废旧PVB膜片与MF树脂、CaCl2·nH2O的熔融交联反应及发泡性质研究

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近年来,越来越多的聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyal,PVB)膜片被用作安全玻璃的夹层材料和太阳能光伏组件密封材料,由于上述行业的高速发展,PVB膜片边角废料随之大量产生。废旧PVB膜片无毒、无味,依然具有优良的绝缘性、耐寒性、耐光性和抗冲击性能等,对其进行回收利用不仅可以减少环境污染,并且能够产生社会和经济双重效益。本论文分别采用三聚氰胺甲醛(melamine-formaldehyde,MF)树脂与水合氯化钙(CaCl2·nH2O)作为交联剂,通过转矩流变仪及双辊开炼机与废旧的PVB膜片进行反应性熔融共混,研究了共混条件及原料配比对PVB交联结构、力学性能、流变行为和热性能的影响;考察PVB/MF交联材料在不同溶剂中的溶胀情况,进而探究PVB膜片的溶度参数;考察PVB/CaCl2交联材料在不同溶剂中的溶解情况以探究其解交联能力。再通过双辊开炼机将交联剂、发泡剂4,4-氧代双苯磺酰肼(OBSH)与废旧PVB膜片在较低温下共混,进一步经高温发泡而制得PVB发泡材料,分别考察发泡剂与交联剂的种类、含量对发泡材料泡孔形貌、力学性能、密度、硬度及发泡倍率的影响,初步考察了部分PVB发泡材料的吸附及缓冲性能。研究结果表明:(1)在转矩流变仪中可以实现废旧PVB膜片和MF树脂的熔融交联反应,并且PVB膜片与MF树脂形成的交联网络结构较为完整,在溶剂中只溶胀不溶解,通过平衡溶胀法可获知PVB/MF交联材料的溶度参数为12.1(cal/cm30.5。(2)利用双辊开炼机可以实现废旧PVB膜片与CaCl2·nH2O在非液相条件下的配位交联反应,随着交联剂CaCl2·nH2O含量的增加,PVB/CaCl2交联材料的力学性能逐渐提高;在断裂拉伸应变保持不降低的前提下,交联材料拉伸强度与撕裂强度最高分别可达31.4 MPa和119.4 kN/m,相较废旧PVB膜片分别增加40%和83%。(3)PVB/CaCl2交联材料在常温下与溶剂作用极易发生解交联,在DMF、环己酮溶剂中全部溶解。(4)两种交联剂均能改善PVB的发泡性质,使其泡孔减小且分布较为均匀,其中CaCl2·nH2O比MF的效果更好。(5)在PVB/CaCl2发泡体系中,当CaCl2·nH2O含量为0.5 wt%时,控制OBSH含量不同可得到高发泡材料及低发泡材料。低发泡材料的压缩性能较好,吸收能量的能力较强;高发泡材料对植物油等的吸附性能较好。
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