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1、№1(Sum.165)塑料科技February2005PLASTICSSCI.&TECHNOLOGY53文章编号:100523360(2005)0120053205无机纳米粒子改性PVC研究进展121刘小强,闫军,杜仕国(11军械工程学院三系,河北石家庄050003;21军械工程学院基础部,河北石家庄050003)摘要:综述了纳米CaCO3、纳米SiO2等无机纳米粒子在PVC改性中应用的最新研究进展,并指出了有待于深入研究的几个问题。关键词:聚氯乙烯;纳米粒子;改性中图分类号:TQ32513文献标识码:A聚氯乙烯(PVC)是
2、综合性能优良的通用塑料之一,其产量和用量仅次于PE,位居第二。聚氯乙烯具1纳米CaCO3改性PVC研究进展有阻燃、耐腐蚀、绝缘、耐磨损等优良的综合性能和价纳米碳酸钙是最早开发的无机纳米材料之一,因格低廉、原材料来源广泛的优点,已在各个领域获得了其价格低廉、来源广泛以及无毒无污染等特性,作为一广泛的应用。但是,聚氯乙烯在加工应用中,尤其在用种优质填料和白色颜料,已在化工、医药等许多领域得作结构材料时,也暴露出了冲击强度低、热稳定性差等[10]到广泛的应用。1987年黄锐等发现2500目的Ca2[1-2]缺点,因此需要先进行增韧
3、改性。早在20世纪50CO3经过良好的表面处理后加入SPVC中,在适当的添年代,人们就开始研究塑料的增韧改性。传统的PVC加范围内,填充后的SPVC的拉伸强度提高了30%。改性主要通过与弹性体共混,虽然增韧效果十分显著,近年来,将纳米CaCO3用于PVC增韧改性一直是材料但却牺牲了材料的刚度、耐热性和加工流动性等宝贵科学研究的热点。性能。随着粒子细化技术的发展,特别是近年来表面[11]曾晓飞等研究了纳米CaCO3的用量对PVC复处理技术的发展,PVC增韧改性研究取得了新的进展。合材料结构形态与性能的影响,结果表明,在PVC共
4、纳米材料由于尺寸小、比表面积大而产生量子效混体系中加入纳米CaCO3可明显地提高材料的韧性,应和表面效应,具有许多特殊的优异性能。将纳米材而不降低材料的强度。当共混体系中纳米CaCO3的用料引入PVC增韧改性研究中,发现改性后的PVC树脂量为8份(质量)时,复合材料的缺口冲击强度达到同时具有优异的韧性、加工流动性、尺寸稳定性和热稳28111kJ/m,是不加纳米CaCO3的713倍。同时,纳米定性,特别是近年来,随着纳米粒子表面处理技术的发CaCO3的加入使共混体系的加工流动性能变差,但加展,纳米粒子增韧PVC已成为国内外研究
5、的热入流动改性剂M可以改善共混体系的流变性能。应[3-9]点。本文主要介绍无机纳米粒子在PVC改性方[12]建波等研究了二种不同形态的纳米CaCO3粒子和面的研究现状和发展趋势。目前,用于PVC改性的无一种普通CaCO3粒子填充的PVC复合材料的性能。机纳米粒子主要有纳米CaCO3、纳米SiO2等。结果表明,加入一定量CaCO3可以提高PVC复合材料的力学性能,纳米级CaCO3填充的PVC复合材料性能优于普通轻质CaCO3体系;立方状纳米CaCO3填充的作者简介:刘小强(1982～),硕士生,主要从事军用化工新材料研究;手机
6、:13333112904,E2mail:liuxq1982@sohu1com闫军(1973～),讲师,从事化学教学与研究杜仕国(1961～),教授,从事军用化工新材料研究。收稿日期:2004210228©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net54刘小强,等无机纳米粒子改性PVC研究进展PVC复合材料的综合性能稍优于片状纳米CaCO3填充面改性处理,然后在5L高压釜中采用悬浮法进行氯
7、乙的PVC复合材料,而且,纳米CaCO3填充的PVC复合烯/纳米CaCO3粒子的原位聚合,制备了PVC/纳米Ca2材料的塑化时间比普通轻质CaCO3体系短。付志敏CO3复合建材专用树脂,研究了纳米CaCO3对产物性[13]等以界面力学、电子力学和橡胶结构理论为基础,能的影响。结果表明,原位聚合中由于加入了纳米填探讨了纳米复合PVC—U塑料增强、增韧机理,认为在料,树脂的玻璃化温度变化不大,但热稳定性增加,纳米复合PVC—U塑料中,两个线型大分子之间存在PVC的相对分子质量及分布指数均略有增加,树脂的着一定数量的“纳米桥键”(
8、图1),类似于橡胶结构,添粒径及分布变化较小,增塑剂吸收量上升。加入纳米加纳米碳酸钙可以提高PVC—U塑料的韧性。CaCO3原位聚合后的树脂冲击性能是纯PVC的2倍,断裂伸长率由纯PVC的38%上升到58154%。目前纳米CaCO3对PVC的增韧改性一般是先对纳米碳酸钙粒子进行表面改性,再
