论文部分内容阅读
废旧橡胶是固体废弃物的一种,其数量在废旧高分子材料中居第二位。用废旧橡胶生产精细胶粉已成为废旧橡胶再利用的主导方向。废胶粉的应用范围较广,其中利用废胶粉制备胶粉/树脂热塑性弹性体或共混物是减少废旧橡胶污染的有效途径之一,但废胶粉与其他树脂的相容性较差,不经改性直接与树脂共混,会导致共混材料的力学性能急剧下降。因此,本文采用多种方法对废胶粉进行了表面改性,并与极性树脂PVC或CPE共混,最终制得性能较好的共混材料。本论文的主要研究内容和成果如下:一、常压下溶液法氯磺化聚乙烯的制备在常压下,以氯化聚乙烯CPE为原料,硫酰氯为氯磺化试剂,氯仿为溶剂,并以吡啶作为助催化剂,制备了硫含量约为1%的氯磺化聚乙烯。主要考察了吡啶和硫酰氯的用量对氯磺化聚乙烯硫含量、氯含量的影响。并对反应产物进行红外光谱图分析,进一步证实了产物氯磺化聚乙烯结构中磺酰氯基团的存在。二、氯化胶粉与PVC共混材料的研究以氯含量0-14%的氯化改性胶粉和PVC树脂为主要原料,制备了氯化胶粉/PVC共混材料。主要考察了氯化胶粉的添加量、氯化胶粉的氯含量、DOP的添加量、不同第三组分的加入对共混物力学性能及耐溶胀性能的影响。得到了氯化胶粉/PVC共混物的最佳配方:氯化胶粉氯含量8%左右,添加量20 phr,增塑剂DOP用量30~40 phr,此时制得的共混材料具有较佳的综合力学性能。氯化胶粉的加入,也增强了共混材料的耐溶胀性能。在最佳配方的基础下,再加入5Phr的第三组分CPE,可进一步提高氯化胶粉/PVC共混材料的综合力学性能。三、不同改性胶粉/PVC共混材料的研究分别对原胶粉或氯化胶粉进行了如下改性:用硫酰氯对胶粉进行氯化改性;14%氯化胶粉经碱解改性;用不同聚合物溶液对氯含量7.9%氯化胶粉和原胶粉进行包裹改性。主要考察了上述改性方法对改性胶粉/PVC共混材料力学性能的影响。结果表明,硫酰氯制得的氯化胶粉仅提高了共混材料的拉伸强度和撕裂强度;14%氯化胶粉经碱解后所得共混材料的力学性能较碱解前变差;7.9%氯化胶粉经CPP溶液包裹改性后使得共混材料的综合力学性能得到改善;原胶粉经CPE、CPP、CEVA溶液改性后,所得改性胶粉/PVC共混材料的拉伸性能和撕裂性能都有一定提高,但冲击性能变差。四、氯化/氯磺化改性胶粉的制备及其与PVC共混材料的性能以硫酰氯为氯化试剂,采用固相法制备了氯含量在4%-17.4%,硫含量在0.1%-0.7%之间的氯化/氯磺化改性胶粉。通过实验找到了制备氯化/氯磺化胶粉的适宜条件:反应温度70℃、偶氮二异丁腈引发剂的用量约为胶粉用量的0.8%左右,反应时间8h,在较小的压力下,通过控制硫酰氯的用量可以制备不同氯含量和硫含量的氯化/氯磺化改性胶粉。采用红外光谱对产物进行分析,进一步证实了氯化/氯磺化胶粉结构中C-C1键和-SO2Cl基团的存在。将该改性胶粉与PVC共混后,所得氯化/氯磺化胶粉/PVC共混材料的拉伸强度和撕裂强度都有一定的提高,其中撕裂强度增大的较为显著。五、溴化胶粉的制备及其与CPE共混材料的研究以氢溴酸与双氧水反应生成的溴为溴化剂,通过水相悬浮法对胶粉进行溴化改性,制备了不同溴含量的溴化胶粉。采用红外、热重、表面接触角表征手段对溴化胶粉进行表征分析,结果表明,用上述水相悬浮法对胶粉进行溴化改性是切实可行的;溴化胶粉的溴含量越大,则其热稳定性变差;原胶粉经溴化改性后,溴化胶粉的表面极性和亲水性在一定程度上得到了提高。溴化改性胶粉代替无机填料与CPE共混,当添加量为30份时,所得溴化胶粉/CPE共混材料仍具有较佳的综合力学性能,几乎与无机填料碳酸钙相当。原胶粉和溴化胶粉代替部分CPE,制备了原胶粉/CPE和溴化胶粉/CPE共混材料,当胶粉比例不超过10%时,两共混材料均具有较好的综合力学性能,其中,溴化胶粉/CPE共混材料的力学性能相对更优,且该材料的表面润湿性能和微观结构有所改善。