有色PVC膜的光氧老化性能研究

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1、学校代码：10255学号：2150054东华大学硕士学位论文有色PVC膜的光氧老化性能研究STUDYONAGINGPROPERTIESOFCOLOUREDPVCFILM学科专业：纺织工程作者姓名：路玉环指导老师：杨旭东答辩日期：2018-01-09东华大学路玉环硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注王新厚教授答辩主席东华大学张德良高级工程师答辩委员上海纺织科学研究院曾泳春教授答辩委员东华大学杨建平研究员答辩委员东华大学王富军高级实验师答辩委员东华大学陈文娟助理实验师答辩秘书东华大学东华大学硕士学位论文摘要有色PVC膜的光氧老化性能研究摘要随

2、着塑料工业的迅速发展，有色聚氯乙烯（PVC）膜的应用也越来越广泛。但是，作为一种高分子材料，有色PVC膜在使用过程中难免会发生老化降解。此外，要制得有色PVC膜，需要在配方中加入各种着色剂。对于材料的老化，影响因素有很多，着色剂也是其中非常重要的一个。目前，作为白色颜料中最重要的一种，钛白粉被广泛地应用于各种塑料制品。但是，实际生产中常常是将钛白粉与有色颜料混合使用，从而获得鲜艳的材料外观。因此，研究钛白粉存在情况下，不同有色颜料的表现差异，并对有色颜料加入对老化过程可能产生的具体影响进行分析，具有重要的现实意义。力学性能无疑是材料最重要的性能，常作为材料

3、性能评价的主要依据，老化过程一般也伴随着材料力学性能的衰减，材料的力学性能的急剧下降则会导致材料寿命的提前结束。此外，外观颜色是材料最直观的性能，在某些情况下，材料的颜色也会影响其应用。对于在大多数场合下应用的材料，我们会要求其具有稳定的颜色。因此，针对材料性能的评价，我们一般都会关注材料拉伸断裂强力和外观颜色。目前，在PVC膜老化的相关研究中，大部分学者认为，脱氯化氢（HCl）是PVC制品老化降解的一个重要特点，红外光谱羰基指数的变化一般伴随着材料力学的变化，而共轭双键数量的变化则是引起PVC膜变黄的主要原因。颜料本身性质的多重性，决定了其很可能会影响材

4、料老化过程中强力及颜色的变化。针对常见有色颜料对PVC膜性能的影响，本课题采用工厂常用PVC膜基本配方，选择常见的有色颜料，制备出能够满足测试和试验要求的PVC膜，研究颜料对材料初始性能的影响，并进行人工加速光氧老化试验，研究颜料对材料老化过程的影响。基于此目标，研究内容从以下几个方面具体展开：（1）研究颜料对有色PVC膜生产成品的力学性能和化学成分的影响选择几种常用的有色颜料，加入PVC膜的基本配方中，制备出试验用PVC膜，针对颜料对试样成品力学性能及微观基团的影响，测试了各试样原样的拉伸断裂强力、红外光谱以及紫外光谱。结果表明，颜料的加入对材料原样力学

5、性能的影响没有明显的规律性，并不一定总会增大材料原样的拉伸力学性能。而且，颜料对材料原样的羰基含量也没有很大的影响，各试样原样羰基吸光度值都是很接近的。此外，含有不同颜料的I东华大学硕士学位论文摘要各试样，其紫外谱图也有一定的规律性，能反映材料的组成及颜色信息。（2）研究颜料对人工加速老化过程中PVC膜断裂强力变化的影响进行人工加速光氧老化试验，并选择未添加有色颜料和添加了BBN耐晒大红颜料两种试样，测试分析材料老化过程中拉伸力学及相关性能的变化。结果表明，老化后两种试样的力学性能变化是有较大差别的，含有颜料的试样表面出现了更多的白斑，但是两种试样老化过程

6、中表面基团的变化是类似的，说明两种试样的老化机理基本上是相同的。（3）研究颜料对人工加速老化过程中PVC膜颜色变化的影响进行人工加速光氧老化试验。首先，对比了含不同有色颜料的试样老化后色差的变化情况。然后，选择未添加有色颜料和添加了BBN耐晒大红颜料的两种试样，进行更为具体的测试分析，比较两者颜色变化过程的不同。结果表明，老化一定时间后，含不同有色颜料试样的色差大小是有显著差别的，合适的颜料反而可以起到良好的遮盖效果，从而有效减小老化后材料的外观色差。在材料的外观颜色保持方面，大部分无机颜料都表现的比有机颜料更好。老化后，试样△E*的变化大部分都是来源于△

7、b*的变化。此外，紫外光谱可以在一定程度上反映试样外观颜色的变化情况。基于以上研究内容和结果，本课题针对颜料对材料原样性能及光氧老化性能的影响，制备了PVC膜，进行了原样性能的测试，并进行了人工加速光氧老化试验及老化性能测试。结果表明，所选择的颜料对试样原样性能的影响较小，加入有色颜料后，试样的老化降解速度有所不同，并且微观形态的变化也有差异。此外，老化后含无机颜料的试样色差一般比含有机颜料的试样更小，材料的老化变色也反映在紫外光谱图的变化上。关键词：有色颜料；PVC膜；光氧老化；力学性能变化；颜色变化II东华大学硕士学位论文ABSTRACTSTUDYON

8、AGINGPROPERTIESOFCOLOUREDPVCFILMA