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1、2009级应用化学专业毕业论文论文题目：CPE/白炭黑共混改性研究摘 要：本课题采用白炭黑作为填料,通过机械共混法制备改性后的CPE,考察了白炭黑用量对PVC力学性能的影响。研究了材料的拉伸性能，材料硬度，回弹性测试等。结果表明随着白炭黑含量的增加，回弹性逐渐减小，拉伸强度先变大后变小，硬度随CPE的含量的增加硬度逐渐变小。关键词：氯化聚乙烯；白炭黑；机械共混；拉伸强度；回弹性；洛氏硬度IIITitle：CPE / silica blends Modification Abstract：This subject takes silica hydrated as filler, makes mo
2、dified CPE by mechanical blending method, and examines the effect of quantity of silica hydrated on the mechanical property of PVC. This subject has studied the tensile property, hardness, resilience test of the material. Results of this subject show that with the increase of silica hydrated, the re
3、silience of the material gradually decreases, the tensile strength increases at first and then decreases, and the hardness of the material gradually decreases with the increase of CPE.Keywords: chlorinated；polyethylene；silica hydrated； mechanical blending； tensile strength；Rockwell hardness目 录摘 要IAb
4、stract.II1 绪论11.1 CPE简介11.1.1 CPE的分类11.1.2 CPE的用途11.2 CPE概况21.2.1 CPE国内外开发概况21.2.2国内外科学工作者成果31.3 CPE的不足及发展建议32 实验部分52.1实验试剂和仪器52.2实验过程52.2.1原料配方的确定52.3 改性CPE的性能测试63实验结果与讨论83.1拉伸性能测试83.2硬度测试83.3回弹性测试9结 语11参考文献错误！未定义书签。致 谢错误！未定义书签。柳亚林：VLAN在校园网中的高效应用第 1 页 共 5 页2009级应用化学专业毕业论文1 绪论1.1 CPE简介1.1.1 CPE的分类氯化
5、聚乙烯是由高密度聚乙烯氯化而成的一种综合性能优良的高分子材料，分子式为CH2-CHCl-CH2-CH2n。白色粉末或颗粒，能溶于芳香烃和卤代烃，不溶于脂肪烃1。氯化聚乙烯(CPE)的氯含量及其分布决定着该聚合物的性能2。氯化聚乙烯是通过氯化获得的与橡胶或塑料性能类似的新高分子材料，具有优异的耐候性，耐臭氧性，耐热性，耐油性，耐化学性，高耐冲击性，优越的阻燃性，用途广泛，另外其货源充足,与橡胶并用可以改善工艺性能,提高产品质量3。CPE生产方法有：水相悬浮氯化法、溶液氯化法和固相氯化法。影响水相法制的的CPE性能的因素有三个：（1）原料的化学结构、分子量与分布。（2）氯化率。（3）残留的结晶度：
6、残留结晶度是衡量CPE一的项重要的指标，主要用来表征物质氯化均匀度与产品类型。残留结晶多的产品，氯的加成及分布呈嵌段型不均匀，其制品一般为硬制品；残留结晶少的产品，氯的加成及分布比较均匀，其制品为软制品CPE橡胶4。1.1.2 氯化聚乙烯的用途氯化聚乙烯具有不错的物理与化学性能，因此作为塑料与橡胶的改性剂被广泛应用，也可以被当作特种橡胶来使用; CPE还是一些新型材料与涂料的生产原料。氯化聚乙烯和各种高分子材料具有良好的相容性，可做为应用到高分子材料。CPE作为改性剂改性PVC，可改善PVC的一些物理力学性能，如抗冲击性能。改性软质或半硬质PVC时，可改善PVC的另一些物理性能，如耐湿性等。C
7、PE与PE的分子结构相似，具有很好的相容性。在聚乙烯中掺入CPE弹性体，可以改善它的印刷性、耐燃性和柔韧性。ABS是一种通用工程塑料，在汽车与电器领域有广泛应用，用量很大。被应用在电子领域就需要ABS有良好阻燃性，ABS中加入CPE，可以提高它的阻燃性，并改善抗冲击性和加工性。EVA有不错的柔软性，可代替软质的PVC，但它硬度低、手感较硬。于EVA中添加氯化聚乙烯，改善EVA表面硬度的同时还可提高其印刷性与可焊接的加工性，被用于设备的外壳和水糟、罐的内层材料等。CPE作为改性剂改性橡胶时，可改善其耐火性、抗氧化性等性能，可改善橡胶性能来制造橡胶制品。CPE弹性体也可以当作一种特种橡胶来单独使用
8、，硫化后的CPE与非硫化的CPE都可以投入使用来生产产品。没有经过硫化的CPE性能比通用型的橡胶好，容易成型。可以制成磁性橡胶或电线的包皮绝缘层。当在CPE中加入防老剂、填料、抗氧化剂、增塑剂等助剂，再经硫化后可制成特种橡胶。如传送带和一些特制的软管。CPE被广泛应用于涂料，分子量从几千（含氯60%）到数百万（含氯30%-50%）的CPE都可用被用于涂料，也可以制成涂料。CPE可用于防水卷材，性能与CSM、EPDM、防水卷材的性能相似，在-3020的低温下仍有良好的弹性。1.2 CPE概况1.2.1 CPE国内外开发概况我国自60年代开始对CPE的生产工艺进行研究，经过几十年的发展，形成了固相
9、法、溶剂法和水相悬浮法3种主要生产工艺5。1982年，安徽化工研究所开发出水相暴浮加压氯化法，并于同年底在芜湖化工厂投产成功，年产量200t/a。1984年产量增长到800t/a。水相悬浮法是国内目前应用最广泛的生产CPE的工艺，但是因为该工艺对设备损害严重、产品纯度不高、废弃物处理困难等缺点，因此固相氯化法受到人们的青睐。湖北省化学研究厅与青岛化工学院都对固相氯化法进行了探索。1981年，湖北省化学研究所的搅拌式固相氯化法开发成功，经过数次放大，开发出年产量50t/a的生产工艺，在1985年通过湖北省科委组织鉴定。于1984年青岛化工学院经过对搅拌式固相氯化法的深入研究，对搅拌式固相氯化法做
10、出了改进，完成大规模工业化生产，年产量300t/a、并研制出局部交联型CPE和氯化废聚乙烯薄膜两种产品。山东潍坊化工厂从德国引进先进的生产CPE的设备工艺与技术，才用DCS控制生产，自动化生产程度高，可生产多种不同产品6。目前，我国已拥有10多家生产CPE的公司，总产量超过l0000t/a，与日本的生产CPE的能力不相上下。国外CPE的研究始于1938年。英国ICI公司(把氯气通入PE的四氯化碳溶液、碘和三氯化铁的混合溶液制得CPE) 1946年ICI公司改用日光（绿色与黄色光）照射混合溶液,然后氯化制得CPE。同年,杜邦公司、1954年拜耳公司都开展了对水相法制氯化聚乙烯的研究。1958年，
11、劳伯尔化学公司开始对气相法制CPE进行研究。1960年，赫斯特公司成功将水相法制CPE投入到工业化的生产。A11ied、美国道化学昭和电工、年日曹达和帝国化学、旭电化和山阳国策纸浆等公司也相继实现对CPE工业化的生产。目前全球从事CPE技术的开发和研究机构有120多家,CPE年产量高达10万吨。1.2.2国内外科学工作者成果班琳等7以CPE为橡胶基材，HEC为吸水树脂，采用机械共混法制备CPE/HEC吸水膨胀橡胶。研究了HEC不同含量时样品在干、湿态下力学性能，对材料的吸水性能进行研究。结果表明，随着HEC含量的提高，材料的干、湿态力学性能均有所下降；吸水率随HEC含量的增加逐步提高。宋谋道等
12、8研究了CPE增容的PVC/苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)共混物的性能与形态结构之间的关系。实验结果表明，CPE对PVC与SBS共混体系有很好的增容作用，CPE与SBS在一定组成范围内对PVC增韧具有协同效应，大幅度地提高共混物的抗冲击性能，尤其是对星形SBS体系更加显著。李景庆等9选用PE/炭黑(CB)体系，通过引入通常作为塑料相容剂使用的CPE，对其导电性及稳定性进行了研究。结果表明，在体系中加人CPE可以起到相容剂的作用，能改善CB在聚合物中的分散，提高材料体系中各相的结构稳定性，降低体系的电阻率，使CB和聚合物间的复合更为均一，从而可以在一定程度上提高材料的导电性及稳定性。邱琪浩1
13、0等采用机械共混制备了PVC丙烯腈氯化聚乙烯苯乙烯共聚物（ACS）CPE三元共混合金，研究了共混体系的组成与合金力学性能及耐热性能的关系。结果表明，随着共混合金中PVC用量的增加，PVCACSCPE共混合金的冲击强度上升，氧指数增大，拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、热变形温度及MFR下降。严海彪11研究了纳米碳酸钙对PVC/CPE复合材料的增韧效果的影响。结果表明，纳米碳酸钙对PVC/CPE复合材料有明显的增韧作用，并与CPE产生协同增韧效应。Hwang12研究了丙烯睛(AN)的相对分子质量和AN在苯乙烯一丙烯睛(SAN)中的含量对SAN/CPE共混物形态、机械性能和流变性能的影响。实验表明，A
14、N在SAN中的最佳质量分数为25%；当共混物中。(CPE)大于50%时，发生相反转；当AN在SAN中的含量不变时，SAN/CPE共混物的机械性能随AN的相对分子质量增大而增加，但共混物的形态、机械性能和流变性能对AN的含量更敏感。1.3 CPE的不足及发展建议虽然CPE具有一系列优异的物理化学性质，但是很少作为主体生产原料进行生产，在国外（尤其是美国）CPE的最大市场是电线电缆护套和橡胶制品， CPE橡胶领域的使用量占到60%以上。而我国目前90%以上的CPE用于塑料改性，这种局面估计在一定时间是很难改变的。我国CPE是随着PVC塑料门窗异型材急剧发展而壮大的13。CPE橡胶作为一种新型橡胶，
15、有待于进一步扩大应用范围，开发新品种，特别是在纳米材料领域14。2 实验部分2.1实验试剂和仪器表2-1 试剂材料主要材料型号生产厂家CPE135A淄博华星助剂有限公司DBP分析纯北京化工厂稀土复合稳定剂HXT-QX-06Y武邑金星塑料助剂有限公司是硬脂酸分析纯天津市大茂化工试机厂白炭黑分析纯山东海华股份有限公司石蜡分析纯天津市河东区红岩试剂厂表2-2 主要仪器主要仪器型号生产厂商双辊开炼机X(S)K-160无锡市创成橡胶有限公司平板硫化机XLB-D350*350*2青岛华天鑫工贸有限公司电子天平TBA200美国康州HZ电子有限公司计算机控制电子万能试验机WSM20KN长春市智能仪器设备有限公司邵尔橡胶硬度计XY-1型上海化工机械四厂冲片机CPJ-25北京冠测有限公司回弹性测试仪WTB-0.5江都市道纯实验机械厂2.2实验过程2.2.1原料配方的确定 表2-3 组分配比表项目质量份CPE100DBP10稀土复合稳定剂7白炭
