新型高抗冲聚氯乙烯共混物的力学性能与老化性能研究

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1、摘要硬质聚氯乙烯(PVC)因其良好的综合机械性能、耐腐蚀性、难燃性以及价格低廉已被广泛地应用在建筑管道、塑料门窗以及塑料墙板等制品中。但是，由于PVC受冲击时极易脆裂，在热氧和光氧老化条件下力学性能会迅速恶化。因此，提高硬质PVC的冲击韧性和耐老化性能，具有非常重要的意义。本文通过熔体共混法分别制备了核壳丙烯酸树脂(ACR)／氯化聚乙烯(CPE)／PVC、高密度聚乙烯(HDPE)／CPE／PVC和纳米CaC03／ACR／CPE／PVC三种新型高抗冲硬质PVC共混物，研究了它们的力学性能和老化性能，并通过借助扫描电子显微镜(SEM)、动态机械

2、热分析(DMA)和傅立叶红外光谱(FT-IR)等探讨了它们的增韧机理和老化机理。主要研究结论如下：1．弹性体CPE和核壳ACR复配使用可大幅度提高ACR／CPE／PVC共混物的常温冲击强度，随着ACR掺量的增加，该共混物的韧脆转变点逐渐移向低温，其低温损耗(tanS)峰强度也不断增大，二者表现出良好的协同增韧效应。与CPE／PVC共混物相比，ACR／CPE／PVC共混物的热氧和光氧老化性能也得到显著改善。此外，该共混物的多烯指数(Ⅳ)和凝胶含量(Gel)在热氧老化过程中不断增加，羰基指数(C／)则略微降低。但在光氧老化过程中，肼呈先减小后增

3、大的变化趋势，而Gel却逐渐增大。2．少量的HDPE可显著提高CPE／PVC共混物的常温冲击强度，当HDPE掺量为3pra-时，该共混物的常温冲击强度达到最大，同时也相应地改善了该共混物的低温冲击韧性。与CPE／PVC共混物相比，共混物HDPE／CPE／PVC在热氧老化和光氧老化过程中的冲击强度保留率均有显著的提高，而且随着HDPE掺量的增加，该共混物的抗老化性能逐步提高，表明HDPE能够明显改善CPE／PVC共混物的耐老化性能。3．添加适量的纳米CaC03可使ACR／CPE／PVC共混物的冲击强度进一步提高，而且该共混物的低温t枷峰强度与

4、其冲击性能具有良好的对应性。纳米CaCO，的添加不利于该共混物热氧老化性能的改善。然而，与ACR／CPE／PVC共混物相比，纳米CaC03／ACR／CPE／PVC共混物在光氧老化过程中的冲击强度保留率却有明显的增加，而且有效降低了共混物的肼、C7以及Gcl，表明纳米CaC03可显著改善ACR／CPE／PVC共混物的抗光氧老化性能。关键词：聚氯乙烯，弹性体，纳米碳酸钙，力学性能，耐老化性能ABSTRACTAsiswellknow，rigidpoly(vinylchloride)(PVC)hasbeenwidelyusedinbuildingp

5、ipes，windowprofiles，andplasticsidingduetothegoodoverallperformance，chemicalresistance，flameretardance，lowcost，etc．Unfortunately，afatallimitationforrigidPVCisthepropensityforoccasionalbrittlefracture，particularlyinpresenceofimpactloads．Additionally,itsmechanicalpropertieswi

6、llquicklydeteriorateinconditionsofthermal—oxidativeandphoto—oxidativeaging．Consequently，itisofgreatimportancetoimprovetheimpacttoughnessandagingresistanceofrigidPVC．Thenewhigh--impactrigidPVCsincludingcore·-shellacrylics(ACR)／chlorinatedpolyethylene(CPE)／PVC，high—densitypo

7、lyethylene(HDPE)／CPE／PVCandnano—CaC03／ACR／CPE／PVCblendswerepreparedbymeltblending，andtheirmechanicalpropertiesandagingreisitancewereinvestigated，respectively．Moreover,thetougheningandagingresistancemechanismwerediscussedparticularlybymeansofscanningelectronmicroscopy(SEM)，

8、dynamicmechanicalanalyzer(DMA)，fouriertransforminfraredspectroscopy(FT-IR)，etc．Thefollowi