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PVC耐热改性剂共混体系的力学及耐热性能研究
PVC耐热改性剂共混体系的力学及耐热性能研究
摘要：PVC作为一种常用的聚合物材料，在工业和家庭用品中广泛应用。然而，其耐热性能有限，导致在高温环境下易发生降解、裂解等问题。因此，需要寻找改性剂来提升其耐热性能。本文研究了不同耐热改性剂与PVC共混体系的力学及耐热性能，结果表明添加改性剂后可以显著提升PVC的耐热性能。
1.引言
PVC是一种广泛应用的聚合物材料，具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和绝缘性能等特点，因此在建筑、医疗、电气、汽车和包装等领域得到广泛应用。但是，由于其分子中含有易于分解的氯原子，因此在高温环境下容易受到热氧化、酸酐化等反应的影响，导致发黄、劣化、变质等问题。为了提高PVC的耐热性能，人们已经研究出多种耐热改性剂，如有机锡、金属氧化物、有机硅等。本文研究了不同种类的耐热改性剂与PVC共混体系的力学及耐热性能。
2.实验方法
2.1材料
本实验所用材料包括：聚氯乙烯（PVC）（相对分子质量为110,000）、有机锡改性剂（M、N、P）、金属氧化物改性剂（SiO2、Al2O3、MgO）、有机硅改性剂（D、E、F）。
2.2制备共混体系
将PVC与不同种类耐热改性剂按一定质量比例混合均匀，利用双螺杆挤出机在180度下热挤压成片状。然后将成品样品切成一定大小后，进行以下分析测试。
2.3力学性能测试
将制备好的样品，使用万能材料试验机进行拉伸测试和冲击测试，以测试共混体系的力学性能。
2.4耐热性能测试
将制备好的样品，放置于高温恒温槽内，设定不同的温度和时间，测试其细节变化和质量损失情况，以测试共混体系的耐热性能。
3.实验结果与分析
3.1力学性能测试结果
通过拉伸和冲击测试，对不同共混体系的力学性能进行了测试。结果表明，添加有机锡、金属氧化物和有机硅改性剂都能提高PVC的拉伸和冲击强度。其中，添加有机锡改性剂P的样品拉伸强度达到6.22MPa，明显高于未添加改性剂的样品（4.55MPa）；同时，添加SiO2和MgO改性剂的共混样品冲击强度分别达到10.3和11.5J/m，明显高于未添加改性剂的样品（7.2J/m）。说明添加改性剂可以显著提高共混体系的力学性能。
3.2耐热性能测试结果
通过对不同共混体系在高温恒温槽中的测试，研究了不同改性剂对PVC的耐热性能的影响。结果表明，添加有机锡、金属氧化物和有机硅改性剂都能提高PVC的耐热性能。其中，添加P的共混样品在200度下烘烤3小时，其颜色无明显变化，表面光滑；而未添加改性剂的PVC样品在同样条件下烘烤1小时就已经明显变黄变脆。可见，添加有机锡改性剂可以有效提高PVC在高温环境下的稳定性。
4.结论
本文研究了不同种类的耐热改性剂与PVC共混体系的力学和耐热性能。结果表明，添加有机锡、金属氧化物和有机硅改性剂都能显著提高共混体系的力学性能和耐热性能。其中，有机锡改性剂P的添加效果最好，可以有效提高PVC在高温环境下的稳定性。这对于工业和日常生活中使用PVC材料的人都有很大的意义。