pvc增韧用聚醚型tpu合成及应用的研究

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1、西安科技大学硕士学位论文PVC增韧用聚醚型TPU的合成及应用研究姓名：周文杰申请学位级别：硕士专业：化学工艺学指导教师：李侃社2011论文题目：PVC增韧用聚醚型TPU的合成及应用研究专业：化学工艺学硕士生：周文杰（签名）指导教师：李侃社（签名）摘要聚氯乙烯(PVC)树脂原料易得、价格低廉，是用途广泛的通用型合成树脂之一，但其加工性能、冲击韧性和热稳定性差。因此，要对PVC进行改性，以提高其综合性能。研究表明，PVC与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混可以明显改善PVC的冲击韧性和加工性能，所以本文以设计、合成PVC增韧改性专用聚醚型TPU为目标。以不同分子量的聚氧化丙烯醚多元醇(PPG-

2、210、PPG-220、PPG-330)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,4-BDO为基本原料，设计合成了系列聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。在异氰酸酯指数R=1.02，温度T=80℃，反应时间t=1h的条件下，合成了具有不同软硬段配比的聚氨酯弹性体。通过元素分析、FTIR、相对分子质量测定等途径确定了TPU中的硬段含量，推断出了TPU的分子结构。通过双辊塑炼成功获得了PVC/TPU共混物材料，通过力学性能测试、扫描电镜(SEM)、热分析等途径表征了材料的结构与性能。发现加入氯化聚乙烯(CPE)可以明显改善PVC和TPU的相容性，提高制品的力学性能。当CPE含量为16%时，共混物的断裂伸长率比不

3、添加时提高了344%，缺口冲击强度提高了742%，拉伸强度仅降低了29%。实验发现，聚醚多元醇分子量的大小对聚氨酯体系的微相分离程度有一定影响，分子量越大，体系达到最优微相分离所需的硬段含量越高。用PPG-210合成的TPU，在其分子量分散指数较小时，更适合用于PVC的增韧改性，当硬段含量Ch为50%时，拉伸强度为26.392MPa，断裂伸长率为122.4%，缺口冲击强度为10.56kJ/m。与商品聚醚TPU相比，拉伸强度和断裂伸长率变化不大，但缺口冲击强度提高了43%；与PVC材料相比，断裂伸长率提高了562%，缺口冲击强度提高了878%，拉伸强度降低了50%，且TPU的加入，提高了P

4、VC材料的热稳定性。以高岭土、蒙脱土、滑石粉为填料，合成了具有核壳包藏结构的聚氨酯弹性体，通过双辊塑炼获得了PVC/TPU/矿物复合材料。研究结果表明，本文合成的具有核壳包藏结构的聚氨酯弹性体不能实现对PVC的增强增韧，但可以提高材料的热稳定性。关键词：聚氯乙烯；热塑性聚氨酯弹性体；共混；增韧；矿物；增强研究类型：应用研究Title：StudyonSynthesisandApplicationofPolyetherTPUforTougheningPVCDiscipline：ChemicalTechnologyAuthor：ZhouWenjie(Signature)Supervisor：L

5、iKanshen(Signature)ABSTRACTPolyvinylchloride(PVC)isonekindofgeneralsyntheticresinswithreactantandlowprice,butPVCmustbemodifiedbecauseofitsbrittleness,badthermalstabilityandpoorprocessingperformance.TheresultsshowthatPVCwithhighimpacttoughnessandprocessingperformancecanbeobtainedbyblendingwithther

6、moplasticpolyurethaneelastomer(TPU).ThespecialpolyetherTPUwasdevisedandsynthesizedfortougheningPVC.PolyetherTPUwaspreparedwithdifferentmolecularweightpolyoxypropylenepropylene-glycolether(PPG-210,PPG-220,PPG-330),TDIand1,4-BDO.IntheconditionsofisocyanateindexR=1.02,temperatureT=80℃andreactiontime

7、t=1h,TPUwithdifferentratioofsoftandhardsegmentsweresynthesized.ThehardsegmentcontentwasdeterminedintheTPUbyelementalanalysis,FTIRandmolecularweight.Also,molecularstructureoftheTPUwasinferred.PVC/TPUpolymeralloywasobtai