PVB樹脂與硅烷偶聯劑熔融混合的研究報告

　　交聯使用乙烯基三甲氧基硅烷對聚乙烯醇縮丁醛進行化學改性，通過動態和靜態的交聯提高了其耐有機溶劑的性能。聚乙烯醇縮丁醛(PVB)是一種無定形的隨機共聚物，包括乙烯丁醛、乙烯醇以及殘留的乙酸乙烯酯，由于其韌性、可塑性和光學清晰度而顯得很珍貴。PVB主要被用于汽車工業中的夾層安全玻璃，即在兩層玻璃板之間的PVB薄片夾層(通常包含10–35% w / w的塑化劑)。

　　然而，到目前為止，由于PVB在工業中常用的有機溶劑中的溶解度，使得其廣泛應用受到了限制。在不犧牲其良好的性能的前提下，增加PVB的耐溶劑性是提高其利用率的關鍵。PVB的耐溶劑性可以通過增加聚合物之間的交聯鍵來提高。然而，大多數交聯PVB工藝是在溶液中進行的，從產業規模看來，既不具備經濟上的吸引力也不環保。與之相反，在熔融狀態下的化學改性是有前景的，只要它可以進行適當的調整。這方面的一個很有前景的方法是將PVB與硅烷偶聯劑熔融混合來產生所需的交聯。

 

　　我們在這項工作中的主要目的是擴大PVB的應用，通過工業合適的交聯反應來改善其耐溶劑。我們也希望確定保持耐溶劑PVB的彈性和韌性的最佳化學改性工藝參數。

　　最后，我們希望通過我們的研究能夠對發生在PVB和硅烷偶聯劑之間的交聯反應有更好的理解。 在這項研究中，我們使用的PVB是來自汽車行業的一種回收層壓玻璃材料。對于硅烷偶聯劑，我們選擇乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)，這在聚乙烯醇縮丁醛的化學改性中經常使用。VTMS是一種具有一個反應性乙烯基和一個可水解的三甲氧基硅烷(烷氧基硅烷)的雙官能團有機硅烷。

　　我們在一個內部混合器中對PVB和VTMS進行了熔融混合，根據五個不同的混合時間(T1–T5)，我獲得了五個樣品，如圖1所示。混合后，五個樣品在溫度為180°C以及 加載10噸10分鐘的條件下，進行壓縮成型。以乙醇為溶劑，我們對所有的樣品和純PVB進行索氏提取。以這種方式混合，會產生三種反應：接枝(VTMS與PVB分子鏈的初始反應);動態交聯(在PBS和VTMS混合時，發生在接枝VTMS基團之間);羥基(–OH)從PVB分子鏈上斷裂(由于溫度和剪切)。最有可能的接枝機理是一個(來自PVB)的–OH基團和烷氧基硅烷反應，這是由于酯交換反應所帶來的電負性差異。然后，接枝的烷氧基硅烷又與聚合物鏈上的另一–OH基團反應，從而形成交聯結構。

　　與發生在PVB與VTMS混合過程中的動態交聯相比，PVB-VTMS試樣的壓縮成型會引起靜態交聯。