废旧聚乙烯醇缩丁醛交联反应及再生利用研究

随着PVB胶片在汽车、建筑安全玻璃及太阳能光伏组件膜等领域的广泛应用，与之相随的废旧PVB也日益增多。如何利用现有高分子材料加工设备生产高附加值PVB新材料成为亟待解决的科学与技术难题。依靠PVB大分子链上羟基与硼砂、马来酸酐两种交联剂在HAAKE转矩流变仪中的交联反应制备具有局部化学交联结构的PVB凝胶材料；研究PVB凝胶材料在小应变下的动态流变行为，考察动态粘弹函数对加载频率的依赖关系及时温叠加可适性，揭示PVB凝胶网络的主要结构特征；考察交联剂类型、含量及加工参数对交联反应以及凝胶结构的影响；在探明凝胶结构－力学性能之间的内在关系基础上，优化材料配方与加工工艺，平衡产品的力学与加工性能，并进行逐级放大试验。本课题的开展可为高附加值PVB新材料结构-性能的调控提出新的理论和实践依据，并有望解决日益增加的PVB废料环境污染问题，实现资源的再生。

近年来，回收PVB膜片（RPVB）的再生利用研究受到日益重视。我们首次提出采用小分子交联剂与回收PVB膜片在常规加工条件下制备具有局部微交联结构的回收PVB材料，借以改善PVB膜片的加工及物理机械性能，拓宽其应用范围。基于上述思想，我们开展了如下工作：（1）首先将RPVB分别与硼砂(PSA)及硼酸(PSU) 在HAKKE转矩流变仪中熔融共混，其次将RPVB分别与马来酸酐（MAH）及甲苯二异氰酸酯（TDI）在双螺杆挤出机中熔融共混。研究了不同工艺参数下，RPVB与上述四种物质的熔融反应效果，制备了具有局部交联网络结构的RPVB材料。结果表明：RPVB可与上述四种物质发生反应，产生局部交联结构；动态模量曲线未出现明显的凝胶响应，但粘度对其形成较为敏感；局部交联结构的形成改善了RPVB材料的加工性能并拓宽其加工窗口温度；同时，较为均匀的局部交联结构还有利于RPVB材料力学性能的提高。（2）分别采用戊二醛（GTA）和PSA为交联剂，在溶液状态下对RPVB膜片进行化学交联改性；将剑麻微纤维(SMF)制成微纤维毡，加入GTA或PSA交联改性的RPVB中，制备了SMF/RPVB复合材料，SMF与RPVB间可形成良好的界面结合。但是由于只有部分RPVB充分渗入纤维毡内部，导致复合材料的整体相容性欠佳。在项目资助下，已在学术刊物及会议上发表论文5篇（EI收录1篇），申请专利4项（授权2项），培养硕士研究生5名（已毕业3名）。