PI分子量對(duì)PVC∕PI共混物的影響

1、 PI分子量對(duì)PVCPI共混物的影響學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 任務(wù)書論文題目： PI分子量對(duì)PVC/PI共混物的影響 系部： 專業(yè)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師（含職稱）： 1課題意義及目標(biāo)以PVC為基體材料，添加耐熱高分子材料改善PVC的耐熱性和阻燃性。在PVC中添加不同分子量的PI，通過(guò)研究 PVC和PI的相互作用，探討PVC的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，并分析其對(duì)熱性能、阻燃性能、力學(xué)性能的影響。在保持PVC力學(xué)性能的前提下，確定最佳PI的分子量改善PVC的耐熱性和阻燃性。2主要任務(wù)1) 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，確定實(shí)驗(yàn)方案；2) 合成不同分子量的PAA溶液，制備不同分子量PI粉末

2、；3) 考察PVC和PI的相容性；4) 分析PVC和不同分子量PI的相互作用，并研究其對(duì)PVC聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響；5) 測(cè)試材料的熱分解溫度、燃燒特性、熱性能、力學(xué)性能； 6) 通過(guò)材料的結(jié)晶性說(shuō)明各性能變化的規(guī)律；7) 確定最佳PI分子量；8) 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；9) 完成畢業(yè)論文的撰寫工作。3基本要求1) 認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)書籍，查閱中外文資料，制定出合理的實(shí)驗(yàn)研究方案；2) 認(rèn)真做好各環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)記錄，要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠； 3) 勤于思考，應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)來(lái)解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題；4) 翻譯一篇與本課題相關(guān)的英文文獻(xiàn)；5) 論文撰寫要求嚴(yán)格按照材料工程系“本科畢業(yè)論文格式要

3、求”撰寫。4. 主要參考資料1 張英杰, 李曉峰, 安燕等.聚酰亞胺改性酚醛泡沫J. 高分子學(xué)報(bào), 2013-8(14).2 趙麗萍, 寇開昌, 吳廣磊, 卓龍海. 聚酰亞胺合成及改性的研究進(jìn)展J. 工程塑料應(yīng)用, 2012, 40(12): 108-111. 3 馬莉娜, 齊暑華, 程博等. 聚氯乙烯用耐熱改性劑研究進(jìn)展J. 中國(guó)塑料, 2011, 25(7): 72-77.4 宇平, 章于川. 聚氯乙烯材料耐熱改性的研究進(jìn)展J. 塑料包裝, 2013, 23(2): 20-24.5進(jìn)度安排論文各階段名稱起 止 日 期1查閱文獻(xiàn)資料，確定實(shí)驗(yàn)方案 1 月3日 3月18日2合成不同分子量PAA

4、溶液，制備不同分子量PI粉末3月19日4月19日3制備PVC/PI共混物4月20日4月30日4測(cè)試熱分解溫度、燃燒特性、熱性能、力學(xué)性能 5月1日 5月14日5研究PVC的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)5月15日5月20日6分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，查漏補(bǔ)遺 5月21日6月3日7完成畢業(yè)論文及答辯工作 6月4日 6月22日 審核人： 年 月 日PI分子量對(duì)PVC/PI共混物的影響摘要：使用兩步法制備出不同分子量的PI粉末。通過(guò)共混改性的方法，在PVC中加入不同分子量的PI粉末制備PVC/PI共混物改善聚氯乙烯的阻燃性和耐熱性。通過(guò)拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、熱重實(shí)驗(yàn)、傅里葉紅外光譜實(shí)驗(yàn)、垂直燃燒測(cè)定及偏光顯微鏡實(shí)驗(yàn)的測(cè)試來(lái)表征。加入

5、PI粉末后，PVC/PI共混物的性能與PVC材料相比都有所提高。隨著PI粉末分子量的增加，共混物的性能先增后減，其中PI粉末分子量為61047104左右改性的共混物的力學(xué)性能、耐熱性能、阻燃性能最好。關(guān)鍵詞：聚氯乙烯，聚酰亞胺，分子量，共混物IEffect of Molecular Weight of PI on Properties of PVC/PI BlendsAbstract: PI powder with different molecular weight prepared by two step method. Flame retardant and heat resistanc

6、e of PVC were improved by adding PI with different molecular weight in PVC. properties of the blends were determined by tensile tester, impact tester, thermogravimetric experiment, spectroscopy experiments,vertical burning and polarized light microscopy. results showed that compared the properties o

7、f PVC. those of PVC/PI blend adding PI powder increased, with increaing of molecular weight of PI, the properties increaced and then reduced. Mechanical properties, heat resistance, flame retardancy of the blends were the best when the molecular weight of PI was 6 1047 10 4.Keywords: Polyimide, poly

8、vinyl chloride, molecular weight, blendsII 目錄1 前言11.1 聚氯乙烯11.1.1 概述11.1.2 聚氯乙烯的性能11.1.3 聚氯乙烯的應(yīng)用31.1.4 聚氯乙烯的發(fā)展?fàn)顩r31.2 助劑概述41.2.1 三鹽41.2.2 二鹽51.2.4 硬脂酸鋅51.2.5 液體石蠟61.2.6 環(huán)氧大豆油61.2.7 DOP61.3 聚酰亞胺概述61.3.1 聚酰亞胺的性能71.3.2 聚酰亞胺的應(yīng)用81.4 研究的意義及目的92 實(shí)驗(yàn)部分102.1 主要實(shí)驗(yàn)原料及試劑102.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器102.3 實(shí)驗(yàn)流程112.3.1 聚酰胺酸溶液的制備11

9、2.3.2 聚酰胺酸溶液分子量的測(cè)定及計(jì)算132.4 配方設(shè)計(jì)152.4.1 聚酰亞胺粉末的制備152.4.2 PVC/PI共混物的制備152.5 性能測(cè)試162.5.1 力學(xué)性能的測(cè)試16IV2.5.2 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的表征172.5.3 斷面形貌的觀察172.5.4 熱性能測(cè)試182.5.5 傅里葉變換紅外光譜測(cè)試182.5.6 阻燃性能測(cè)試183 結(jié)果與討論193.1 PI分子量對(duì)PVC/PI共混物性能的影響193.1.1 拉伸性能193.1.2 沖擊性能213.1.3 熱性能223.1.4 阻燃性能263.2 PI粉末的添加時(shí)間對(duì)PVC/PI共混物性能的影響263.2.1 力學(xué)性能263.

10、2.2 熱性能283.2.3 阻燃性能294 結(jié)論32參考文獻(xiàn)33致謝341 前言1.1聚氯乙烯1.1.1 概述 聚氯乙烯（PVC）是通用塑料的主要品種之一，是世界上第二大合成塑料，在我國(guó)居合成塑料的第一位。通用PVC樹脂具有價(jià)格便宜、透明性好、難燃、電絕緣性好和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，可通過(guò)添加各種添加劑和運(yùn)用多種成型方法制得性能各異、用途廣泛的軟質(zhì)或硬質(zhì)制品。PVC在車用塑料中占10%14%。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及樹脂合成技術(shù)和加工技術(shù)的進(jìn)步,我國(guó)乃至世界對(duì)PVC的需求量大幅上升，尤其建筑業(yè)對(duì)PVC墻板和管道的需求強(qiáng)勁。但是，通用PVC樹脂的熱穩(wěn)定性差，加工過(guò)程中易受熱發(fā)生由活性部位（如烯丙基氯、叔氯、

11、叔氫、帶雙鍵或過(guò)氧化物殘基的端基等）引發(fā)的自催化脫氯化氫反應(yīng)，形成共軛多烯鏈，進(jìn)而發(fā)生斷鏈、交聯(lián)等反應(yīng)而變色、降解，致使塑料制品質(zhì)量變差，性能下降，進(jìn)而影響其加工和使用性能。因此，為了拓寬 PVC 的使用范圍，人們致力于對(duì)通用 PVC 樹脂進(jìn)行耐熱改性，進(jìn)而開發(fā)新型耐熱 PVC 樹脂的工作。目前，PVC 耐熱改性的方法主要有添加熱穩(wěn)定劑、共混、交聯(lián)、共聚以及氯化等，通過(guò)這些方法，可以改善其耐熱性能，擴(kuò)大其使用范圍。1.1.2 聚氯乙烯的性能 （1）力學(xué)性能由于氯原子的存在，增大了分子間的作用力，不僅是分子鏈變剛，也使分子間距離變小，斂集密度增大。結(jié)果是聚氯乙烯宏觀上比聚乙烯具有較高的強(qiáng)度、剛度

12、、硬度和較低的韌性，斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度均下降。 （2）熱性能聚氯乙烯的玻璃化溫度為7080，開始軟化時(shí)溫度為8085，完全熔融時(shí)溫度為170175，140時(shí)聚合物已開始分解。在現(xiàn)有的塑料材料中，聚氯乙烯是熱穩(wěn)定性最差的材料之一，在適宜的加工溫度(170180)下會(huì)加速分解釋放出氯化氫，在富氧氣氛中會(huì)加速分解。工業(yè)上生產(chǎn)的各種品級(jí)和牌號(hào)的聚氯乙烯都加有熱穩(wěn)定劑。聚氯乙烯的最高連續(xù)使用溫度為6580。 （3）電性能聚氯乙烯有比較好的電性能，但由于聚氯乙烯是極性化合物，故聚氯乙烯的介電性和點(diǎn)絕緣性比聚乙烯有較明顯的降低。室溫時(shí)，CCl偶極子處于不活動(dòng)狀態(tài)，材料的電性能尚可，其介電常數(shù)為3.23.6

13、，但隨著溫度的升高，CCl偶極子活動(dòng)性增大，電性能下降。在電場(chǎng)中偶極子會(huì)取向，取向與電場(chǎng)頻率有關(guān)，因此聚氯乙烯的電性能會(huì)受到電場(chǎng)頻率的影響，一般僅適合制低頻絕緣材料。 （4）耐化學(xué)試劑及耐溶劑性聚氯乙烯有較好的耐化學(xué)腐蝕性能，除濃硫酸、濃硝酸對(duì)它有腐蝕外，其它多數(shù)的無(wú)機(jī)堿類、無(wú)機(jī)鹽類、過(guò)氧化物等對(duì)聚氯乙烯皆無(wú)侵蝕作用，因此聚氯乙烯可作為防腐材料。增塑后的聚氯乙烯耐化學(xué)腐蝕性有所降低，降低程度與增塑品種和用量有關(guān)。 （5）環(huán)境與老化性能聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性差，在熱、光、機(jī)械作用下易分解脫出氯化氫。為克服這些缺陷，除加入熱穩(wěn)定劑外，常常采用改性方法。 （6）阻燃性聚氯乙烯分子鏈組成中，約含有57%的

14、氯元素，這樣便賦予聚氯乙烯材料良好的阻燃性能，氧指數(shù)約為47，在強(qiáng)烈火源中如果著火，也可以自熄。 （7）加工性能 聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性差。為了避免材料過(guò)熱分解，需要嚴(yán)格控制成型溫度，避免物料在料桶內(nèi)滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，盡量減少塑化過(guò)程中的摩擦熱。因?yàn)榫勐纫蚁┤廴跍囟雀?，所以熔融加工工藝中?yīng)盡量避免使用分子量太高的品級(jí)，配料中必須使用熱穩(wěn)定劑，而且加入適量的潤(rùn)滑劑以增加物料的流動(dòng)性。 聚氯乙烯熔體的強(qiáng)度較低，為避免熔體破裂，注射、擠出時(shí)宜采用中低速，避免高速。而聚氯乙烯熔體粘度高，需要較高的成型壓力。 聚氯乙烯熱分解時(shí)放出氯化氫，對(duì)設(shè)備有腐蝕作用，加工的設(shè)備應(yīng)采取電鍍的防護(hù)措施或采用耐腐蝕鋼材。聚氯乙烯

15、熔體冷卻速度快，成型周期短，生產(chǎn)效率高。 （8）加工工藝聚氯乙烯可以采用注射、擠出、吹塑、壓延、搪塑、發(fā)泡等成型工藝，對(duì)增速聚氯乙烯制品，成型加工前需向聚氯乙烯粉料或粒料中加入增塑劑或其它助劑進(jìn)行預(yù)混，并進(jìn)行塑化。將塑化后的配料準(zhǔn)備成適宜加工的形狀。1.1.3 聚氯乙烯的應(yīng)用聚氯乙烯有硬質(zhì)、軟質(zhì)和糊樹脂之分，不同的生產(chǎn)工藝得到的聚氯乙烯樹脂加工方法和應(yīng)用領(lǐng)域不同，由懸浮聚合與乳液聚合法的樹脂主要制備以下制品。 （1）薄膜和人造革。薄膜主要供農(nóng)用以及日用品和工業(yè)品的包裝。 （2）耐油、耐腐、耐老化的不燃電線電纜包皮、絕緣層、插座、接線盒。 （3）各種型材，如管、棒、異型材、門窗框架、建材、室內(nèi)裝

16、飾材料。管材是聚氯乙烯最重要的應(yīng)用，有下水管、市政排污管、雨水管、通風(fēng)管等。 （4）家具、玩具、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)用管件、包裝涂層等。 1.1.4 聚氯乙烯的發(fā)展?fàn)顩r聚氯乙烯（PVC）是世界第二大通用樹脂，1998年世界PVC樹脂生產(chǎn)能力約為2980萬(wàn)噸，產(chǎn)量大約為2350萬(wàn)噸，僅次于聚乙烯樹脂（生產(chǎn)能力5680萬(wàn)噸，產(chǎn)量4370萬(wàn)噸），與聚丙烯樹脂（生產(chǎn)能力2994萬(wàn)噸，產(chǎn)量2550萬(wàn)噸）相差不多。PVC是由液態(tài)的氯乙烯單體（VCM）經(jīng)懸浮、乳液、本體或溶液法工藝聚合而成，其中懸浮工藝在世界PVC生產(chǎn)裝置中大約占90的比例。在世界PVC總產(chǎn)量中均聚物也占大約90的比例。PVC是應(yīng)用最廣泛的熱塑性樹

17、脂，可以制造強(qiáng)度和硬度很大的硬質(zhì)制品如管材和管件、門窗和包裝片材，也可以加入增塑劑制造非常柔軟的制品如薄膜、片材、電線電纜、地板、合成革、涂層和其它消費(fèi)性產(chǎn)品。硬質(zhì)制品目前占PVC總消費(fèi)量的6570，今后PVC消費(fèi)量進(jìn)一步增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)主要是在硬質(zhì)制品應(yīng)用領(lǐng)域。目前PVC在建筑領(lǐng)域中的消費(fèi)量占總消費(fèi)量的一半以上。發(fā)達(dá)國(guó)家PVC樹脂的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中主要是硬制品，美國(guó)和西歐硬質(zhì)品占大約2/3的比例，日本占55；硬質(zhì)品中主要是管材和型材，占大約7080%。PVC軟制品市場(chǎng)大約占全部PVC市場(chǎng)的30，軟制品主要包括織物的壓延和涂層、電線電纜、薄膜片材、地面材料等。硬質(zhì)品PVC樹脂近年來(lái)增長(zhǎng)比軟制品快。在全世界

18、范圍內(nèi)一半以上的PVC樹脂用于與建筑有關(guān)的市場(chǎng)，使PVC行業(yè)容易受到經(jīng)濟(jì)的波動(dòng)影響。建筑領(lǐng)域是PVC樹脂增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)，19962006年美國(guó)PVC樹脂在建筑市場(chǎng)的增長(zhǎng)率為6年, 在其它市場(chǎng)中的增長(zhǎng)率僅為1.4年。1996年美國(guó)PVC樹脂在建筑市場(chǎng)中的分額為64，2006年增加到73，預(yù)計(jì)2010年將增加到76， 增長(zhǎng)最快的用途是管材、板壁、和門窗等。隨我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展，板材、管材和型材等硬制品將具有更大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?.2 助劑概述1.2.1 三鹽三鹽是重要的熱穩(wěn)定劑，更是PVC首選的熱穩(wěn)定劑。中文別名三堿式硫酸鉛；分子式為3PbO.PbSO4.H20，代號(hào)為TLS，簡(jiǎn)稱三鹽，白色粉末，密

19、度6.4g/cm3。不溶于水及有機(jī)溶劑，可溶于熱醋酸銨和堿類，以及硝酸，熱濃鹽酸。無(wú)可燃性和腐蝕性，易吸濕，在潮濕狀態(tài)下受陽(yáng)光照射變色分解。主要用于PVC硬質(zhì)不透明制品中，用量一般27份，一般與二鹽亞磷酸鉛一起并用，因無(wú)潤(rùn)滑性而需配人潤(rùn)滑劑。它的使用能夠讓PVC達(dá)到更好的效果，與PVC是相得益彰相互依存的關(guān)系。三鹽的鉛化合物能讓PVC材料保持優(yōu)良的電性能、低吸水性和室外耐候性。許多柔性的和剛性的均聚物和共聚物配方都需要三鹽的配合才得以實(shí)現(xiàn)。三鹽能夠提高吸收氯化氫的能力，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和電絕緣性。當(dāng)三鹽基硫酸鉛和二鹽基亞磷酸鉛并用時(shí)，能夠帶來(lái)更好的協(xié)同效應(yīng)，可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的耐候性，這對(duì)于

20、PVC產(chǎn)品的實(shí)用性作用非常明顯。但三鹽有毒性，與人體接觸后會(huì)導(dǎo)致中毒。而且三鹽非常易和硫發(fā)生反應(yīng)，所以在運(yùn)輸儲(chǔ)存過(guò)程中應(yīng)該避免與硫化物接觸。而且三鹽會(huì)讓PVC制品變得不透明，并且在持續(xù)受熱后很快變色。它的作用機(jī)理如下： （1）吸收中和HCL，抑制其自動(dòng)催化作用。三鹽、氧化鉛可與HCL反應(yīng)，抑制PVC脫HCL的反應(yīng)。 （2）置換PVC分子中不穩(wěn)定的烯丙基氯原子抑制脫P(yáng)VC。 （3）與多烯結(jié)構(gòu)發(fā)生加成反應(yīng)，破壞大共軛體系的形成，減少著色。不飽和酸的鹽或酯含有雙鍵，與PVC分子中共軛雙鍵發(fā)生雙烯加成反應(yīng)，從而破壞其共軛結(jié)構(gòu)，抑制變色。 （4）捕捉自由基，阻止氧化反應(yīng)。一般一種穩(wěn)定劑可能有以上一種或幾

21、種功能，比如三鹽基硫酸鉛，主要功能就是吸收中和HCL，但也具有其它功能。1.2.2 二鹽中文別名二堿式亞磷酸鉛，分子式為2PbO.PbHPO3.H2O，代號(hào)為DL，簡(jiǎn)稱二鹽，白色粉末，密度為6.1g/cm3。不溶于水和所有的有機(jī)溶劑，溶于鹽酸、硝酸。具有耐候性、熱穩(wěn)定性、電絕緣性等優(yōu)良性能，并有抗氧化性和屏蔽紫外線的性能。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩(wěn)定性稍低于三鹽基硫酸鉛，但耐候性能好于三鹽基硫酸鉛。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基硫酸鉛并用，用量一般為三鹽基硫酸鉛的1/2。1.2.3 硬脂酸鋇硬脂酸鋇為白色細(xì)微粉末，有毒，鋇含量為19.520.6%，比重1.145%，熔點(diǎn)225以上。不溶于水，但溶于熱的乙醇

22、。在有機(jī)溶劑中加熱溶解經(jīng)冷卻后成為膠狀物。遇強(qiáng)酸分解為硬脂酸和相應(yīng)的鋇鹽，易受潮。是必須避免硫污時(shí)供選用的熱穩(wěn)定劑，也是高溫下加工時(shí)采用的潤(rùn)滑劑。由于硬脂酸鋇不能有效抑制PVC變色，因此不能單獨(dú)使用，通常作為協(xié)同穩(wěn)定劑與硬脂酸鋅及輔助熱穩(wěn)定劑并用。硬脂酸鋇可作為熱穩(wěn)定劑兼潤(rùn)滑劑與鉛鹽穩(wěn)定劑并用，適用于硬質(zhì)PVC制品的加工，可提高PVC配料的潤(rùn)滑性和初期熱穩(wěn)定性。1.2.4 硬脂酸鋅硬脂酸鋅為白色細(xì)微粉末，不溶于水，溶于熱的乙醇、松節(jié)油、苯等有機(jī)溶劑中。在有機(jī)溶劑中加熱溶解后退冷成為膠狀物。遇強(qiáng)酸分解為硬脂酸和相應(yīng)的鋅鹽，易受潮。兼PVC的無(wú)毒穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑，除此之外還具有透明性高的特點(diǎn)。一般用

23、量在0.1%1%左右。由于在PVC加工中使用本品比例較高時(shí)會(huì)引起“鋅燒”現(xiàn)象，因此在配方中需添加一些輔助穩(wěn)定劑，如亞磷酸酯、環(huán)氧化合物、多元醇等，以便抑制此現(xiàn)象的發(fā)生。1.2.5 液體石蠟液體石蠟為無(wú)色透明液體，相對(duì)密度為0.89，凝固點(diǎn)為3515，溶于苯、乙醚、二硫化碳、微溶于醇類，有良好的穩(wěn)定性和潤(rùn)滑性，用于PVC、PS等樹脂，加工時(shí)，作為內(nèi)潤(rùn)滑劑，與樹脂相容性差，添加量一般為0.3%0.5%，過(guò)多時(shí)反而是加工性能變差。1.2.6環(huán)氧大豆油環(huán)氧大豆油是一種廣泛應(yīng)用的無(wú)毒、無(wú)味的聚氯乙烯的增塑劑兼穩(wěn)定劑，對(duì)光、熱有良好的穩(wěn)定作用，相容性好、揮發(fā)性低、遷移性小，它既能吸收聚氯乙烯樹脂在分解時(shí)放

24、出的氯化氫，又能與聚氯乙烯相容，對(duì)提高聚氯乙烯制品物理性能和延長(zhǎng)制品使用壽命有重要意義。在加工中，添加環(huán)氧大豆油能明顯提高制品的物理性能和延長(zhǎng)老化時(shí)間，與鋇鎘鋅等金屬鹽類穩(wěn)定劑并用時(shí)，有良好的協(xié)同效應(yīng)。環(huán)氧大豆油應(yīng)用于聚氯乙烯無(wú)毒制品、透明制品、透明瓶蓋、食品、藥物包裝材料、聚氯乙烯醫(yī)用制品、輸血袋、貼樣紙、防水卷材、塑料薄膜等。1.2.7 DOPDOP是塑料成型加工中使用最廣泛的增塑劑。與許多聚合物有良好的相溶性，增塑效率高，揮發(fā)性小，耐低溫、降低PVC的Tg和Tf。耐候性良好，較好的耐低溫柔韌性、低毒性，具有比較理想的綜合性能，常被稱為標(biāo)準(zhǔn)增塑劑.5phr：硬質(zhì)板材；5-25 phr：半硬

25、質(zhì)板材25 phr：軟質(zhì)板材。1.3 聚酰亞胺概述聚酰亞胺是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)（-CO-N-CO-）的一類聚合物，其中1有酞酰亞胺結(jié)構(gòu)的聚合物最為重要。聚酰亞胺作為一種特種工程材料，已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。近來(lái)，各國(guó)都在將聚酰亞胺的研究、開發(fā)及利用列入 21世紀(jì)最有希望的工程塑料之一。聚酰亞胺，因其在性能和合成方面的突出特點(diǎn)，不論是作為結(jié)構(gòu)材料或是作為功能性材料，其巨大的應(yīng)用前景都已經(jīng)得到充分的認(rèn)識(shí)。 1.3.1 聚酰亞胺的性能 （1）耐熱性全芳香型聚酰亞胺最主要的特征是耐熱性優(yōu)良。如進(jìn)行熱重分析時(shí)，其開始溫度一般都在500左右。由聯(lián)苯二酐和二胺合成的

26、聚酰亞胺，熱分解溫度達(dá)到600左右，是迄今聚合物中熱穩(wěn)定性最高的品種之一。聚酰亞胺不僅耐熱，而且還耐極地溫度，如在-269的液態(tài)氮中仍不會(huì)脆裂。 （2）機(jī)械性能PI具有很好的機(jī)械性能，未填充的PI塑料的拉伸強(qiáng)度都在100MPa以上，均苯型PI的薄膜為170MPa，而聯(lián)苯型PI則達(dá)到了400MPa。作為工程塑料，彈性模量通常為3GPa4GPa，纖維可達(dá)200GPa。PI具有優(yōu)良的耐磨減摩性。其機(jī)械性能隨溫度波動(dòng)的變化小，高溫下蠕變小。而且PI耐熱老化性能良好，經(jīng)200、1500h老化處理,室溫測(cè)得材料的拉伸強(qiáng)度降低很少，如PI薄膜在50109rad劑量輻照后，強(qiáng)度仍保持86%，PI纖維經(jīng)1010

27、9rad劑量輻照后，其強(qiáng)度保持率為90%以上。一些聚酰亞胺品種不溶于有機(jī)溶劑，對(duì)稀酸穩(wěn)定，一般的品種不太耐水解，這個(gè)看似缺點(diǎn)的性能卻使聚酰亞胺有別于其它高性能聚合物一個(gè)很大的特點(diǎn)，即可以利用堿性水解回收原料二酐和二胺，例如對(duì)于薄膜，其回收率可達(dá)80%90%。改變結(jié)構(gòu)也可以得到相當(dāng)耐水解的品種，如經(jīng)得起120，500小時(shí)水煮。 （3）電性能PI的大分子中雖然含有相當(dāng)數(shù)量的極性基（如羰基和醚基），但其電絕緣性優(yōu)良,原因是羰基納入五元環(huán)，醚鍵與相鄰基團(tuán)形成共軛體系，使其極性受到限制，同時(shí)由于大分子的剛性和較高的玻璃化溫度，因此在較寬的溫度范圍內(nèi)偶極損耗小，電性能十分優(yōu)良。其介電常數(shù)一般為3.4左右，

28、引入氟或?qū)⒖諝庖约{米尺寸分散在PI中（當(dāng)空氣以極小尺寸（納米級(jí)）均勻分布在PI中（相當(dāng)于泡沫PI），可進(jìn)一步增加PI的電絕緣性），其介電常數(shù)可降到2.5左右。介電強(qiáng)度為100kV/mm300kV/mm，體積電阻率為10168cm。同時(shí)，PI還具有優(yōu)異的耐電暈性能。這些性能在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)仍能保持在較高的水平。 （4） 耐化學(xué)藥品性PI具有優(yōu)良的耐油和耐有機(jī)溶劑性，對(duì)稀酸穩(wěn)定，一般的品種不太耐水解，這是因?yàn)镻I大分子中最薄弱的C- H鍵在亞胺環(huán)中受到五元環(huán)的保護(hù)，鍵能提高，使其耐化學(xué)腐蝕性得到提高。 （5）其他性能PI為自熄性聚合物，發(fā)煙率低，在極高的真空下放氣量很少；PI無(wú)毒,可用

29、來(lái)制造餐具和醫(yī)用器具，并經(jīng)得起數(shù)千次的消毒，一些PI還具有很好的生物相容性。1.3.2 聚酰亞胺的應(yīng)用由于在合成上和性能上特點(diǎn)十分突出，與其他聚合物相比，聚酰亞胺具有極為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，而且在每一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都顯示了極為突出的性能。自從聚酰亞胺面世以來(lái)，經(jīng)歷了將近 50 年的發(fā)展，開發(fā)出了許多高性能低成本聚酰亞胺，如透明、感光型 PI。其種類繁多，形成了一大類高性能高分子材料，在民用領(lǐng)域和高技術(shù)領(lǐng)域得到了廣發(fā)的應(yīng)用。目前為止，聚酰亞胺主要制品有薄膜、涂料、纖維、工程塑料、泡沫塑料、共混物、光刻膠、分離膜、膠黏劑、光-電材料和質(zhì)子傳輸膜等。其中最主要的應(yīng)用集中在薄膜與纖維上。聚酰亞胺薄膜作為其最早

30、商業(yè)化的產(chǎn)品之一，得到了深入的開發(fā)，主要商品有杜邦的 Kapton，宇部興產(chǎn)的 Upilex 和鐘淵的 Apical 等。由于聚酰亞胺突出的性能，也可作為分離膜使用，也可制備成質(zhì)子透過(guò)膜。透過(guò)性優(yōu)良的品種還可當(dāng)做柔軟的太陽(yáng)能電池底板。聚酰亞胺纖維是高技術(shù)纖維的重要品種之一。在力學(xué)性能方面，其拉伸模量超過(guò)了Kevlar29 和 Kevlar49，僅次于 PBO 纖維，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)聚酰亞胺纖維也具有極高的耐熱性能，可用于航空、航天領(lǐng)域和防火織物、消防服及工作服等。1.4 研究的意義及目的聚氯乙烯有優(yōu)異的力學(xué)性能、電性能、耐化學(xué)試劑及耐溶劑、阻燃性能等。同時(shí)聚氯乙烯一些方面的性能也存在缺陷

31、，如穩(wěn)定性能是所有塑煉中最差之一，通用PVC樹脂的熱穩(wěn)定性差，加工過(guò)程中受熱會(huì)發(fā)生由活性部位（如烯丙基氯、叔氯、叔氫、帶雙鍵或過(guò)氧化物殘基的端基等）引發(fā)的自催化脫氯化氫反應(yīng)，形成共軛多烯鏈,并進(jìn)而發(fā)生斷鏈、交聯(lián)等反應(yīng)而變色、降解，致使塑料制品質(zhì)量變差，性能下降。希望在聚氯乙烯中引入一些特殊的基團(tuán)，剛性基團(tuán)如亞酰胺環(huán)、苯環(huán)等。由于聚酰亞胺結(jié)構(gòu)中帶有十分穩(wěn)定的芳雜環(huán)，使得其擁有許多優(yōu)異的性能：優(yōu)異的熱性能、良好的機(jī)械性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性、較小的熱膨脹系數(shù)、十分優(yōu)異耐輻射性能、良好的介電性能等。因此，為了改善聚氯乙烯的耐熱穩(wěn)定性，拓寬PVC的使用溫度范圍，對(duì)通用PVC樹脂進(jìn)行耐熱改性，在聚氯乙烯中加入

32、聚酰亞胺粉末，利用聚酰亞胺優(yōu)異的熱穩(wěn)定性改善PVC材料的耐熱穩(wěn)定性，開發(fā)新型耐熱PVC樹脂。對(duì)于PVC樹脂，提高耐熱性的方法有：交聯(lián)、共混、鹵化、共聚等。在本次試驗(yàn)研究中，采用共混改性，即在PVC的粉料中加入玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高的樹脂（即高分子耐熱改性劑）。 此次研究的主要內(nèi)容是通過(guò)制備不同粘度的聚酰胺酸，聚酰胺酸熱亞胺化制備相對(duì)應(yīng)的聚酰亞胺粉末。根據(jù)聚酰胺酸的特性粘度系數(shù)計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的聚酰亞胺粉末的分子量，選擇適當(dāng)?shù)腜VC/PI共混物板材的工藝路線，用不同分子量的PI粉末制備PVC/PI共混物板材，通過(guò)制備樣條，測(cè)定PVC/PI共混物的力學(xué)性能和耐熱性及阻燃性，分析不同分子量的PI粉末對(duì)共混物

33、的影響，找出使得PVC/PI共混物力學(xué)性能、耐熱性能、阻燃性能都最優(yōu)的材料，確定共混物中最佳的PI分子量。2 實(shí)驗(yàn)部分2.1主要實(shí)驗(yàn)原料及試劑表2.1為實(shí)驗(yàn)所需的藥品、藥品牌號(hào)及生產(chǎn)廠家。表2.1 主要實(shí)驗(yàn)原料及生產(chǎn)廠家Table 2.1 Main experimental materials and manufacturers化學(xué)名稱（縮寫）牌號(hào)出產(chǎn)地聚氯乙烯（PVC）7580上海光輝貿(mào)易化工有限公司鄰苯二甲酸二辛脂（DOP）天津市大茂化學(xué)試劑有限公司N一甲基毗咯烷酮NMP濮陽(yáng)邁奇科技有限公司4，4-二氨基二苯醚 (ODA) 上海邦成有限公司聚苯四甲酸二酐（PMDA）HG 2340-2005

34、廊坊個(gè)瑞泰化工有限公司三鹽市售硬脂酸鋅C18市售硬脂酸鋇廣州市宬鏵貿(mào)易有限公司液體石蠟廣州市宬鏵貿(mào)易有限公司二鹽市售環(huán)氧大豆油市售2.2主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器表2.2為試驗(yàn)所需的設(shè)備、編號(hào)及產(chǎn)地。表2.2 主要設(shè)備及其型號(hào)、生產(chǎn)廠家Table 2.2 Main equipments and models, manufacturers儀器名稱編號(hào)產(chǎn)地平板硫化機(jī)QLB-D上海第一橡膠機(jī)械廠開放式塑煉機(jī)SK-160B上海拓林輕化機(jī)械廠拉力試驗(yàn)機(jī)LJ-500長(zhǎng)春實(shí)驗(yàn)機(jī)廠制造X射線衍射儀TD3000丹東通達(dá)儀器設(shè)備有限公司掃描電鏡KYKY3800北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限公司傅里葉變換紅外光譜測(cè)試儀TenSo

35、r27天津市科技高新技術(shù)公司偏光顯微鏡XRR-500D上海蔡康光學(xué)儀器有限公司微機(jī)差熱天平HCT1北京恒久科學(xué)儀器廠水平垂直燃燒測(cè)定儀CZF3型江寧縣分析儀器廠型材切割機(jī)PQ-50江都市金剛機(jī)械廠懸臂梁沖擊試樣機(jī)SJU-222河北省承德實(shí)驗(yàn)機(jī)廠2.3實(shí)驗(yàn)流程2.3.1 聚酰胺酸溶液的制備 （1） 反應(yīng)機(jī)理：采用二酐單體與二胺單體在極性非質(zhì)子溶劑中(如二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺或 N-甲基吡咯烷酮)中縮聚而成。合成聚酰胺酸的方程式 （2）合成方法聚酰亞胺結(jié)構(gòu)多樣，品種繁多，采用二元酐和二元胺聚合反應(yīng)生成聚酰亞胺。在聚合過(guò)程中形成酰亞胺環(huán)，聚酰亞胺環(huán)在熱環(huán)化脫出水分子形成聚酰亞胺。 （3）合成工藝

36、合成聚酰亞胺的主要單體二元酐和二元胺,與許多其它雜環(huán)聚合物合成的單體比較，來(lái)源廣泛，合成方法簡(jiǎn)單。而且二元酐和二元胺種類很多。根據(jù)聚酰亞胺材料性能要求可以將不同種類的二元酐和二元胺單體進(jìn)行組合，以滿足使用要求，合成工藝主要有兩步法和一步法。 兩步法聚酰亞胺合成的兩步法是首先將二元酐和二元胺在極性溶劑中反應(yīng)生成相應(yīng)的聚酰胺酸（PAA），然后采用熱酰亞胺化或化學(xué)酰亞胺化方法脫水環(huán)化為最終的聚酰亞胺。這種方法最早是由DuPont公司在二十世紀(jì)五十年代開發(fā)出來(lái)的，并且仍然是當(dāng)前聚酰亞胺生產(chǎn)最主要的方法。兩步法通常適用于活性較高的二元酐與二元胺之間的聚合反應(yīng)。 一步法 聚酰亞胺合成的一步法是將二元酐與二

37、元胺單體以等當(dāng)量配比混合攪拌，在高沸點(diǎn)溶劑中于180一220進(jìn)行高溫酰亞胺化。在酰亞胺化過(guò)程中，鏈的增長(zhǎng)和酰亞胺化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行130，酸亞胺化的時(shí)間長(zhǎng)短與反應(yīng)物的活性有關(guān)。研究表明溶液酰亞胺化過(guò)程仍然是通過(guò)酰胺酸路線進(jìn)行的。酚類溶劑的優(yōu)點(diǎn)是可以溶解多種所獲得的聚酰亞胺，因此可以得到高分子量的可溶性聚合物。在此次試驗(yàn)中，采用兩步法合成聚酰亞胺。 （4）聚酰胺酸的合成 聚酰胺酸（PAA）通常由二元酐和二元胺在極性溶劑如N一甲基吡咯烷酮（NPM）、二甲基乙酰胺（DMAC）、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亞礬（DMSO）中于低溫（一10一室溫）下反應(yīng)得到。此反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，只不過(guò)正反應(yīng)的速率常數(shù)是

38、逆向反應(yīng)速率常數(shù)的幾個(gè)數(shù)量級(jí)。逆反應(yīng)要發(fā)生需要羧基上的質(zhì)子去進(jìn)攻相鄰的聚酰胺酸基團(tuán)，而非質(zhì)子性極性溶劑與聚酰胺酸的自由羧基形成很強(qiáng)的氫鍵相互作用，從而使反應(yīng)的平衡常數(shù)在室溫下即可達(dá)到很高的數(shù)值。 （5）加料方式合成時(shí)加料順序直接影響產(chǎn)物的分子量大小，不可顛倒。首先把二元胺加入到溶劑體系中，攪拌溶解，然后再加入固體二元酐（常常采用分批加入），此加料方法為“正加料法”，反之則為“反加料法”。在工業(yè)生產(chǎn)中，溶劑和反應(yīng)體系中難以避免含有微量水分。若采用“反加料法”，二元酐在反應(yīng)初期會(huì)發(fā)生二元酐的縮聚反應(yīng)和水解反應(yīng)，破壞其與二元胺的等當(dāng)量配比從而影響最終聚酰胺酸的分子量。在存放過(guò)程中，粘度下降較快。若采

39、用“正加料法”，雖溶劑中含有微量水份，但當(dāng)二元酐加入時(shí)，溶劑中己溶解了大量二元胺，二元胺濃度大于水分濃度，能夠使二元胺分子攻擊懸浮的二元酐分子的表面，迅速發(fā)生反應(yīng)，避免二元酐絡(luò)合和水解，獲得高分子量聚酰胺酸。2.3.2 聚酰胺酸溶液分子量的測(cè)定及計(jì)算 （1）將恒溫水浴溫度調(diào)整在200.1 （2）溶液配制先用NMP灌入粘度計(jì)中浸洗除去留在粘度計(jì)中的聚合物，尤其是毛細(xì)管部分要反復(fù)用溶劑清洗，洗畢，將NMP溶液倒入回收瓶中，再用洗液、自來(lái)水、蒸餾水洗滌粘度計(jì)，最后烘干。配制聚合物溶液準(zhǔn)確稱取1.25g低粘度PAA放入清潔干燥的容量瓶中，在量筒中倒入約25mlNMP，先將一半的NMP倒入含PAA的容量

40、瓶中，攪拌致使其溶解均勻，用移液管將其移入粘度計(jì)中，再將另一半的NMP倒入容量瓶中，攪拌，移入粘度計(jì)，將粘度計(jì)垂直固定于恒溫水浴中待測(cè)。 （3）測(cè)定溶劑和溶液流出時(shí)間用手捏住C管管口，使之不通氣，在B管用洗耳球?qū)⑷軇腅球經(jīng)毛細(xì)管、M2球吸入M1球，然后先松開洗耳球后，再松開C管，讓C管通大氣。用秒表準(zhǔn)確地測(cè)出液面流經(jīng)a線與b線之間所需的時(shí)間，并記錄。重復(fù)上述操作三次，每次測(cè)定相差不大于0.2 s。取三次的平均值為t0，即為溶劑的流出時(shí)間。溶液流出時(shí)間的測(cè)定測(cè)定t0后，將粘度計(jì)中的NMP倒入回收瓶，并將粘度計(jì)烘干，用干凈的移液管吸取已恒溫好的被測(cè)溶液25ml，移入粘度計(jì)，恒溫3分鐘，按前面的步

41、驟，測(cè)定溶液（濃度c1）的流出時(shí)間t1。中、高粘度測(cè)法相同。 （4）根據(jù)粘度的計(jì)算公式計(jì)算溶液的粘度。按下式計(jì)算特性粘數(shù)：= t1/t0 = /C KM C為供試液的濃度(gdl)。K常數(shù)，隨著分子量和溫度的增加略有減??；常數(shù)，取決于溫度和體系的性質(zhì)。在0.51之間。在狀態(tài)時(shí)為0.5， 一般為0.82。 相對(duì)粘度，溶液粘度對(duì)溶劑粘度的相對(duì)值。表2.3為共混物中所加的PI粉末的分子量。表2.3 PI粉末的分子量Table 2.3 molecular weight of PI powderPAA的特性黏數(shù)PI粉末的分子量(104)0.873.30.9183.61.436.11.677.41.742

42、7.82.2810.92.4 配方設(shè)計(jì)表2.4為PVC/PI復(fù)合板材的基本配方的名稱及含量。表2.4 為PVC/PI共混物的配方Table 2.4 formula of the PVC/PI blends 名稱（縮寫）含量（phr）聚氯乙烯（PVC）100鄰苯二甲酸二辛脂（DOP）7聚酰亞胺（PI）0.3三鹽3二鹽3環(huán)氧大豆油2液體石蠟7硬脂酸鋇1.5硬脂酸鋅12.4.1 聚酰亞胺粉末的制備取適量PAA溶液用同等體積的NMP稀釋后加入三口燒瓶，攪拌10min后通入氮?dú)馀疟M裝置中的空氣，打開冷凝回流裝置和加熱煲，升溫至180后恒溫3h后抽濾得到產(chǎn)品需用無(wú)水乙醇洗滌后，用抽濾機(jī)抽濾兩次，在50下烘

43、3h后研磨即可得到PI粉末。2.4.2 PVC/PI共混物的制備制備PVC/PI共混物采用兩種加料順序，第一種加料順序：塑煉前加PI粉末，PI粉末、PVC及助劑一起采用高速混合機(jī)混合。第二種加料順序：在塑煉后，物料包輥加入PI粉末。(1) 塑煉前加PI粉末PVC粉末PI粉末各種配合劑壓制板材塑煉制樣高速混合按照配方把物料稱量好放入高速混合機(jī)混合2分鐘半左右。將混合好的物料在輥溫為170條件下的雙棍開煉機(jī)上塑煉，物料由粉末變成絮狀再到連續(xù)包輥的片狀。連續(xù)打三角包，直到物料塑煉均勻變成半透明的薄片時(shí)接下薄片放展、冷卻。按照模板的尺寸，把長(zhǎng)片物料剪切成小片，十字交叉堆放整齊，用模板夾住，放入溫度為1

44、80、壓力為15MPa的平板硫化機(jī)內(nèi)壓20分鐘。然后將模具和板材一塊取出，放入壓力為15MPa的冷模具中冷壓5分鐘左右后即可取出板材。將制備好的PVC/PI復(fù)合板材在型材切割機(jī)上制備測(cè)試樣條。 （2）塑煉后加PI粉末 PVC粉末各種配合劑 制樣壓制板材塑煉高速混合 將PVC粉末和各種配合劑按配方稱量好后，放入高速混合機(jī)混合兩分半左右。將混合好的物料在輥溫為170條件下的雙棍開煉機(jī)上塑煉，物料由粉末變成絮狀再到連續(xù)包輥的片狀。當(dāng)物料包輥后，加入PI粉末打三角包將物料塑煉均勻，物料變成半透明的薄片時(shí)接下薄片放展、冷卻。、同2.4.1中的（1）。2.5 性能測(cè)試2.5.1 力學(xué)性能的測(cè)試 拉伸測(cè)試主

45、要是測(cè)定共混物的拉伸強(qiáng)度、模量和斷裂伸長(zhǎng)率。 拉伸強(qiáng)度是指材料產(chǎn)生最大均勻塑性變形的應(yīng)力，通常在拉伸試驗(yàn)中，試樣直到斷裂為止所受的最大拉伸應(yīng)力即為拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果以MPa表示。 模量是指材料在拉伸時(shí)的彈性。斷裂伸長(zhǎng)率是指試樣在拉斷時(shí)的位移值與原長(zhǎng)的比值。以百分比表示（%）。計(jì)算公式如下：斷裂伸長(zhǎng)率=L/L0*100%懸臂梁沖擊試驗(yàn)：用于測(cè)定材料的沖擊強(qiáng)度。沖擊強(qiáng)度用于評(píng)價(jià)材料的抗沖擊能力或判斷材料的脆性和韌性程度，因此沖擊強(qiáng)度也稱沖擊韌性。 用于拉伸測(cè)試的樣條用塑料制樣機(jī)切成寬度厚度為25mm2mm的啞鈴樣條，拉伸性能按GB1040-79標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，拉伸速度為50mm/min。 用于沖擊測(cè)試的樣

46、條用型材切割機(jī)機(jī)切成寬度厚度為10mm4mm的試驗(yàn)的缺口為V型，缺口深度為2mm，計(jì)算公式如(1)GB: a=W / (h*d) （1） a: 沖擊強(qiáng)度 （單位：KJ/） W: 沖擊損失能量（單位：mm）H: 缺口剩余寬度（單位：mm）D: 樣條厚度（單位：mm）2.5.2 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的表征偏光顯微鏡測(cè)試剪一塊塑煉好的片材，在制備共混物的條件下，模擬壓板材的工藝把它壓成薄片，用偏光顯微鏡觀察是否有晶體存在，放大倍數(shù)為1010。2.5.3 斷面形貌的觀察在拉伸樣條的斷面處切取約2mm大小的立方塊，斷面朝上用導(dǎo)電膠粘于樣品盤上，對(duì)其噴金處理。拍攝照片分析PI粉末在PVC/PI共混物中的分散性和顆粒

47、的大小。掃描電壓：20KV，放大倍數(shù)：1K。2.5.4 熱性能測(cè)試一般情況下，熱重測(cè)試實(shí)驗(yàn)樣品質(zhì)量為10mg左右，升溫速度設(shè)為10/min，最高溫度設(shè)為700，保溫時(shí)間為10min。根據(jù)材料在相同的失重率下，比較共混物的熱分解溫度來(lái)判斷共混物的熱性能。分解溫度高，則說(shuō)明耐熱性好。反之則耐熱性差。 2.5.5 傅里葉變換紅外光譜測(cè)試 通過(guò)傅里葉變換紅外光譜分析PVC/PI共混物壓板前、壓板后官能團(tuán)之間的相互作用對(duì)PVC/PI共混物性能的影響2.5.6 阻燃性能測(cè)試 通過(guò)垂直燃燒測(cè)定共混物的阻燃性能。因?yàn)镻VC材料本身具有Cl，具有一定的阻燃性，水平燃燒誤差大，對(duì)共混物的阻燃性能判斷存在影響。垂直

48、法按點(diǎn)燃后燃燒行為，材料性能分為FV-0，F(xiàn)V-1、FV-2等三級(jí)（符號(hào)FV表示垂直燃燒）詳見表2.5。表2.5 垂直燃燒評(píng)定材料燃燒性的級(jí)別與表示Table 2.5 Level and description of combustibility judged by vertical flate test判據(jù)級(jí)別FV-0FV-1FV-2X每根試樣的有焰燃燒時(shí)間對(duì)于任何狀態(tài)調(diào)節(jié)條件，每組五根試樣有焰燃燒時(shí)間總和每根試樣第二次施焰后有焰加上無(wú)焰燃燒時(shí)間每根試樣有焰或無(wú)焰燃燒蔓延到夾具現(xiàn)象無(wú)無(wú)無(wú)有滴落物引燃脫脂棉現(xiàn)象無(wú)無(wú)有有或無(wú)注：X表示該材料不能用垂直法分級(jí)，而應(yīng)采用水平法對(duì)其燃燒性能分。3結(jié)果與

49、討論3.1 PI分子量對(duì)PVC/PI共混物性能的影響3.1.1 拉伸性能表3.1為拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試的共混物的斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度、模量的測(cè)試結(jié)果。 表3.1 PVC/PI共混物的拉伸性能 Table 3.1 tensile performance of PVC/PI blendsPI粉末的分子量(104)斷裂伸長(zhǎng)率（%）拉伸強(qiáng)度（MPa）模量（MPa）3.39.6549.91644.513.69.2649.31640.216.110.6554.56678.947.410.9449.82674.287.710.6550.48666.5310.99.3452.52672.72純PVC9.2848.53

50、636.31對(duì)比表3.1的數(shù)據(jù)可知，用PI粉末改性PVC材料，與純PVC材料相比，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、模量都有所提高。其變化趨勢(shì)為隨著PI粉末分子量的增加，PVC/PI共混物的拉伸強(qiáng)度、模量、斷裂伸長(zhǎng)率先增后減，分子量為6.1104的PI粉末改性的PVC/PI共混物的性能最好。加入PI粉末后，抑制了HCl的脫出，使得共混物的極性增大，PI異相誘導(dǎo)基體材料結(jié)晶，使得基體材料的有序結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。圖3.1為不同分子量的PVC/PI共混物的偏光照片，放大倍數(shù)為1010。其中照片G為純PVC的偏光照片。從偏光照片可以看出，所有的共混物都有雙折射現(xiàn)象，共混物的聚集態(tài)發(fā)生變化，導(dǎo)致力學(xué)性能增大。對(duì)比偏光照

51、片可知，隨著PI粉末的分量的增加，有序聚集態(tài)逐漸變得明顯，分子量為6.1104的PI粉末改性共混物中有序結(jié)構(gòu)含量多，且分布均勻，因此分子量為6.1104的共混物性能最好。 A 3.3104 B 3.6104 C 6.1104 D 7.4104 E 7.7104 F 10.9104 G圖3.1 PVC/PI共混物的偏光照片F(xiàn)igure 3.1 The plm of PVC/PI blends模量的變化是因?yàn)楣不煳镌谑艿酵饬Φ淖饔脮r(shí)，鍵長(zhǎng)、鍵角增大引起的。加入PI粉末后，基體材料的自由體積增加，阻礙了鍵長(zhǎng)、鍵角的變化，當(dāng)PVC/PI共混物受到外力的作用時(shí)，PVC變形，PI不變形，引起模量的改變。隨著PI粉末分子量的增加，模量也增加，這主要是因?yàn)镻I粉末的分子量增加，分子鏈的鏈長(zhǎng)也增加，鍵角和鍵的數(shù)目增多，鍵長(zhǎng)和鍵角的變化困難，使得共混物的模量增加。斷裂伸長(zhǎng)率的改變是因?yàn)榛w材受到PI粉末異相誘導(dǎo)結(jié)晶，引起聚集態(tài)變化，當(dāng)PVC/PI共混物受到力的作用時(shí)，使得鍵長(zhǎng)受到力的作用被拉直，導(dǎo)致斷裂伸長(zhǎng)率增加。從表3.1.1可以看出，分子量為6.1104的PI粉末改性共混