脂肪族聚酯聚氯乙烯相容性的研究【开题报告】

1、毕业论文开题报告高分子材料与工程脂肪族聚酯/聚氯乙烯相容性的研究一、选题的背景和意义聚氯乙烯(pvc)作为原材料已被广泛应用于食品包装、玩具、医疗用品、化妆品、 鞋、塑料门窗等产业。pvc薄膜、容器等制品是以pvc树脂为主要原料，添加增塑剂、 稳定剂、防老化剂、阻燃剂等助剂加工制成的。同时，聚氯乙烯(pvc)具有价格低廉、 阻燃性好、耐溶剂、耐臭氧、化学稳定性优良等优点。讯和包装等各个领域获得了广泛 的应用 但是pvc是一种强极性聚合物 也存在一些明显的缺陷，分子间有很大的作用 力需加热到一定的温度方能显示塑性，它的粘流态温度和分解温度非常接近，当加热 到130°c140°

2、c时就开始发生严重的分解，变成棕色或黑色。这样变色的聚合物，加工 性能劣化，产品性能下降。由于分子间的强作用力使制品变得坚硬而缺乏弹性和柔韧性。增塑剂是一种加入到材料(通常是塑料、树脂或弹性体)中以改进它们的加工性、可 塑性、柔韧性、拉伸性，但不会改变被增塑材料基本化学性质的物质。增塑剂的加入， 可以降低pvc分子链间的作用力，使pvc塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的 熔点均降低、可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。增塑剂在pvc中的 用量可占整个增塑剂用量的98%以上，因此增塑剂的发展和pvc工业的发展息息相关。增塑剂的品种很多，如脂肪族二元酸酯、苯甲酸酯、柠檬酸酯、环氧化合

3、物、氧化 桂化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、苯多竣酸酯、石油酯和聚酯等。柠檬酸三正丁酯(tbc)具有相容性好、增塑效率高、无毒、挥发性小等优点，而 且经其增塑后，塑料低温挠曲性能好，在熔封时对热稳定、不变色，其耐寒性、耐光性、 耐水性、抗霉性优良。但在使用时比目前普遍使用的邻苯二甲酸二辛酯(dop)易析出。邻苯二甲酸二辛酯(dop)是软质pvc制品的主要增塑剂z ，成本较低，合成工艺 也不复杂，增塑效果突出，但是由于dop等邻苯二甲酸酯类增塑剂易发生迁移现象， 发达国家都采取了相应的措施，限制其在儿童玩具、食品包装等方面的应用，因此发展 耐久性、抗迁移增塑剂是今后塑料工业发展的必然趋势。增塑剂的

4、耐久性是指增塑剂在树脂中存在并发挥增塑作用的时间长短，时间越长耐 久性越好。耐久性包括耐迁移性、耐抽出性和耐挥发性等。增塑剂的耐迁移性有两个方 面，一是增塑剂由制品内部向表层渗出；二是增塑剂向其接触的固态转移，增塑剂的迁 移性与其相容性大小有关，相容性越好则耐迁移性越好；相对分子质量人、含有支链或 环状结构增塑剂的耐迁移性较好。聚酯增塑剂是聚合型的酯类化合物，相对平均分子量较高。聚酯增塑剂是由饱和二 元酸和饱和二元醇通过缩聚反应制得的线性高分子聚合物，相对平均分子一般在 1000-8000 z间，相对分子质量不同，产品的性能不同，高相对分子质量的聚酯耐迁移 性良好。作为增塑剂的一个重要系列产品

5、，与单体型的酯类增塑剂相比，聚酯增塑剂具 有与高分子材料的相容性好，不易挥发性，耐油以及耐脂肪或芳香族碳氢化合物的抽岀, 且耐老化性能优异和耐高温等当面性能超群的特点，因此素有“永久性增塑剂”之誉， 是发展较快的一类增塑剂品种。随着世界各国环保意识的日益提高，特别是医药、食品加工、日用品、玩具塑料等 塑料制品，对主增塑剂提出更高的纯度及卫牛要求。目前，国外一方面对传统的主增塑 剂进行改性研究；另一方面，研究新的催化、分离工艺，开发新一代的增塑剂，以期待 能找到性价比更好的、更卫生安全低毒性的、符合环保耍求的新型增塑剂产品。在原有 的品种基础上提高可加工性，充分利用资源，降低生产成本，综合性能优

6、异和符合环境 环保要求的产品，这些都已经成为当前增塑剂的发展方向。二、研究目标与主要内容以一种二元酸（己二酸、癸二酸）和两种混合二元醇（乙二醇与丁二醇、丙二醇与 新戊二醇）进行反应，确定疑基和竣基的摩尔比，通过调节混合二元醇的不同质量比与 二元酸反应。用1、2丙二醇合成的聚酯增塑剂耐油性较好，用丁二醇则耐迁移性好， 而新戊二醇兼有两者之长。通过二元酸与混合二元醇反应，希望能生成综合单二元醇与 二元酸反应所具有的性能的新聚酯增塑剂，从而在性能要求更高的pvc制品中替代 dinp、didp、doa、doc等增塑剂，甚至是二元酸与单品二元醇反应生成的聚酯增塑 剂。1实验方法目前生产功能性聚酯增塑剂的

7、主要方法分两步：酯化反应和共缩聚反应（1）酯化反应：按-0h/-c00h=l： 1.3 （摩尔比）将混合醇（调节混合醇不同的质量 比）和己二酸加入四口烧瓶屮，且总质量控制在150g,最后加入催化剂钛酸四正丁酯。 温度设为180°c,人概30分钟温度可以达到180°c,并且保持稳定，恒温2.5小口寸，蒸係出的1120量在理论值的70%85%,酯化反应结束。己二酸与乙二醇反应：+ h2ocooh+ hoch2ch2oh（2）缩聚反应：将原有装置连接真空泵，然后通入n2保护进行常压缩聚，温度设置为21ctc,并且开启真空泵，经过20分钟左右温度缓慢升到210°c,然后是

8、真空度缓慢上升至-760mmhgo反应约三个小时后反应体系中基本没有小分子气体排出，即视为缩聚反应达到平衡，停止缩聚反应，制得无色透明或着色的固体或膏状液体聚酯共聚物。缩聚反应:cooh.hoch、ch、ohch2oh十比（ch2）.c00c chcoochqch：叶；+ h2o三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等1研究方法、研究手段：以两种二元酸分别和混合二元醇进行对照实验，并且调节混合二元醇以不同的质量比进行反应。2技术路线、实验方案：dsc图谱法来判断聚酯增塑剂与pvc的相容性。实验方案第一步：以两种二元酸（己二酸和癸二酸）分别与混合二元醇反应生成共聚物第二步：用四氢咲喃

9、分别溶解pvc和第一步中合成的聚酯第三步：将pvc溶液与聚酯溶液按照自行设计的比例进行混合第四步：将第三步充分混合后的溶液涂膜放入烘箱烘干制出平均厚度为1mm的薄膜第五步：dsc图谱法逐步分析聚酯增塑剂与pvc共混膜的相容性。3步骤详解:第一步：这些聚酯共聚物已经通过同行一起的其他同学制备取的，按照本实验需要 的聚酯自行按配比称取第二步：配制含有5%pvc的四氢咲喃溶液；配制含有15%实验聚酯的聚酯四氢咲 喃溶液第三步：pvc溶液和聚酯溶液的混合比例分别为8/2； 7/3； 6/4； 5/5第四步：混合好的溶液进行充分的摇晃使其充分混合，进行制膜后，观察薄膜外观 变化，并等溶剂自行蒸发后放入温

10、度为100°c的烘箱，烘1小吋第五步：将样品进行dsc测定，并分析测试结果。四、参考文献1 王荷萍.浅谈塑料助剂-增塑剂的特点与性质卩塑料助剂.2009, 4(19):216-217.2 张颖，陈浩乾.增塑剂的研究与发展j塑料助剂.2009, 4(37): 49-51.3 汪多仁.新型聚酯增塑剂的生产及应用j皮革科学与工程:2003(13) 4: 45-48.4 林晓帆，王二卫，李雪花.聚氯乙烯及其增塑剂综述j塑料助剂.2006, (2): 19-21.5 俞晓雪增塑剂市场分析j.精细石油化工进展.2002, 3(7): 24-27.6 汪多仁.高分子量聚酯增塑剂j皮革科学与工程：2

11、002, 3仃0): 38-40. 杜新胜徐惠俭王善伟张霖陈秀娣.我国耐久性增塑剂的研发与进展j塑料助 齐ij. 2009. 5(77) : 9-12.8 h. owen, n. sandro. cooper david nicell jim. plasticizer metabolites in the environment | j. water research. 38(2004): 3693-3698.9 石万聪，盛承祥.增塑剂m化学工业出版社.1989, 12: 187-18&10 b. andric, t. kovacic, s. perinovic, i. klaric.

12、 polymer blends based on poly(vinylchloride)andbiodegradablealiphatic-aromaticcopolyesterj.toxicology,l 9(2008):1003-1008.11 voss, cristina, zerban. heide, bannasch peter, berge匚 martin r. lifelong exposure to di (2-ethylhexyl) 一 phthalate induces tumors in liver and testes of sprague-dawley ratsj. toxicology 206(2005): 359-371.五、研究的整体方案与工作进度安排（内容、步骤、时间）实验进度安排表序号时间内容12010.11.01-2010.11.15有关聚酯增塑剂合成的文献查阅22010.11.15-2010.11.30确立聚合反应工艺参数32010.12.01-2010.12.20合成己二酸系列的聚酯42010.12.21-2011.01.05合成葵二酸系列的聚酯52011.01.05-2011.01.15聚酯与pvc共混制膜62011.01.17-2011.01.25聚酯的dsc检测7