聚氯乙烯纳米碳酸钙复合材料制备、结构与性能的研究

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1、摘要摘要本论文采用水相法、固相法两种表面改性工艺，引入含双官能团、三官能团的表面改性剂o、R，制得了三种有机表面改性纳米碳酸钙(O—CaC03、R．CaCO”R．CCR)。通过设立的沉降体积、接触角、体系粘度等参数研究发现，所得的改性纳米碳酸钙具有表面包覆效果好、与有机介质相容性好、在有机介质中分散性佳的特点。与常规的偶联剂表面改性方法相比，具有环境友好性、能耗低、价格低廉：、工艺简单的优点。三种改性纳米碳酸钙与聚氯乙烯(PVC)熔融共混后，制得了聚氯乙烯／纳米碳酸钙复合材料。研究表明，改性纳米碳酸钙的加入对PVC具有增韧、增强

2、、增刚的三重作用，同时可使材料的耐热性能得到提高。在一定剪切速率下，适量改性纳米碳酸钙的加入对体系的加工性能影响不大。复合材料显示出优异的纳米复合效应。将改性纳米碳酸钙R．CCR和氯化聚乙烯(CPE)互配，与PVC熔融共混后，制得了聚氯乙烯，氯化聚乙烯，纳米碳酸钙复合材料。研究表明，改性纳米碳酸钙的加入对PVC／CPE体系有明显的增韧、增强、增刚三重作用，同时也使材料的耐热性能得到提高。在一定剪切速率下，适量改性纳米碳酸钙的加入对体系的加工性能还有促进作用，使PVC／CPE体系加工性能变好。当R．CCR用量为10phr时，PVC

3、／CPE、PVC／R．CCR材料的冲击强度分别为5．82kJ／m2、14．21kJim2，而PVC／CPE／R．CCR复合材料的冲击强度为22．82kJ／m2，复合材料显示出优异的刚性无机纳米粒子与有机弹性体之间的协同增韧效果。避免了弹性体增韧所带来的材料刚度、强度、耐热性和加工性能下降的缺点。通过扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)的测试，探讨了纳米碳酸钙粒子对聚氯乙烯的增韧增强机理。表明纳米粒子的良好分散可促进基体发生脆韧转变，良好的界面结合可有效分散和传递外界应力。关键词：水相法；固相法；改性纳米碳酸钙；聚氯

4、乙烯；增韧；增强华南理工大学硕士学位论文AbstractInthisdissertation，threekindsofmodifiednano—CaC03(O—CaC03、R—CaC03、R—CCR)werepreparedbysurfacemodifyingagents(O、R)withdoublefunctionalgrouportri—functionalgroupintheconditionofwaterphaseorsolidphase．Theeffectsofsurfacemodificationwerevalued

5、bytheindexesofsedimentationvolume、angleofcontact、systemviscosityetc．，whichcansupplysometheoreticalbasisesfortheapplicationofmodifiednano—CaC03inthematrixesofthepolymers．Thestudiesabouttheconstructionsandperformancesofthemodifiednano，CaC03indicatedthattheparticleshadv

6、alidsurfacecoating、effectualcompatibilityanddispersionwithorganicsubstance．Comparedwiththeconventionalmodificationbythecouplingagents，thiscrafthastheadvantagesoffriendlytreatmentwiththeenvironment、lowerenergyconsumptionandcost、simpleoperationandsuitablefortheindustri

7、alproduction．Withthethreekindsofmodifiednano—CaC03inthePVCmatrix，thecompositesofPVC／modifiednano—CaC03wereprepared．Performancemeasurementshowed：theuseofthemodifiednano—CaC03madethePVCmoretoughening、strengtheningandstiffness，theheatresistingwereimprovedatthesametime．D

8、eformabilityofthecompositeweremaintainedwiththeappropriateapplicationofthemodifiednano—CaC03undersomesharerates．Thecompositesexhibi