纳米PVC树脂有机/无机相结构组装特征及其形成机理研究

用TEM和AFM研究了纳米CaCO3与VCM的原位聚合,发现无机纳米相与PVC有机相结构的组装具有三大典型特征:核壳型、崩解型及微胶囊型。分析了核壳型结构是聚合反应之前纳米颗粒作为无机分散剂吸附在VCM液滴表面形成的;崩解型是VCM单体进入纳米颗粒孔道,发生聚合反应后热量积聚造成的;而微胶囊结构则是纳米颗粒表面在冷分散阶段浓集了引发剂,升温聚合时,纳米颗粒作为提供游离基的刚性骨架,产生了诸多毛杆高分子后形成的结果。

纳米CaCO_3微乳液存在下的万吨级氯乙烯原位聚合技术

成功开发了一种聚合级纳米CaCO3 微乳化体系 ,可直接用于氯乙烯 (VCM )的原位聚合。当体系与VCM比例在 3 %～ 5 %时 ,所得PVC -SG5型树脂白度为 86 ,表观密度为 0 .5 9g/mL ,吸油率达到 2 5 %左右 ,PVC树脂加工流变性能比传统产品有大幅提高 ,制品的冲击性能增加 2～ 4倍。电镜显示纳米颗粒与PVC基体之间呈三维网架结点结构 ,在高分子基体内部分纳米颗粒崩解为 5～ 10nm的粒子。该项技术解决了纳米微乳化体系稳定性的问题 ,并初探了纳米原位聚合反应动力学和成粒过程的影响因素。已先后在国内2万t/a工业装置及 6万t/a生产流程实现了产业化。

石墨烯/纳米碳酸钙杂化材料对PVC的稳定作用

制备了氧化还原石墨烯/纳米碳酸钙杂化材料,将其与氯乙烯进行原位聚合制得了改性PVC树脂。该改性PVC树脂的刚果红试纸完全变色时间可达到28 min,采用液相电导法测得的热分解诱导时间超过80 min,加热后其多烯结构数量明显降低,自由基浓度与普通PVC树脂相比呈指数级降低,分子链结构上部分碳原子的结合能明显提高。

基于工业化生产的纳米CaCO_3原位聚合PVC颗粒特性控制技术

通过微乳化分散技术使纳米CaCO3 实现了良好分散 ,用于氯乙烯原位悬浮聚合 ,制得性能优异的纳米CaCO3 原位聚合PVC树脂。考察了纳米CaCO3 含量对氯乙烯原位聚合成粒过程的影响 ,建立了纳米CaCO3 含量、反应器搅拌强度以及聚合配方中分散剂含量与PVC颗粒平均粒径的数学关联式。以上研究结果已应用于 6万t/a工业装置 ,文中还列举了 30m3 以上大釜的纳米CaCO3 原位聚合PVC生产实例数据。

纳米PVC树脂结构性能与流变学特征

发明了纳米CaCO3与氯乙烯在工业装置上的原位聚合方法。国内现已有27台30m3以上聚合釜在生产以化学建材为主要市场的纳米PVC树脂。介绍了纳米PVC树脂的颗粒结构特征,并对其热性能、力学和流变性能进行了研究。

高耐热性的纳米CaCO_3原位聚合PVC树脂新产品

在工业化反应装置上开发成功了氯乙烯原位悬浮聚合技术,得到了新品种的高耐热性的纳米CaCO3原位聚合PVC树脂。185℃刚果红试纸变色时间试验证明,纳米复合PVC树脂热分解时间比传统产品延长了近10倍。提出的机理模型是部分纳米CaCO3粒子在原位聚合过程中发生了崩解,界面上会出现具有很高化学活性的不饱和键态结构,这使得纳米CaCO3同时具有了中和PVC分子降解过程放出的HCl、取代PVC链上不稳定氯原子、加成大分子中不饱和双键等三大热稳定功能。介绍了用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)和透射式电镜(TEM)等手段对以上机理的验证结果。

聚氯乙烯的环境问题与大分子稳定化研究进展

从聚氯乙烯生产、加工和回收利用等环节入手,对聚氯乙烯带来的环境问题进行了探讨。就开发无污染稳定剂的问题提出了对稳定剂进行功能和使用阶段上细分化的新观点。通过对近年来国内外聚氯乙烯热降解和稳定化理论研究的追踪,着重介绍了极化子理论在聚氯乙烯稳定化原理研究中的应用,并对我国聚氯乙烯稳定剂的开发方向提出了一些新的思考。

原位聚合PVC/CaCO_3纳米复合树脂剪切变稀现象的加剧与加工节能效应

简述了原位聚合PVC/CaCO3纳米复合树脂的制备方法与性能,通过毛细管流变仪考察了不同纳米CaCO3用量下PVC纳米树脂剪切速率对剪切黏度的影响,探讨了加工过程中PVC纳米树脂剪切变稀的机制并给出了加工应用实例,展望了PVC纳米树脂的发展前景。结果表明:加工过程中采用PVC纳米树脂可降低设备的能耗,具有很好的发展前景。

原位聚合PVC/CaCO_3纳米复合树脂及其性能特征

用纳米CaCO3的微乳化分散技术,制备得到了一种氯乙烯/纳米CaCO3原位聚合PVC树脂。FTIR、TGA、流变性能和维卡热变性温度等测试表明,新产品树脂微熵热失重曲线上速率变化极大值的温度从293.8℃上升到301.8℃。同时流变测试显示在较高剪切应变下,熔体扭矩比通用PVC树脂下降幅度增加了近一个数量级,ThermoHaake流变仪上测得塑化熔融时间从通用PVC树脂的6min减小到2.5min。此外,冲击强度和断裂伸长率都比通用PVC树脂提高了2倍以上,加工成异形材后的焊接角强度提高了17%。

氯乙烯/纳米CaCO_3原位聚合PVC树脂的加工性能研究

采用纳米CaCO3的微乳化分散技术制得了一种新型氯乙烯/纳米CaCO3原位聚合PVC树脂。对该PVC树脂的流变性能、热性能和微观结构等进行了研究。实验结果表明:这种新型PVC树脂在较高剪切应变下,熔体扭矩的下降幅度比通用PVC树脂增加了近一个数量级,在Haake流变仪上测得塑化熔融时间从通用PVC树脂的6 min缩短到2.5 min。这种新型PVC树脂的微商热失重曲线(DTG)的失重速率变化最大温度从299℃上升到320℃,维卡软化点上升了9℃。此外电子显微镜测试结果表明,纳米CaCO3在PVC树脂基体内呈现了小于100 nm颗粒的均匀分散。

基于30m^3聚合釜的纳米CaCO_3原位聚合PVC树脂颗粒特性预测与优化

通过微乳化分散技术使CaCO3实现良好分散,通过氯乙烯原位悬浮聚合制得了纳米CaCO3微乳化法原位聚合PVC树脂(简称纳米PVC树脂)。为解决纳米PVC树脂的颗粒形态控制难题,提出了基于组合神经网络的软测量方法,建立了纳米PVC树脂颗粒特性的软测量预测模型,应用效果表明该软测量模型能较准确地预测纳米PVC树脂的平均粒径。利用该软测量预测模型在30 m3聚合釜上实现了纳米PVC树脂颗粒特性优化,制得具有较理想颗粒特性的纳米PVC树脂。

石墨烯/PVC原位聚合树脂的开发

介绍了石墨烯的制备工艺与改性方法、石墨烯/聚合物复合材料的制备工艺。制备了氧化还原石墨烯/PVC原位聚合树脂,发现其耐热性能、热稳定时间(刚果红法)得到改善;改性的氧化还原石墨烯可明显提高PVC树脂的冲击强度和断裂伸长率,但拉伸强度略微降低,而未改性氧化还原石墨烯则会降低PVC树脂的力学性能。电镜照片显示氧化还原石墨烯/PVC原位聚合树脂中石墨烯与聚合物基体呈现砖墙形纳米层层自组装结构。

PVC的升级换代产品——纳米PVC复合树脂

在杭州华纳化工有限公司开发的纳米CaCO3微乳液存在下采用原位聚合方法制备纳米PVC复合树脂,在云南盐化股份天塑分公司30m3聚合釜上实现了产业化。该项目研究了纳米CaCO3团聚体的解离技术及原位聚合过程中的继续分散情况。透射电子显微镜(TEM)图像显示:纳米CaCO3在PVC基体内呈微胶束结构和微爆炸崩解结构,聚合过程崩解后的纳米CaCO3颗粒直径为5～10nm,呈良好的分散分布。在剪切速率为50rad/s的剪切流变实验中,纳米PVC比普通PVC切变黏度降低了一个数量级。在ThermoHaake上进行塑化实验,实验温度185℃、转速50r/min,纳米PVC的塑化时间为2.5min,普通PVC的塑化时间则需要6min。

石墨烯/聚合物复合材料的研究现状和产业化关键技术

概述了国内外石墨烯/聚合物纳米复合材料的导电性能、力学性能、生物相容性和导热性等方面的研究进展,以及石墨烯原位聚合改性聚氯乙烯的研究现状,指出聚合专用石墨烯的个性化定制和分散技术是实现产业化的关键。