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聚乙烯醇缩丁醛与硅烷偶联剂的动态与静态

发布时间:2019-07-24 16:34 点击次数:
     交联使用乙烯基三甲氧基硅烷对聚乙烯醇缩丁醛进行化学改性,通过动态和静态的交联提高了其耐有机溶剂的性能。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是一种无定形的随机共聚物,包括乙烯丁醛、乙烯醇以及残留的乙酸乙烯酯,由于其韧性、可塑性和光学清晰度而显得很珍贵。PVB主要被用于汽车工业中的夹层安全玻璃,即在两层玻璃板之间的PVB薄片夹层(通常包含10–35% w / w的塑化剂)。然而,到目前为止,由于PVB在工业中常用的有机溶剂中的溶解度,使得其广泛应用受到了限制。在不牺牲其良好的性能的前提下,增加PVB的耐溶剂性是提高其利用率的关键。PVB的耐溶剂性可以通过增加聚合物之间的交联键来提高。然而,大多数交联PVB工艺是在溶液中进行的,从产业规模看来,既不具备经济上的吸引力也不环保。与之相反,在熔融状态下的化学改性是有前景的,只要它可以进行适当的调整。这方面的一个很有前景的方法是将PVB与硅烷偶联剂熔融混合来产生所需的交联。我们在这项工作中的主要目的是扩大PVB的应用,通过工业合适的交联反应来改善其耐溶剂。我们也希望确定保持耐溶剂PVB的弹性和韧性的最佳化学改性工艺参数。最后,我们希望通过我们的研究能够对发生在PVB和硅烷偶联剂之间的交联反应有更好的理解。 在这项研究中,我们使用的PVB是来自汽车行业的一种回收层压玻璃材料。对于硅烷偶联剂,我们选择乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS),这在聚乙烯醇缩丁醛的化学改性中经常使用。VTMS是一种具有一个反应性乙烯基和一个可水解的三甲氧基硅烷(烷氧基硅烷)的双官能团有机硅烷。我们在一个内部混合器中对PVB和VTMS进行了熔融混合,根据五个不同的混合时间(T1–T5),我获得了五个样品,如图1所示。混合后,五个样品在温度为180°C以及 加载10吨10分钟的条件下,进行压缩成型。以乙醇为溶剂,我们对所有的样品和纯PVB进行索氏提取。以这种方式混合,会产生三种反应:接枝(VTMS与PVB分子链的初始反应);动态交联(在PBS和VTMS混合时,发生在接枝VTMS基团之间);羟基(–OH)从PVB分子链上断裂(由于温度和剪切)。最有可能的接枝机理是一个(来自PVB)的–OH基团和烷氧基硅烷反应,这是由于酯交换反应所带来的电负性差异。然后,接枝的烷氧基硅烷又与聚合物链上的另一–OH基团反应,从而形成交联结构。与发生在PVB与VTMS混合过程 中的动态交联相比,PVB-VTMS试样的压缩成型会引起静态交联。

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