三羟甲基氨基甲烷(TRIS)在改性聚乙烯醇材料中的影响

发布时间:

2021-03-26


聚乙烯醇PVA是一种具有多羟基结构的聚合物,这种结构赋予了PVA许多优异的性能,如优良的水溶性、力学性能、气体阻隔性能和生物降解等性能,用途十分广泛。但PVA的多羟基结构易形成分子链内和分子链间氢键,使PVA的熔点非常接近其分解温度,导致PVA的热塑加工成型非常困难,极大限制了PVA的应用。

在采用了很多改性方法后,三羟甲基氨基甲烷(TRIS被人们发现,并加以运用。TRIS是一种多羟基化合物,将其多羟基结构引入到PVA侧链上,能减少改性造成的对PVA氢键的破坏作用,从而改变PVA分子链的规整结构,降低PVA的结晶度和熔点,提高其热稳定性,拓宽PVA的热加工窗口,实现了PVA的热塑加工。但在引入后,对PVC的各个性能有什么影响呢?

  1. TRIS的引入对PVA结晶性能的影响

TRIS的引入改变了PVA分子的化学结构,使PVA分子链的对称性和规整性均受到破坏,PVA的结晶能力受到影响,致使结晶度显著下降。

  1. TRIS的引入对PVA热性能的影响

TRIS的引入对PVA熔融行为的影响:

引入的TRIS的分子结构增加了PVA分子问的距离,破坏了PVA分子链的规整性,减弱了PVA的结晶能力,难以在较高的温度下结晶形成稳定的晶体。结晶温度降低使得PVA-COO-TRIS在低温下结晶,分子链运动能力变差,结晶形成的晶体不完善且完善程度差别大,会导致其熔点降低和熔限变宽。TRIS引入PVA分子后不仅可以降低PVA的熔点,还可以提高PVA的热稳定性。另外,随着TRIS改性量增加,PVA-COO-TRIS熔点逐渐降低。

TRIS的引入对PVA热稳定性的影响:

随着TRIS改性剂引入量的增加,结晶度对热稳定性的影响逐渐增强,起主导作用,导致PVA-COO-TRIS的热稳定性会稍微下降。说明TRIS改性剂的引入提高了PVA的热稳定性,有利于PVA的熔融加工。TRIS的引入能降低PVA的熔点,提高其热分解温度。

  1. TRIS的引入对PVA力学性能的影响

因为PVA分子链上含有大量的羟基基团,会形成大量的分子链内和分子链间的氢键作用,使得PVA链间的缠结较多,从而使得PVA的断裂伸长率较低。TRIS的引入改变了PVA的分子化学结构,导致结晶度明显降低,使PVA-COO-TRIS的拉伸强度降低,但PVA-COO-TRIS的分子链活动性增加,从而使其断裂伸长率增加。

  1. TRIS的引入对PVA的动态力学性能影响

TRIS改性后PVA的储能模量明显降低,降低幅度随着TRIS改性用量的增加而增大。TRIS改性剂的加入使得PVA分子间和分子内的氢键作用减弱,PVA的结晶度降低所致,PVA-COO-TRIS变得更柔软。

三羟甲基氨基甲烷(TRIS)