PVA/PP的共混物的制备及性能表征
2015-11-21禇国红王芳陈桂敏张书香
禇国红，王芳，陈桂敏，张书香
（1.济南大学化学化工学院，山东 济南 250022；
2.济南大学生物科学与技术学院，山东 济南 250022）
PVA/PP的共混物的制备及性能表征
Preparation and characterization of PVA / PP blends
禇国红1，王芳2，陈桂敏1，张书香1
（1.济南大学化学化工学院，山东 济南 250022；
2.济南大学生物科学与技术学院，山东 济南 250022）
主要是对PVA进行共混改性的工艺条件的研究，根据分子科学原理，经过分子复合和增塑后， PVA分子间的氢键被破坏，从而可形成新的分子间复合，在分子水平上控制PVA的聚集态结构，限制其结晶，降低其熔点，解决多羟基强氢键PVA因熔点与分解温度接近难以热塑加工的难题。向PVA中加入PP，PP可起到增塑作用，使PVA熔点与分解温度分开。通过设计不同配比的PVA和PP，运用双螺杆挤出进行熔融共混，得到PVA和PP不同配比的粒料，对其进行性能表征。
聚乙烯醇；聚丙烯；共混
聚乙烯醇因其特殊的特性可用于土壤改良剂部门、纤维、涂料、油田、功能高分子材料、胶黏剂、膜材料等。
近年来，人们利用其单体开发出一系列新的产品，其附加值和新的用途倍受业内人士关注[1~5]。本文通过聚乙烯醇和聚丙烯的共混，聚丙烯可起到增加聚乙烯醇分子间距离，从而会破坏其氢键，使PVA进行熔融纺丝成为可能，具有一定的理论和实际意义。
1 实验部分
1.1 主要仪器
双螺杆挤出机组（南京创博机械设备有限公司）；FDY/POY纺丝机（淄博市临淄方辰母料厂）；电子天平（德国塞多利斯）；差示扫描量热仪（PerkinElmer Pyris DSC）（美国PerkinElmer公司）；差热—热重分析仪（美国PerkinElmer公司）。
1.2 主要原料
聚乙烯醇（PVA）（山西三维集团股份有限公司）；聚丙烯（PP）（中国石油化工股份有限公司济南分公司）。
1.3 实验方法
（1）原料的预处理。将PVA和PP取出于大烧杯中，体积约2/3，置于烘箱中，设定温度30 ℃，干燥5~10 h取出备用。将聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯（PP）配制成质量比为PVA∶PP=90∶10和PVA∶PP=85∶15。
（2）挤出造粒。将按照一定比例混合好的原料组分，加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，加工条件如表1所示。
表1 的比例时双螺杆挤出机各区温度调试
（3）PVA/PP共混物粒料热失重测试。将称量好的样品放入热重/差热分析仪中进行测试，升温速率10 ℃/min。
（4）共混物粒料DSC测试。DSC：切碎样品8.00 mg左右（误差不超过±0.15 mg），普通氮气作保护介质，温度范围为20~270 ℃，升温速率10 ℃/min。
2 结果与讨论
2.1 PVA/PP共混物粒料TGA分析
PP在200 ℃以下重量没有发生变化，到220 ℃左右PP重量开始减少，即开始分解，250~400 ℃温度范围内， PP分解剧烈，到420 ℃左右PP重量降为0，即完全分解。PVA在温度较低时就有轻微的分解，在250 ℃左右时，PVA开始分解加快，在300 ℃左右时分解速率达到最大，在500 ℃时PVA几乎分解完全。
PVA/PP=85/15比例的共混粒料在200 ℃之前重量损失很小在250 ℃左右时，共混物开始分解加快，在300 ℃左右时分解速率达到最大，在500 ℃时重量为0，说明共混物已经分解完全。
PVA/PP=90/10比例的共混物从250 ℃共混物已经开始分解， 300 ℃分解速率达到最大，在500 ℃时重量为0，说明共混物已经分解完全。
2.2 共混物DSC分析
图1 PP、 PVA、85/15及90/10的TG曲线
图2 PVA/PP混料85/15和90/10比例的DSC曲线
由图2观察发现85/15和90/10不同比例的PVA/ PP混料在升温时吸收峰几乎重合，均在225 ℃左右，其降温放热峰也几乎是重合的，均在200 ℃左右。所以，可以得出结论，向PVA中加入PP对其改性，PP的量的对共混物的熔体流动性及熔点影响并不大。
3 结论
（1）在PVA和PP共混时，对温度的要求非常精准，温度高稍高或稍低，两相都不能很好的相容，挤出粗糙不可拉伸的混合物。
（2）PP对PVA的热稳定性影响并不大，比例为85/15和90/10时共混物熔融后的热分解状况相似。
（3）挤出过程中PP的含量对PVA的熔体流动性影响较小。
[1] 周霖. 聚乙烯醇纤维在混凝土中的应用[J]. 四川纺织科技，2003(3)：27~29.
[2] 徐涛智，杨医博，梁颖华，等 . 聚乙烯醇纤维增韧水泥基复合材料研究进展[J]. 混凝土与水泥制品，2011，6(6)：39~44.
[3] 李守群，叶光斗， 彭华金，等. 聚乙烯醇纤维的形态结构及性能研究[J]. 合成纤维工业，1998，21(4)： 26~28.
[4] 汪福粼，苏文瑞. 聚乙烯醇及其纤维工业的现状与发展前景[J]. 合成纤维工业，2000，6，23(3)： 6~11.
[5] 汪福粼，苏文瑞. 聚乙烯醇及其纤维工业的现状与发展前景[J]. 福建轻纺，2001，10(11)： 38~45.
(P-03)
TQ325
1009-797X (2015) 24-0019-02
B
10.13520/j.cnki.rpte.2015.24.005
褚国红（1978-），女，毕业于济南大学，研究生，研究方向为含氟材料的加工及表面改性。
2015-11-08
感谢山东省自然科学基金（ZR2013EML005）、济南大学科研基金（XKY1213）山东省高等学校科技计划项目（J13LM53）、济南大学校博士基金（XBS1329）对本课题的支持。
