摘要
氯化聚氯乙烯（CPVC）是聚氯乙烯（PVC）进一步氯化的产物，分子结构中氯含量增加，极性增大，物理机械性能提高，使其在很多领域都有较好的应用，是一种新型工程塑料，但在实际应用中发现CPVC存在熔体黏度高，加工温度范围窄，加工易降解等棘手问题，这一直制约我国CPVC市场应用，我国生产的CPVC普遍采用原有的生产设备，采用通用PVC进行氯化制备，生产技术落后，国产CPVC加工性能及热稳定性能差，影响最终制品的使用性能，导致我国长期依赖价格高昂的进口CPVC原料进行生产，为了早日实现国产料对进口料替代，本文选取了分子量和分子量分布比较接近的两种CPVC树脂（进口料CPVC88615和国产料CPVC6767），从微观结构、加工性能和热稳定性等方面进行了对比分析，并在此研究基础上，对国产CPVC树脂进行了加工性能及热稳定性改性研究。 论文的第一部分工作是对进口料CPVC88615与国产料CPVC6767的结构与加工性能进行对比研究，并提出CPVC树脂的塑化机理。采用红外光谱（IR）、核磁共振氢谱（HNMR）及扫描电镜（SEM）等分析测试方法探究了两种CPVC树脂链结构和聚集态结构的差异，发现进口CPVC树脂链结构中不饱和双键数量远低于国产料；进口料初级粒子尺寸小粒径分布集中，而国产料初级粒子粒径大分布宽。采用哈克转矩流变仪研究了两种CPVC树脂的塑化过程，进口料CPVC88615的塑化时间较短（54s），塑化扭矩及平衡扭矩值较小，塑化温升幅度小，加工热稳定性时间较长（10min）；国产料CPVC6767的塑化时间为64s，塑化过程温升幅度大，加工热稳定时间较短（3.5min）。用差示扫描量热法（DSC）分别测定了塑化后两种树脂的凝胶化度，进口料CPVC88615凝胶化度较高（72%），实际凝胶化温度较低（160℃）；而国产料CPVC6767凝胶化度较低（62%）。 论文第二部分工作对进口料CPVC88615与国产料CPVC6767热降解性能进行对比研究。采用热重-红外（TG-IR）联用研究了两种CPVC树脂热降解过程，分析了进口料与国产料热解反应动力学参数和降解反应机理。进口料CPVC88615非等温热降解表观活化能E为167.5kJ/mol，前指数因子A为1.48×1014，降解反应机理模型为F1，属于一级化学反应机理；国产料CPVC6767热降解表观活化能E为172.8kJ/mol，前指数因子A为1.82×1014，降解反应机理模型为F1，属于一级化学反应机理。刚果红试验分析结果表明进口料CPVC88615的快速热分解温度为312℃，静态热稳定时间为45min，国产料CPVC6767快速热分解温度为308℃，静态热稳定时间为44min。转矩流变法测定进口料CPVC88615与国产料CPVC6767的动态热稳定时间分别为 10 min 和 3.5 min。 论文第三部工作是对国产CPVC树脂的加工及热稳定性进行改性研究。研究发现丙烯酸酯类共聚物（ACR）能缩短CPVC的塑化时间，并提高CPVC凝胶化度，促进凝胶化。添加5份ACR的CPVC凝胶化度由20%提高至42%。硫醇甲基锡与环氧大豆油复配比为2∶2时表现出较好协同增效作用，刚果红测试热稳定时间为41min，转矩流变法测试的动态热稳定时间为293s，热重分析测试塑化样的热分解温度为310℃。
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