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阻燃PVA纤维的制备及性能研究马志鹏;王春霞;贾高鹏;王爱民;王杰;罗众;张再兴【摘要】聚乙烯醇(PVA)是一种可生物降解的高分子材料.以PVA为成纤剂,水溶后与低价的无卤(含磷、氮元素)阻燃剂四羟甲基氯化磷(THPC)和尿素充分混合形成混合溶液,过滤脱泡后,经湿法纺丝、干燥、热拉伸(原位交联反应)、水洗、热定形、醛化等过程,制得具有交联网络结构的阻燃PVA纤维.研究结果表明,制得的PVA纤维具有良好的阻燃性能和力学性能,其极限氧指数(LOI)高达29%以上.【期刊名称】《纺织导报》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】4页(P44-47)【关键词】PVA纤维;交联网络结构;阻燃;力学性能;极限氧指数(LOI)【作者】马志鹏;王春霞;贾高鹏;王爱民;王杰;罗众;张再兴【作者单位】盐城工学院纺织服装学院;盐城工学院纺织服装学院;盐城工学院纺织服装学院;江苏菲特滤料有限公司;扬州亿斯特新材料科技有限公司;湖南怀化学院;湖南怀化学院【正文语种】中文【中图分类】TQ342.41随着市场对阻燃织物需求的不断增长，阻燃纤维在我国的研究和开发正日益引起关注。
聚乙烯醇（PVA）共混阻燃改性纤维的生产一般由PVA与添加阻燃剂共混（在PVA的纺丝原液中加入十溴二苯醚和三氧化二锑）、研磨、过滤、湿法纺丝、水洗、干燥、热拉伸、缩醛化等工序组成，该方法得到的PVA阻燃纤维含有卤素，为非耐久性阻燃产品，且阻燃效果不佳、力学性能较差（需添加大量阻燃剂，且阻燃剂不能与纤维基体良好相容）。
目前，国内外也有无卤阻燃PVA纤维的研究报道，采用正硅酸乙酯、三聚氰胺甲醛树脂等作为阻燃剂添加至PVA纺丝溶液中，产物具备良好的阻燃效果，但成本很高。
通过添加富含活性基团的无卤（含磷、氮元素）阻燃剂共混纺丝或浸轧富含活性基团的无卤阻燃剂进行后整理，在PVA分子链、交联剂分子、阻燃剂分子间形成网络状交联结构，本文成功研发了阻燃PVA纤维系列产品，其极限氧指数（LOI）可以达到28%以上，同时纤维受热不熔融滴落，燃烧发烟性非常低，分解产生的有毒性气体比较少，吸湿性等性能都比较好，因此在衣料、防护服、室内装饰材料以及交通运输工具所用装饰材料等中均有应用。
近年来，随着消费者对环境问题（易回收、环保、节约包装）、成本问题（包装费用不得超过整个食品总费用的10%）以及包装物可视化需求的增高，研究者们加大了透明、环保新材料的研发投入。
水性PVA 涂料作为一种新型环保阻隔涂料，具有成膜性好、透明、氧气阻隔性能优异等特性，且完全适应聚偏二氯乙烯（PVDC）涂布膜的涂布设备。
它的应用可减轻市场整体淘汰涂布设备的压力且性价比高，使其在该高阻隔涂布膜领域的应用探索活跃起来。
但PVA 也存在很多技术难关需要攻克，如PVA分子链上存在大量亲水性的羟基（-OH）基团，它们遇水容易溶胀导致PVA耐水性差，使得涂层在高湿环境下氧气阻隔性能显著下降以及无水蒸气阻隔性能等，所以纯PVA涂料很难满足高阻隔涂料的使用要求。
针对以上缺陷，目前主要有两种解决手段：一种是使用化学交联法制备改性PVA 涂料，PVA 能进行多元醇的酯化、醚化、缩醛化等化学反应；另一种是制PVA-纳米复合涂料。
为此，本文对PVA 阻隔性能的影响因素、改性PVA 涂料的制备技术及应用研究进行综述，以期为改性PVA涂料在高阻隔食品软包装领域的工业化生产奠定一定的理论基础。
摘要：聚乙烯醇（PVA）因其良好的透明性和成膜性以及优异的氧气和有机溶剂阻隔性，可用作透明、易回收、环境友好型食品高阻隔软包装材料。
但PVA涂层对湿度敏感性差及不具有水蒸气阻隔性能限制了PVA的发展。
针对这一问题，目前主要有两种解决方法：一种是PVA化学交联，即PVA能进行多元醇的酯化、醚化、缩醛化等化学反应；另一种是制备PVA-纳米复合涂料，即PVA 与纳米层状材料如蒙脱土以及氧化石墨烯等复合。
分别从PVA的阻隔性及其影响因素、化学交联PVA涂料以及PVA-纳米复合涂料的最新研究进展进行了综述，分析了改性PVA涂料面临的问题，展望其未来研究方向。
结论PVA因其透明性好、对氧气和有机溶剂的优异阻隔性以及成膜性较佳，已成为替代PVDC的最佳选择之一。
PPPS共混改性的研究的开题报告一、研究背景PPS（聚苯硫醚）具有优越的耐热，耐腐蚀和抗疲劳性能，常用于制造汽车发动机部件等高温环境下的零部件。
然而，在某些特殊应用条件下，单一的PPS材料无法满足要求，需要对其进行改性。
目前，PPS的改性主要有两种方式：一是掺杂其他物质，如玻纤、碳纤维等，但这种方式会影响PPS的热性能和加工性能；另一种方式是PPS与其他树脂共混，以获得更优异的性能。
因此，对PPS与其他树脂的共混改性进行研究具有现实的工程应用价值。
二、研究内容本研究拟以PPS为基础材料，筛选合适的共混树脂，并采用熔体共混法进行混合，通过控制共混比例和共混工艺参数，制备出一系列PPS 共混复合材料，并对其力学性能、热性能、阻燃性能等进行测试。
并分析不同树脂对PPS材料性能的影响，探究共混树脂种类和比例对PPS改性效果的影响规律。
三、研究意义共混改性可以实现对PPS材料性能的双重提升，一方面在保持PPS 原有优异性能的基础上，增加其他材料的功效，提高材料性能；另一方面可以扩大PPS的应用范围。
因此，本研究对汽车、航空航天、电子电器等领域中高性能材料的研究具有重要的工程应用意义。
四、研究方法1.材料准备：选择PPS作为基础材料，筛选合适的共混树脂。
2.共混制备：采用熔体共混法制备共混复合材料。
3.性能测试：对制备得到的PPS共混复合材料进行力学性能、热性能、阻燃性能等方面的测试，分析其性能特点。
4.参数优化：针对材料测试结果，对共混比例、共混工艺参数等参数进行优化，提高材料性能。
五、研究预期成果本研究预计能够在PPS共混改性方面取得一定成果，包括：1.得出合适的共混树脂材料种类和比例。
2.制备出一系列优异的PPS共混复合材料，拟实现该材料的力学性能、热性能、阻燃性能等方面的双重提升。
3.为PPS共混材料的应用提供了一种新的改性途径。
六、研究进度安排1.研究背景、研究内容和方法撰写。
2.材料准备和共混制备。
聚苯乙烯的改性聚苯乙烯（PS）由苯乙烯单体通过自由基聚合而成，因其具有的透明、成型性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，被广泛应用于电子、汽车、包装、建筑、仪表、家电、玩具和日用品等行业中。
但PS也具有脆性较大、耐环境应力及耐溶剂性能较差、热变形温度较低、冲击强度低等缺点，因此，通过适当方法，在较少损失模量的前提下制备改性PS成为当前受到广泛关注的一个重要课题。
PS的常用改性方法有共混改性、共聚改性以及无机纳米粒子改性。
一、共混改性共混改性是指将两种或两中以上聚合物材料、无机材料及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成宏观上均匀，且在力学、热学和光学等性能上得到改善的新材料的过程。
共混改性方法投资小、生产周期短，因而成为PS改性的热点，不仅是聚合物改性的重要手段，也是开发新材料的重要途径。
1、用聚烯烃改性PSPS/PE聚乙烯（PE）具有优良的柔性和抗冲击性能，因而有利于提高PS的韧性。
但PS和PE是两种不相容的高聚物，若要通过共混改性，需加入适当的相容剂。
PS与PE共混有两种手段可以实现，即反应性共混和非反应性共混。
在反应性共混的研究中，Baker等[2]将增强PS（RPS）、羟基化PE（CPE）、PE 和PS同时加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出得到共混改性PS，所得共混物性能比用（PS-g-PE）增容的PS/PE的性能更佳。
而谢文炳等[3]研究了PS/PE非反应性共混体系的抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度与增容剂SEBS（氢化乙苯胶）含量的关系，还就PE、PS的分子量对PS/PE非反应性共混体系的影响进行了研究。
结果表明，PE相对分子量增大不影响共混物的拉伸强度，同时还可提高共混物的抗冲击强度。
2、PS/PP聚丙烯（PP）拉伸强度和表面硬度均高于PS，耐热性能也较好，因而将其与PS共混可提高PS的热性能。
PP与PS同样不相容，故仍需加入增容剂。
用表面处理后的硅填充PS/PP体系能增加聚合物界面间的粘合力，提高PS/PP体系的拉伸强度。
聚苯乙烯的改性聚苯乙烯（PS）由苯乙烯单体通过自由基聚合而成，因其具有的透明、成型性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，被广泛应用于电子、汽车、包装、建筑、仪表、家电、玩具和日用品等行业中。
但PS也具有脆性较大、耐环境应力及耐溶剂性能较差、热变形温度较低、冲击强度低等缺点，因此，通过适当方法，在较少损失模量的前提下制备改性PS成为当前受到广泛关注的一个重要课题。
PS的常用改性方法有共混改性、共聚改性以及无机纳米粒子改性。
一、共混改性共混改性是指将两种或两中以上聚合物材料、无机材料及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成宏观上均匀，且在力学、热学和光学等性能上得到改善的新材料的过程。
共混改性方法投资小、生产周期短，因而成为PS改性的热点，不仅是聚合物改性的重要手段，也是开发新材料的重要途径。
1、用聚烯烃改性PSPS/PE聚乙烯（PE）具有优良的柔性和抗冲击性能，因而有利于提高PS的韧性。
但PS和PE是两种不相容的高聚物，若要通过共混改性，需加入适当的相容剂。
PS与PE共混有两种手段可以实现，即反应性共混和非反应性共混。
在反应性共混的研究中，Baker等[2]将增强PS（RPS）、羟基化PE（CPE）、PE 和PS同时加入双螺杆挤出机中熔融共混挤出得到共混改性PS，所得共混物性能比用（PS-g-PE）增容的PS/PE的性能更佳。
而谢文炳等[3]研究了PS/PE非反应性共混体系的抗冲击强度、拉伸强度和弯曲强度与增容剂SEBS（氢化乙苯胶）含量的关系，还就PE、PS的分子量对PS/PE非反应性共混体系的影响进行了研究。
结果表明，PE相对分子量增大不影响共混物的拉伸强度，同时还可提高共混物的抗冲击强度。
2、PS/PP聚丙烯（PP）拉伸强度和表面硬度均高于PS，耐热性能也较好，因而将其与PS共混可提高PS的热性能。
PP与PS同样不相容，故仍需加入增容剂。
用表面处理后的硅填充PS/PP体系能增加聚合物界面间的粘合力，提高PS/PP体系的拉伸强度。
PS和PA共混改性n C6H5-CH=CH2 → -[（C6H5）CH-CH2]-nn C2H4 → -[ CH2-CH2]-n聚苯乙烯（ PS ）具有透明、成型性好、刚性好、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，但较脆，耐环境应力开裂及耐溶剂性能较差，热变形温度相对较低(70~98 ℃ ) ，冲击强度也不高。
因而，在 PS不显著损失模量的前提下增加其韧性，获得综合性能优良的 PS 合金材料就成为当前人们关注的一个重要课题。
聚乙烯（PE）具有优良的柔性和抗冲击性能，因而有利于提高聚苯乙烯的韧性。
但是 PS 和 PE 是两种不相容的高聚物，简单共混得不到理想合金，必须加入相容剂。
聚合物表征：1.红外光谱PS：①在3100～3000cm-1波数段有明显的吸收峰，为烯烃的C-H伸缩振动；②在3000～2800cm-1有明显的吸收峰，为 C-H的对称和不对称伸缩振动频率，在1470cm-1和1380cm-1附近也有明显的吸收峰，为C-H的弯曲振动频率；③在1250～800cm-1也有明显的吸收峰，为C-C骨架的振动，不过其特征性不强。
④在1600 cm-1左右有明显吸收峰，为苯环骨架的特征吸收峰；苯环的一元取代在弯曲振动频率在770～650cm-1。
PE ：聚乙烯红外吸收光谱图上主要吸收峰的归属如下：2.紫外光谱苯乙烯，由于乙烯基双键的存在，增大了苯环的共轭体系，使得价电子跃迁所需要的能量变低，因而发生了很大程度的红移，E2带和K 带分别红移至210nm 和245nm 处。
聚苯乙烯最长的吸收波长在270，280nm 。
PE2.asc_1名称说明4000600350030002500200015001000104-30102030405060708090100自动自动2921.00自动2850.00自动1463.21自动719.68自动729.68自动乙烯：λmax=165nm聚乙烯紫外线吸收剂，可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光, 主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯、不饱和树脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、ABS树脂、环氧树脂和纤维素树脂、有机玻璃等。
收稿日期:1995-11-08 联系人:周持兴.第一作者:王文新,男,26岁,博士生. Vol.14高分子材料科学与工程No.2 1998年3月POLYM ER M AT ERIALS SCIENCE AND EN GINEERINGM a r.1998聚苯乙烯/高密度聚乙烯反应共混的研究王文新 周持兴 顾再春(高分子材料工程国家重点实验室、上海交通大学高分子材料研究所,上海,200240)摘要 在有机过氧化物和交联剂作用下,聚苯乙烯(PS )和高密度聚乙烯(HDP E)在HA A K E 流变仪的密炼室中进行反应共混,可以达到增韧PS 的目的。
共混时加入适量的苯乙烯(St)单体,并采用两次共混的方法,有利于提高共混物强度。
文中研究了过氧化物的种类、过氧化物和交联剂的浓度、苯乙烯单体、两次共混的温度、第一次共混时PS /PE 的比例等因素对反应加工过程中的流变行为、共混物冲击强度及形态的影响。
关键词 聚苯乙烯,高密度聚乙烯,反应共混 PS 的刚性好,但性脆,人们企图通过加入韧性较好的PE 来提高PS 的冲击性能,但是PS 和PE 之间的相容性很差,链段之间相互扩散的倾向较小,相互之间的结合力低,故机械共混物的性能很差。
通过加入相容剂的方法可提高两相界面间的结合力,增加共混体系中PS 和PE 的相容性[1,2]。
然而相容剂(如SEBS)价格较高,经济上过不了关。
近年来,PS 和PE 反应共混增容的技术开始受到重视[3～5],并取得了一定的进展,但所达到的共混物冲击性能远达不到使用的要求。
本文设计了一种两次共混的方法,即将PS 、PE 和St 单体在过氧化物和交联剂的作用下,首先共混制得母料,然后将此共混物与PS 机械共混。
这在一定程度上克服了一次共混的缺点,使一次共混时产生的PS 和PE 接枝,交联共聚物更好地分散,充分发挥其增容的作用,提高了共混物的性能。
1 实验部分1.1 实验药品高密度聚乙烯(HDPE):GD 7255,辽宁石油化学纤维工业总公司产品。
