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摘要：通过两步法制备一定分子量的PI粉末，以PI粉末作改性剂与PVC共混并制成PVC/PI复合板材。借助热重分析仪、拉伸试验机、水平垂直燃烧仪等手段研究了PI添加量对复合材料热稳定性、力学性能、燃烧性能的影响。实验结果表明，PVC分子中的氢和PI分子中的羰基、酰亚胺基形成氢键，并且PI的加入诱导PVC结晶。当添加量在0﹣3.5份时，随着PI粉末添加量的增加，复合材料的热稳定性、拉伸强度、弹性模量、阻燃性都增大，而复合材料的断裂伸长率有下降的趋势。当添加量为3.5份时，PVC/PI复合材料相对于纯PVC的初始分解温度提高了40℃，拉伸强度提升6.77%，弹性模量提升17.6%。材料的冲击强度在添加量为1.5份时达到最大值，提升38.7%。
关键词：聚氯乙烯，聚酰亚胺，添加量，复合材料
目录
1 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的及重要意义 3
1.3 论文研究内容 3
2 实验部分 4
2.1 实验原料及配方 4
2.1.1 实验材料的选择 4
2.1.2 PVC/PI复合材料加工配方 7
2.2 实验仪器与设备 8
2.3.1 工艺流程图 8
2.3.2 聚酰胺酸的合成 9
2.3.3 聚酰亚胺的制备 11
2.3.4 复合材料板材的制备 13
2.4 表征测试 14
2.4.1 冲击测试分析 14
2.4.2 拉伸测试分析 15
2.4.3 垂直燃烧测试分析 15
2.4.4 热重分析 16
2.4.5 红外光谱分析 16
2.4.6 维卡软化点测定 16
2.4.7 氧指数的测定 17
2.4.8 X-射线衍射分析 17
3 结果与讨论 18
3.1 PVC/PI复合板材聚集态结构分析 18
3.1.1 PVC/PI 复合材料FTIR 18
3.1.2 PVC/PI复合板材X-射线谱图 22
3.2 PI添加量对PVC/PI力学性能的影响 23
3.2.1 冲击性能 23
3.2.2 拉伸性能 24
3.3 PI添加量对PVC/PI热性能的影响 26
3.3.1 PVC/PI复合材料热稳定性 26
3.3.2 PVC/PI维卡软化温度 28
3. 4 PI添加量对PVC/PI燃烧性能的影响 28
3.4.1 垂直燃烧数据分析 28
3.4.2 氧指数数据分析 29
4 结论 30
参考文献 31
致谢 32
1.2研究目的及重要意义
通过对现有高分子材料改性，实现工程化、功能化和精细专业化，只需要解决一些工程技术问题，比开发一个全新材料所花费的代价要小得多[13]。通过化学或物理方法改性，可以改善通用PVC树脂的性能或赋予崭新的性能，已达到改变PVC产品结构和产品更新换代的目的[14]。通过改性将PVC从通用树脂发展为高性能树脂，进入工程塑料及功能分子材料领域，实现塑料工程化和功能化。PVC 树脂的热稳定性差，加工过程中易受热发生由活性部位（如烯丙基氯、叔氯、叔氢、带双键或过氧化物残基的端基等）引发的自催化脱氯化氢反应，形成共轭多烯链，并进而发生断链、交联等反应而变色、降解，致使塑料制品质量变差，性能下降，进而影响其加工和使用性能[15]。热稳定性差的缺点是阻碍PVC材料进一步发展的主要原因，因此增大PVC的热稳定性可以进一步增大其应用范围，也是目前PVC材料研究的热点。聚酰亚胺是一种具有高的热稳定性、可耐高低温、有良好的机械性能、耐有机溶剂、高耐辐射性、很好的介电性能、无毒和优异绝缘性工程塑料。本设计通过用聚酰亚胺改性聚氯乙烯，控制聚酰亚胺的添加量，从而提高聚氯乙烯热稳定性、抗冲击性能，拉伸性能，从而制得高性能聚氯乙烯材料，符合既要有规模经济效益又能适应市场的品种和高性能发展要求。
1.3 论文研究内容
本论文研究的内容是PI添加量对PVC/PI复合材料性能的影响，其中主要是研究PI添加量对PVC/PI复合材料的热稳定性、力学性能以及对复合材料聚集态结构的影响。通过热重实验表征复合材料热稳定性能；通过拉伸实验、冲击实验表征复合材料力学性能；通过垂直燃烧实验表征复合材料阻燃性能；通过红外光谱扫描实验、X-射线衍射仪表征复合材料的微观结构；从而全面分析其综合性能，选出性能最好的一组复合材料的PI添加量。
