】：聚氯乙烯(PVC)成本价廉,物料来源广以及产品的物理机械等性能比较优良,因此,PVC产品被广泛应用于我们社会生产生活的各个领域。自从PVC被发现以来,对于它的研究已经非常多,包括对其自身结构及其性能的研究,还有对其进行改性的物质以及共混物的研究等。但是,由于PVC是由氯乙烯(VCM)通过自由基聚合得到,因此其存在比较多的结构形式,所以到目前为止对于PVC热降解与其结构之间的关系仍然没有一个公认的定论,处于百家争鸣的状态。 本论文首先通过对国内外的十几种PVC进行了分子量及分子量分布、刚果红和烘箱法测试,取出3个分子量相差不大大但是热性能差异较大的样品(P-1,P-2和P-5)进行下面的实验研究。通过使用B3LYP/6-31对PVC的等规(mm)和间规(mr)三聚体在五联体结构进行了模拟优化,并计算了C-C1键的键级,通过对不同异构体中C-C1键键级的分析比较,得出PVC的等规结构比间规结构稳定。因此,可根据PVC分子链中等规及间规结构的含量可以初步推断不同PVC的热稳定性。为了证实以上理论的成立,首先使用碳谱-核磁共振(13C-NMR)对编号为P-1,P-2和P-5的PVC分子链结构进行了分析,经过对核磁谱图积分计算,得出这三种PVC样品中等规结构含量从高到低的次序：P-5P-1P-2,间规结构含量反之,因此通过结构分析我们推断P-2树脂的热稳定性能最好,P-5树脂的热稳定性能最差。为了验证以上推论,同时对这三个样品进行了烘箱法、刚果红法以及热重等静态和转矩流变动态热稳定性能的测试,热稳定性的测试结果与结构推测结果是一致的。 CPVC具有优异的耐高温性能,良好的物理机械性能,阻燃性能和抑烟性,化学惰性使得其成为非常有价值的工程塑料,但由于CPVC结构的氯元素含量太多,导致加工流动性,韧性差。因此,本论文使用了一种同时具有良好加工性能以及韧性好的PVC对其进行了共混改性,通过研究发现,此PVC可以在对CPVC耐热性以及阻燃性能影响不大的情况下,改善其加工流动性和抗冲击性能。