吸湿功能聚苯乙烯片材的制备及性能研究

来源 :天津科技大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:cz1502008
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本文以聚苯乙烯(PS)为基材,用具有吸湿功能的聚乙烯醇(PVA)为辅料,通过熔融共混方法,制备具有吸湿功能的包装片材。具体方法是以丙三醇和乙二醇为复配增塑剂,对PVA进行改性,实现PVA的熔融加工,再采用熔融共混技术制备PS/改性PVA共混片材,改善了PS片材的力学性能,并使PS片材具有吸湿功能。采用红外光谱分析、扫描电镜观察对改性PVA粉末进行改性效果的表征,通过熔融温度测试确定改性PVA的熔融温度,并对PS/改性PVA包装片材的力学性能、吸湿性能、保湿性能等进行了性能测试。结果表明:加入增塑剂后的改性PVA,羟基伸缩振动在红外光谱上的吸收峰发生偏移,而且PVA羟基伸缩振动吸收最大波数向高波数方向偏移,说明加入增塑剂后,PVA羟基形成氢键的强度减弱,可以实现对PVA改性,使其容易实现热塑成型。通过扫描电镜观察,PVA表面较为平整密实,改性PVA的表面为疏松的多孔结构。通过DSC实验,测试改性PVA的熔融温度,PVA熔融温度为197.69℃,复配增塑剂的用量为50phr,丙三醇和乙二醇的质量比为4:1时,改性PVA熔融温度最低,为146.6℃,易实现PVA的熔融加工随着PVA含量的增加,共混片材拉伸强度先下降,后又上升,当质量比为7:3与6:4之间时,拉伸强度和断裂伸长率都为上升趋势,而且当质量比为6:4时,共混片材拉伸强度再次达到峰值,说明此比例二者的相容性最好。继续增加PVA含量,拉伸强度呈下降趋势;随着PVA含量的增加,共混片材的断裂伸长率逐渐增加,当PS与PVA的质量比大于7:3时,断裂伸长率呈现急剧上升的趋势。所以,当PS与PVA的质量比为6:4时,共混片材力学性能最好,拉伸强度13.9MPa,断裂伸长率67.47%。将最优配方的共混片材置于不同湿度下吸湿7天,在低湿度条件下,片材的吸湿量小且吸湿速率平缓;在高湿度条件下,吸湿初期,片材的吸湿量随时间的延长显著增加,吸湿后期,吸湿速率增加缓慢,吸湿率可以达到25.74%。将在温度25℃,90%相对湿度条件下吸湿7天的共混片材,置于温度25℃,相对湿度分别为50%和20%条件下的初期,共混片材的保湿率急剧下降,随着时间的推移,保湿率趋于稳定。确定复配增塑剂的用量为50phr,丙三醇和乙二醇的质量比为4:1,对PVA进行改性效果最好,有效地降低了PVA的熔融温度,很好地实现其熔融加工;当PS与PVA的质量比为6:4时,共混片材各性能最好,拉伸强度13.9MPa,断裂伸长率67.47%,拉伸强度符合高抗冲聚苯乙烯片材一等品的标准,断裂伸长率比纯聚苯乙烯提高34.94%;在高湿度条件下,吸湿效果优于生石灰干燥剂,并具有一定的保湿能力。
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