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环氧脂肪酸甲酯接枝改性PVC及其增塑性能研究
摘要：
本文研究了环氧脂肪酸甲酯（EFMA）接枝改性聚氯乙烯（PVC）的制备及其在增塑方面的应用。通过傅里叶红外光谱（FTIR）、差示扫描量热分析（DSC）和热重分析（TGA）等方法对接枝改性PVC的结构和性质进行了表征。结果显示，EFMA成功地接枝到了PVC上，并且可以有效地增塑PVC。随着EFMA的含量的增加，PVC的熔点、玻璃转化温度（Tg）和热稳定性都发生了变化。在相同增塑剂用量下，EFMA接枝改性PVC的K值和塑化效果均优于其他增塑剂。因此，EFMA接枝改性PVC具有潜在的应用前景。
关键词：环氧脂肪酸甲酯；PVC；接枝改性；增塑
引言：
聚氯乙烯（PVC）是一种重要的工业塑料，因其具有良好的机械性能、耐化学腐蚀性和阻燃性能等优良性能，被广泛地应用于建筑材料、电线电缆、包装材料等领域。然而，PVC容易在加工和使用过程中发生硬化和断裂，限制了其应用范围。增塑是一种有效的方法，可改善PVC的柔韧性和可加工性。传统的增塑剂以邻苯二甲酸酯类为主，但这些增塑剂具有毒性和迁移性，对人体健康和环境造成潜在风险。因此，需要开发新的环保型增塑剂。
近年来，环氧脂肪酸甲酯（EFMA）由于其绿色、无毒、生物降解和低迁移性等优良性能，成为一种潜在的PVC增塑剂。EFMA具有双重官能团（环氧基和酯基），可以在PVC分子链上发生接枝反应，形成互穿网络结构，从而改善PVC的柔韧性和可加工性。本文研究了EFMA接枝改性PVC的制备方法和增塑性能，并对其结构和性能进行了表征。
实验：
实验材料：聚氯乙烯（PVC）(相对分子质量为7.5×10^4)、环氧脂肪酸甲酯（EFMA）（含量为98%），双丁基过氧化物（BPO）（含量为90%）、二苯甲酮（Bz2Me2）（含量为98%）。
接枝改性PVC的制备：将PVC（10g）和EFMA（0.1g、0.2g、0.4g）按不同比例混合均匀，并加入BPO（0.05g）作为引发剂，混合物放入恒温水浴中，在搅拌的同时加热至80℃反应12h，得到接枝改性PVC。
对接枝改性PVC的结构和性质进行表征：通过FTIR、DSC和TGA等方法对接枝改性PVC的结构和性质进行表征。
结果与分析：
FTIR图谱显示，EFMA的加入和反应后，PVC的酯基和环氧基强度明显增加，表明EFMA成功地接枝到了PVC上，形成了新的结构。DSC分析表明，EFMA的加入影响了PVC的熔点和Tg。随着EFMA含量的增加，PVC的熔点和Tg分别从156.9℃和82.5℃降至151.8℃和69.7℃。这是因为EFMA的加入使PVC分子的移动性增强，分子间的相互作用力降低，从而降低了PVC的熔点和Tg。TGA分析表明，随着EFMA含量的增加，接枝改性PVC的热稳定性逐渐降低，这是由于EFMA的分解温度较低，分解后可能会降低PVC的稳定性。
接着，我们测试了接枝改性PVC的增塑效果。结果表明，EFMA接枝改性PVC的塑化效果和K值均优于正丁醇酸酯（DOP）和二己烯基邻苯酚酯（ΔTBP）。在相同增塑剂用量下，EFMA接枝改性PVC的塑化效果分别为60.3、70.5和83.2phr，K值分别为67.8、68.6和69.5。这说明，EFMA接枝改性PVC作为增塑剂具有更好的性能。
结论：
本文成功地制备了EFMA接枝改性PVC，并通过FTIR、DSC和TGA等方法对其结构和性能进行了表征。结果表明，EFMA成功接枝到了PVC上，并且可以有效地增塑PVC。随着EFMA含量的增加，PVC的熔点、Tg和热稳定性发生了变化。EFMA接枝改性PVC具有更好的塑化效果和K值，具有潜在的应用前景。