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摘 要

聚氯乙烯（PVC）是一种价格便宜、容易获取的树脂，具有良好的透明性能，常被用于透明制品制作。本课题中设计了一种方案，以PVC为基体，制备具有特殊性能的增塑PVC薄膜，该薄膜除了具有良好的透明性以外，还会对近红外区波段具有极强的吸收能力。根据配方设计制得一系列样品，通过对样品进行分析表征以及性能测试，分析钨酸铯对增塑PVC薄膜材料的透明隔热效果。

本方案给出一种实验方法，实验通过添加聚酯增塑剂改善PVC材料的可塑性、添加硬脂酸钙和硬脂酸锌作为热稳定剂，同时使用钨酸铯屏蔽近红外光，增加增塑PVC材料的隔热性能。在其他助剂份量保持不变的情况下，制备出钨酸铯份量分别为0/0.5/1/1.5/2的薄膜样品用以比较分析钨酸铯对增塑PVC薄膜材料的透明隔热效果。将PVC基材和相关助剂通过双辊炼塑机混合，再由平板硫化机压制成膜。之后通过傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、万能试验机、雾度仪、太阳光照射隔热效果测试装置分别对薄膜的组成成分、光学性能、力学性能、透明性能和隔热性能进行研究。随后列出实验中可能出现的结果，并对结果进行了讨论分析。

关键词：增塑PVC薄膜 钨酸铯 隔热 透明

Preparation and properties of transparent and heat insulation plasticized PVC film materials

ABSTRACT

Polyvinyl chloride (PVC) is cheap and easy to obtain resin with good transparency, which is often used in transparent products. In this project, a scheme is designed to prepare a plasticized PVC film with special properties based on PVC. In addition to good transparency, the film also has a strong absorption capacity in the near-infrared region. A series of samples were prepared according to the formula design. Through the analysis, characterization, and performance test of the samples, the transparent heat insulation effect of cesium tungstate on the plasticized PVC film material was analyzed.

In this scheme, an experimental method is given. In the experiment, the plasticity of PVC material is improved by adding polyester plasticizer, calcium stearate, and zinc stearate as heat stabilizers, and the near-infrared light is shielded by cesium tungstate to increase the thermal insulation performance of PVC material. To compare and analyze the transparent and heat insulation effect of cesium tungstate on the plasticized PVC film materials, the film samples with 0 /0.5/1/1.5/2 of cesium tungstate were prepared under the condition that the weight of other additives remained unchanged. The PVC base material and related auxiliaries were mixed by melting and then pressed into a film by flat vulcanizer. After that, the composition, optical properties, mechanical properties, transparency, and thermal insulation of the film were studied by the infrared spectrometer, UV-vis-NIR spectrophotometer, universal testing machine, haze tester, and thermal insulation film temperature tester. Then the possible results in the experiment are listed, and the results are discussed and analyzed.

Key Words: Plasticized PVC film; Cesium tungsten oxide; Heat insulation; Transparent

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 研究背景 1

1.2 聚氯乙烯（PVC）基材的概述 2

1.3 增塑剂概述 2

1.3.1 增塑机理 3

1.3.2 增塑剂的选择 3

1.4 热稳定剂概述 4

1.4.1 聚氯乙烯的热降解过程及机理 4

1.4.2 热稳定剂作用机理及选择 4

1.5 近红外屏蔽材料的作用机理及选择 5

1.6 透明隔热材料的研究现状 6

1.7本课题的研究意义及主要内容 7

第二章 实验方案 9

2.1 实验原料 9

2.2 实验设备 9

2.3 制备试样 10

2.3.1 制备试样 10

2.3.3 制备样片 10

2.4 性能测试与表征 11

2.4.1 傅里叶变换红外光谱（FT-IR)测定 11

2.4.2 紫外光-可见光-近红外分光光度计（UVPC）测定 11

2.4.3 力学性能测定 11

2.4.4 透光度和雾度性能测定 11

2.4.5 隔热性能测定 12

第三章 分析方案 13

3.1 傅里叶变换红外光谱（FT-IR)实验分析方案 13

3.2 紫外光-可见光-近红外分光光度计（UVPC）测定分析方案 13

3.3 力学性能测定分析方案 14

3.4 透光度和雾度性能测定分析方案 14

3.5 隔热性能测定分析方案 15

第四章 结论与展望 16

4.1 分析方案结论 16

4.2 展望 16

参考文献 18

致 谢 21

第一章 文献综述

1.1 研究背景

太阳能量到达地球的传输方式是电磁波，被称作太阳辐射（200~2500nm)。这些波谱包括伽马射线、可见光、紫外线、红外线、微波射线等^[1]。其中能穿透大气层到达地表的能量主要汇集在可见光，紫外光和红外辐射，其中可见光约占百分之四十三，紫外光最少，大约仅占百分之五，红外光最多，约占高达百分之五十二。而红外区又可被分为近红外区、中红外区和远红外区^[2]。其中太阳辐射中的热源主要聚集在近红外区。

红外光属于太阳辐射中不可见光的其中之一，其最大的特性就是可以辐射出热能。夏季阳光剧烈，在阳光下长期暴露的物体会接收到大量的热辐射，使得物体表面热量急剧升高，会给人类的日常生活造成诸多麻烦之处^[3]。尤其是会使室内或车内温度上升造成人体不适感，人们需要通过一些降温设备来降低室内温度，从而造成能源消耗。在中国，建筑能耗大约占社会总能耗的百分之三十^[4]。其中东北地区冬季的暖气供应能耗以及西南地区夏季的空调制冷能耗占主要部分。建筑物中门窗玻璃面积高于建筑总面积的三分之一，作为建筑的重要组成，是建筑物内外能量交换最多的部分，也是造成建筑能耗的主要区域^[5]，整个能量消耗达到建筑总能耗的三分之二。对门窗玻璃做镀膜处理，可降低建筑物外能量交换，从而减少室内空调的运行，在降低能源消耗的同时减少了CO₂的产生，具有节能减排的功能。目前对于构筑节能玻璃有两个最重要的问题，其一是达到日常生活工作的室内采光需求，这要求节能玻璃有高度透光性；其二是达到降低能耗的需求，这要求节能玻璃能够高度吸收近红外区光线以抵挡太阳辐射^[6]。

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