EVOH改性甘蔗渣的工艺及其PVC复合材料性能的研究
发布时间：2020-06-07 02:49
【摘要】：为了改善聚氯乙烯(PVC)/甘蔗渣复合材料界面相容性、提高复合材料性能,本论文利用乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)作为木塑复合材料的界面改性剂。由于EVOH为高聚物,熔体粘度很大,用常规的改性方法很难使EVOH在甘蔗渣表面均匀分布,改性效果不佳。为此本学位论文第一章将EVOH配成甘油溶液,用于甘蔗渣的改性,以提高PVC/甘蔗渣复合材料的性能。通过改性前后甘蔗渣的接触角、表面张力及其与PVC的界面张力和粘附功数据的变化,研究EVOH改性甘蔗渣的工艺及三种EVOH的改性效果。结果表明:温度对改性效果无明显影响;改性甘蔗渣水洗后以及改性甘蔗渣放置一段时间均可减少甘蔗渣表面上过量甘油,使得甘蔗渣表面极性降低;适量甘油可以促进EVOH在甘蔗渣表面均匀分散,在EVOH和甘油质量比为1:0.8时,EVOH改性效果最好;乙烯分率为24、35和48 mol%的三种EVOH(分别记为E24、E35、E48)改性甘蔗渣的最佳用量分别为甘蔗渣的3、7.5和9 wt%;最佳用量随EVOH中乙烯结构单元含量的增加而增加。本学位论文第二章在EVOH最佳用量下进行甘蔗渣改性,并通过高混、开炼打片、压制成型制成PVC/改性甘蔗渣复合材料,观察它们的实际改性效果。发现复合材料的力学性能、吸水率数据波动很大,与理论预测的结果不符。多次重复试验的数据仍呈无规律状态。经分析发现,压制成型过程中的塑化样片的厚度会导致最终样品的密度差异,从而极大影响PVC复合材料的力学性能。因此,在压制成型的复合材料的科学研究中,控制复合材料的密度,保证其一致性,对得出正确的结论意义重大。这一发现具有普遍的指导意义。本学位论文第三章在EVOH最佳用量、且密度统一的基础上制成PVC/改性甘蔗渣复合材料,研究了三种EVOH对PVC/甘蔗渣复合材料性能的影响,经过三种EVOH改性,复合材料的力学性能、加工性能得到提高,吸水率、线性热膨胀系数得到降低,其中E35改性甘蔗渣的效果最好。与简单混合法相比,将EVOH配成甘油溶液的处理方法效果更好,显示该法具有较高的工业应用价值。EVOH树脂及其作为相容剂时在复合材料中的羟基红外吸收峰位置的变化,提供了EVOH和甘蔗渣之间形成氢键的证据。电镜照片显示,EVOH改善了甘蔗渣与PVC基体的界面结合和均匀分散。由此推出EVOH的改性机理:甘蔗渣经过EVOH改性后,EVOH中一部分羟基会与甘蔗渣表面上羟基形成氢键,使EVOH覆盖在甘蔗渣表面,降低甘蔗渣表面极性,促进甘蔗渣的分散。同时覆盖在甘蔗渣表面的EVOH与PVC基体之间形成氢键,使得两相之间的分子间作用力变强。E35中的羟基恰好满足甘蔗渣分散和相间作用力的要求,因此其改性效果最佳。
【图文】：
但改性温度过高，，会导致甘蔗渣分解，最终影响复合材料的性能。所以有必逡逑要探究改性温度对甘蔗渣改性效果的影响。逡逑图１－１为三种不同温度下ＥＶＯＨ改性甘蔗渣与水的接触角数据和计算得到的表逡逑面张力及其极性分量、界面张力及其极性分量、平衡粘附功数据。从图中可见，同逡逑一放置时间下、不同温度改性样品未水洗时与水的接触角（图表面张力（图逡逑ｌ－ｌ（ｂ））及其的极性分量（图ｌ－ｌ（ｃ））、与ＰＶＣ的界面张力（图ｌ－ｌ（ｄ））和平衡粘附功之间逡逑（图ｌ－ｌ（ｆ））相差不大，考虑到在１７０邋°Ｃ下ＥＶＯＨ甘油溶液的粘度比常温和１００邋°Ｃ时逡逑低，流动性好，有利于ＥＶＯＨ在甘蔗渣表面的分布，所以后期实验选择的改性温度逡逑为邋１７０邋°Ｃ。逡逑１６逡逑
１．３．５邋ＥＶＯＨ用量及不同ＥＶＯＨ品种对改性效果的影响逡逑ＥＶＯＨ上的醇羟基会与甘蔗渣上的羟基形成氢键，而使ＥＶＯＨ覆盖在甘蔗渣颗逡逑粒表面，降低了甘蔗渣的极性，因此，ＥＶ０Ｈ的用量直接影响改性效果。ＥＶ０Ｈ用逡逑量不足时，无法完全屏蔽甘蔗渣上的羟基，达不到最佳的改性效果；而ＥＶＯＨ过量逡逑时，则会因自身的极性增加改性甘蔗渔的极性，造成浪费。不同品种ＥＶＯＨ中乙烯逡逑醇含量不一，与甘蔗渣形成氢键时的最佳用量也会不同，所以有必要研[偅牛郑希扔缅义狭考埃牛郑希绕分侄愿收嵩男孕Ч挠跋臁ｅ义嫌赏迹欤矗ǎ幔ⅲǎ猓ⅲǎ悖┛杉币裕牛玻次男约潦保⑾炙孀牛牛郑希扔昧康脑黾樱义希玻卞义
本文编号：2700716
【图文】：
但改性温度过高，，会导致甘蔗渣分解，最终影响复合材料的性能。所以有必逡逑要探究改性温度对甘蔗渣改性效果的影响。逡逑图１－１为三种不同温度下ＥＶＯＨ改性甘蔗渣与水的接触角数据和计算得到的表逡逑面张力及其极性分量、界面张力及其极性分量、平衡粘附功数据。从图中可见，同逡逑一放置时间下、不同温度改性样品未水洗时与水的接触角（图表面张力（图逡逑ｌ－ｌ（ｂ））及其的极性分量（图ｌ－ｌ（ｃ））、与ＰＶＣ的界面张力（图ｌ－ｌ（ｄ））和平衡粘附功之间逡逑（图ｌ－ｌ（ｆ））相差不大，考虑到在１７０邋°Ｃ下ＥＶＯＨ甘油溶液的粘度比常温和１００邋°Ｃ时逡逑低，流动性好，有利于ＥＶＯＨ在甘蔗渣表面的分布，所以后期实验选择的改性温度逡逑为邋１７０邋°Ｃ。逡逑１６逡逑
１．３．５邋ＥＶＯＨ用量及不同ＥＶＯＨ品种对改性效果的影响逡逑ＥＶＯＨ上的醇羟基会与甘蔗渣上的羟基形成氢键，而使ＥＶＯＨ覆盖在甘蔗渣颗逡逑粒表面，降低了甘蔗渣的极性，因此，ＥＶ０Ｈ的用量直接影响改性效果。ＥＶ０Ｈ用逡逑量不足时，无法完全屏蔽甘蔗渣上的羟基，达不到最佳的改性效果；而ＥＶＯＨ过量逡逑时，则会因自身的极性增加改性甘蔗渔的极性，造成浪费。不同品种ＥＶＯＨ中乙烯逡逑醇含量不一，与甘蔗渣形成氢键时的最佳用量也会不同，所以有必要研[偅牛郑希扔缅义狭考埃牛郑希绕分侄愿收嵩男孕Ч挠跋臁ｅ义嫌赏迹欤矗ǎ幔ⅲǎ猓ⅲǎ悖┛杉币裕牛玻次男约潦保⑾炙孀牛牛郑希扔昧康脑黾樱义希玻卞义
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