【正文】 加耐熱性時(shí)也增加了脆性所以必須加入一定的抗沖擊性劑 [2]。其中添加稀土熱穩(wěn)定劑所改性的 PVC 效果好優(yōu)點(diǎn)多，使得此方法成為熱點(diǎn)研究之一。 因此對(duì) PVC 進(jìn)行改性使其的熱穩(wěn)定性的改善很有必要。但對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，在 100℃ 以上或經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光曝曬，就會(huì)分解而產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色，物理機(jī)械性能也迅速下降，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 隨著 PAA 添加量的增加， PVC/PAA 復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率都呈上升的趨勢(shì)，熱穩(wěn)定性也會(huì)提高。首先 使用兩步法制備出合適分子量的聚酰 胺酸 , 通過(guò)熱重分析、力學(xué)實(shí)驗(yàn)、紅外光譜分析、偏光顯微鏡分析等手段，測(cè)試加入不同添加量的聚酰胺酸的復(fù)合材料的性能，從而分析探討不同添加量的 PAA 對(duì)復(fù)合材料性能的影響。 工業(yè)生產(chǎn) 的 PVC 分子量 一般在 5 萬(wàn)～ 12 萬(wàn)范圍內(nèi)，具有較大的多分散性 ， 分子量隨聚合溫度的降低而增加；無(wú)固定 熔點(diǎn) ， 80～ 8 5℃ 開(kāi)始軟化， 130℃ 變?yōu)檎硰棏B(tài)，160～ 180℃ 開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)；有較好的 機(jī)械性能 ，抗張強(qiáng)度 60MPa 左右， 沖擊強(qiáng)度 5～ 10kJ/m2；有優(yōu)異的 介電性能 。具有難燃、耐酸堿、抗微生物、耐磨并具有較好的保暖性和 彈性 。 目前， PVC 耐熱改性的方法主要有添加熱穩(wěn)定劑、共混改性、交聯(lián)改性、共聚改性以及氯化改性和無(wú)機(jī)粒子改性等，通過(guò)這些方法，可以改善聚氯乙烯的耐熱性能、抗沖擊性能，拓寬使用范圍。氯化改性也是目前改性的主要方法之一，有溶液氯化法和懸浮氯化法之分 ， 其中懸浮氯化法制造的氯化聚氯乙烯耐熱性較高。聚 酰亞胺在性能和合成化學(xué)上的特點(diǎn)，應(yīng)用于用于航天、航空器、火箭部件、壓縮機(jī)旋片、活塞環(huán)、 精密機(jī)械行業(yè) 及特種泵密封等機(jī)械部件上 ， 是最耐高溫的結(jié)構(gòu)材料之一 [3]。 隨著合成技術(shù)的加工技術(shù)的進(jìn)一步提高和成本的大幅度降低，同時(shí)具有優(yōu)越機(jī)械性能、電絕緣性能，熱塑性聚酰亞胺必將在未來(lái)的材料領(lǐng)域中顯示其更為突出的作用。二酐、二胺品種繁多，不同的組合就可以獲得不同性能的聚酰亞胺。聚酰亞胺具有優(yōu)良的 機(jī)械性能 ，未填充的塑料的抗張強(qiáng)度都在 100Mpa 以上，均苯型聚酰亞胺的薄膜為 170Mpa 以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺達(dá)到 400Mpa。聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在 5109rad快電子輻照后強(qiáng)度保持率為 90%。這些性能在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)仍能保持在較高的水平。在功能材料方面正嶄露頭角，其潛力仍在發(fā)掘中。 研究目的及重要意義 PVC 樹脂的熱穩(wěn)定性差，加工過(guò)程中易受熱發(fā)生由活性部位 (如烯丙基氯、叔氯、叔氫、帶雙鍵或過(guò)氧化物殘基的端基等 )引發(fā)的自催化脫氯化氫反應(yīng)，形成共扼多烯鏈，并進(jìn)而發(fā)生斷鏈、交聯(lián)等反應(yīng)而變色、降解，致使塑料制品質(zhì)量變差 ，性能下降，進(jìn)而影響其加工和使用性能。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 論文研究?jī)?nèi)容 本論文研究的內(nèi)容是 PAA 添加量對(duì) PVC/PAA 復(fù)合材料性能的影響，其中主要是對(duì) PAA 添加量對(duì) PVC/PAA 復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能以及對(duì) PVC 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響 。在室溫下溶于二甲基甲酰胺（ DMF）、二甲基亞砜， γ丁內(nèi)酯、 N甲基吡咯烷酮、丙酮、甲基乙基甲酮、甲基異丁基甲酮、乙酸乙酯，不溶于氯仿、乙醚、正太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 己烷、苯。具有粘度低，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，極性高，揮發(fā)性低，能與水及許多有機(jī)溶劑無(wú)限混溶等優(yōu)點(diǎn)。 （ 3）二酐和二胺的配比（ C）計(jì)算公式 由反應(yīng)式： nPMDA ： nODA = c ： 1 （ 1） nPMDA + nODA ? nPAA （ 2） c 1 mODA = 91ODAODAPM D A MMcM v?? （ 3） 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 mPMDA = 9cPM DAODAPM DA MMcM v?? （ 4） 其中： v—含 90%的 NMP 溶劑體積 10mL ? —為 NMP 溶劑的密度 ㎝ 3 PMDAM =（ 4）合成聚酰胺酸步驟 ① 根據(jù)原料的性質(zhì)，先稱量 ODA，再稱量 PMDA，量取 NMP 溶劑至三口燒瓶中。是氯乙烯的均聚物。PbSO41/2H2O）不溶于水和有機(jī)溶劑，溶于鹽酸。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 ③ 增塑劑 鄰苯二甲酸二辛脂（ DOP），是通用型增塑劑，主要用于聚氯乙烯脂的加工、還可用于化地樹脂、醋酸樹脂、 ABS 樹脂及橡膠等高聚物的加工，也可用于造漆、染料、分散劑等、 DOP 增塑的 PVC 可用于制造人造革、農(nóng)用薄膜、包裝材料、電纜等 。 ④ 潤(rùn)滑劑 液體石蠟是從原油分餾所得到的無(wú)色無(wú)味的混合物。 表 PVC/PAA 復(fù)合材料配方 Table The posite formula of PVC/PAA 名稱 配方（份） 聚氯乙烯 （ PVC） 100 鄰苯二甲酸二辛脂 （ DOP） 7 液體石蠟 7 三鹽 3 硬脂酸鋅 1 硬脂酸鋇 環(huán)氧大豆油 2 二鹽 3 聚酰胺酸 （ PAA） X 對(duì)于不同的組別， PAA 的添加量 X 依次為 0%、 %、 1%、 %、 2%、 %、3%、 %。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 ② 按照規(guī)定制成一定濃度的溶液， PAA 約 , NMP 15mL，倒入燒杯中，用玻璃棒攪勻，使其充分混合，待用。 （ 2）分子量的計(jì)算公式 按下式計(jì)算特性粘數(shù)： ? r =0tt （ 1） 1?? rsp ?? （ 2） 〔 ? 〕 = C1 )ln(2 rsp ?? ? （ 3） 〔 ? 〕＝ KM? （ 4） C—為供試液的濃度 (g／ dL)。 r? —相對(duì)粘度，溶液粘度對(duì)溶劑粘度的相對(duì)值。停止開(kāi)關(guān)，出料至混料盤待用。5 ℃ ，把已經(jīng)輥壓出的薄片，交錯(cuò)放入模板中（保證材料性能），閉模使上模板接觸上模，預(yù)熱大約 10min，再閉模板，恒溫、恒壓于 ～ 約 30min，開(kāi)模冷卻至約 80℃ 以下，脫模取出 PVC/PA 板材制品。要求：試樣表面平整、無(wú)氣泡、裂紋、分層、明顯雜質(zhì)和加工損傷等缺陷。將此功 除以 試樣的橫截面積，即為材料的沖擊強(qiáng)度。 （ 3）游標(biāo)卡尺、千分尺測(cè)量標(biāo)線間試樣的厚度和寬度，每個(gè)試樣測(cè)量 3 點(diǎn)，取算術(shù)平均值。 （ 5）試樣斷裂在中間平行部分之外時(shí)，此實(shí)驗(yàn)作廢，應(yīng)另取試樣補(bǔ)做。 （ 2）啟動(dòng)熱重分析儀，點(diǎn)擊采集試樣，設(shè)置試樣名稱 PVC/PAA，試樣序號(hào) ， 試樣重量，實(shí)驗(yàn)員姓名，添加升溫速率 10℃ /min， 最高溫度 700℃ ， 保溫時(shí)間 10min，確定后開(kāi)始采集。信號(hào)由接收器取出，經(jīng)光電倍增器和電子放大器放大后，作為視頻信號(hào)去調(diào)制高分辨顯示器的亮度，因此顯示器上這一點(diǎn)的亮度與電子束打在樣品上那一點(diǎn)的二次電子發(fā)射強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)。在顯示器屏幕光柵上的圖像就是電子束在樣品上所掃描區(qū)域的放大形貌像。這些二次電太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 子信號(hào)被探測(cè)器依次接收，經(jīng)信號(hào)放大處理系統(tǒng)（視頻放大器）輸入顯像管的控制柵極上調(diào)制顯像管的亮度。 偏光顯微鏡 （ 1）原理：光線通過(guò)某一物質(zhì)時(shí)，如光的性質(zhì)和進(jìn)路不因照射方向而改變，這種物質(zhì)在光學(xué)上就具有 “各向同性 ”，又稱單折射體，如普通氣體、液體以及非結(jié)晶性固體；若光線通過(guò)另一物質(zhì)時(shí)，光的速度、折射率、吸收性和光皮的振動(dòng)性、振幅等因照射方向而有不同，這種物質(zhì)在光學(xué)上則具有 “各向異性 ”，又稱雙折射體，如晶體、纖維等。 （ 2）樣品制備：在制好的 PVC/PI 板材上切小一下薄片放于載玻片上烘烤，融化后擠壓成很薄的片狀物備用。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 （ 3）將試樣底端緊挨氣體火焰外焰，待板材樣品有明顯火焰后，加大樣品底部與外焰高度 1cm 并計(jì)時(shí)，至樣品熄滅，觀察樣品上火焰燃燒時(shí)間。 沖擊強(qiáng)度是衡量材料韌性的一種指標(biāo)，通常定義為試樣在沖擊載荷 W 的作用下折斷或折裂時(shí)單位截面積所吸收的能量。由沖擊斷面掃描電鏡見(jiàn)圖 可以看出： 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 2%添加量 3%添加量 圖 不同 PAA 添加量下 PVC/PAA 復(fù)合材料沖擊斷面掃描電鏡 Figure effect of addition of PAA PVC/PAA posite under impact fracture surface SEM 在同一粘度下的 PAA 添加量越多， PAA 的分散越均勻，沖擊斷面越粗糙，越不平整，韌性越好，沖擊強(qiáng)度越高。 純P V C % 1% % 2% % 3% %051015斷裂伸長(zhǎng)率%添加量9 . 2 9 2 71 0 . 6 0 21 0 . 6 5 61 1 . 8 3 91 3 . 0 7 11 3 . 9 6 5 1 4 . 2 4 31 4 . 5 5 4 圖 PAA 添加量對(duì)斷 裂伸長(zhǎng)率的影響 Figure the effect of elongation at break with addition of PAA 由圖 可以看到，隨 PAA 的增加復(fù)合材料斷裂伸長(zhǎng)率隨之增加。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 圖 PAA 的添加量對(duì)彈性模量的影響 Figure the effect of elasticity module with addition of PAA 由圖 可以看到隨著添加量的增加，彈性模量會(huì)先增加后逐漸降低。之后，隨著 PAA 量的增加，會(huì)形成聚酰胺酸和聚酰亞胺的共聚物，且形成大量的氫鍵（圖 ），氫鍵的鍵能弱于其它的共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵。 不同 PAA 添加量的復(fù)合材料失重 5%、 10%對(duì)應(yīng)的溫度見(jiàn)表 ，最終殘余量比率情況見(jiàn)表 。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 垂直燃燒測(cè)試分析 不同 PAA 添加量的復(fù)合材料的垂直燃燒實(shí)驗(yàn)。這說(shuō)明了 PAA 可以提高 PVC 的阻燃性能。其中沒(méi)有添加 PAA 復(fù)合材料的照片幾乎沒(méi)有出現(xiàn)雙折射的有序結(jié)構(gòu)，其它添加了 PAA 的都出現(xiàn)了明顯的規(guī)則有序結(jié)構(gòu)，而且隨著添加量的增加 PVC 中有序結(jié)構(gòu)含量也增多。 樣品在波數(shù)為 1726cm1 左右都一個(gè)明顯的吸收峰，而且隨著添加量的增加吸收峰位置向低波數(shù)方向移動(dòng)，而且吸收率變大。 可以看出壓板后的樣品在波數(shù) 1730cm1 和 1377cm1 處的出峰位置比在壓板前的出峰位置的波數(shù)要小。 （ 3） 通過(guò) TGA 曲線的分析， PAA 添加量增加 PVC/PAA 復(fù)合材料的失重 5%和 10%時(shí)的分解溫度增高， 700℃以后殘余率也增加。261264. [4] 翟 燕，顧 宜 . PMDAODA 型聚酰亞胺制備工藝與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展 [J]. 高分子材料科學(xué)與工程 ,2020, 23(2): 2832. [5] 丁孟賢 ,何天白編聚酰亞胺新型材料 .北京 :科學(xué)出版社 , 1998. [6] 塑料成型工藝學(xué) /黃銳主編 .2 版 .北京