高分子表面材料改性課程論文-納米粒子增韌聚氯乙烯研究新進(jìn)展

1、 （2014-2015學(xué)年第一學(xué)期）高分子材料改性課程論文題 目： 納米粒子增韌聚氯乙烯研究新進(jìn)展 姓 名： 周 凱 學(xué) 院： 材料與紡織工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 高分子材料與工程 班 級(jí)： 高材121 班 學(xué) 號(hào)： 8 任課教師： 蘭 平 教 務(wù) 處 制2014年12月30日納米粒子增韌聚氯乙烯研究新進(jìn)展 摘 要通用塑料的高性能化和多功能化是開(kāi)發(fā)新型材料的一個(gè)重要趨勢(shì), 而將納米粒子作為填料來(lái)填充改性聚合物, 是獲得高強(qiáng)高韌復(fù)合材料有效方法之一。本文對(duì)近年來(lái)納米增韌PVC 的制備方法, 增韌機(jī)理和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了說(shuō)明。關(guān)鍵詞: 聚氯乙烯 納米材料 增韌一 研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 人們對(duì)材料性能

2、的要求越來(lái)越高。聚氯乙烯作為第二大通用塑料, 具有阻燃、耐腐蝕、絕緣、耐磨損等優(yōu)良的綜合性能和價(jià)格低廉、原材料來(lái)源廣泛的優(yōu)點(diǎn), 已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)建材和其他部門(mén)。但是, 聚氯乙烯在加工應(yīng)用中, 尤其在用作結(jié)構(gòu)材料時(shí)也暴露出了抗沖擊強(qiáng)度低、熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。納米技術(shù)的發(fā)展及納米材料所表現(xiàn)出的優(yōu)異性能, 給人們以重大的啟示。人們開(kāi)始探索將納米材料引入PVC 增韌改性研究中, 并發(fā)現(xiàn)增韌改性后的PVC 樹(shù)脂具有優(yōu)異的韌性, 剛度及強(qiáng)度得到顯著改善, 而且熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、耐老化性等也有較大提高, 納米復(fù)合材料已經(jīng)成為PVC增韌改性的一個(gè)重要途徑。本文主要介紹了近幾年來(lái)納米復(fù)合材料在PVC 增韌改

3、性方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1。二 納米CaCO3 增韌PVC碳酸鈣是高分子復(fù)合材料中廣泛使用的無(wú)機(jī)填料。在橡膠、塑料制品中添加碳酸鈣等無(wú)機(jī)填料, 可提高制品的耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性及剛度等,并降低制品成本, 成為一種功能性補(bǔ)強(qiáng)增韌填充材料, 受到了人們的廣泛關(guān)注。2.1 納米CaCO3 增韌對(duì)PVC 力學(xué)性能的影響魏剛等 2 研究指出, 用CPE 包覆后納米CaCO3填充PVC 的沖擊強(qiáng)度均要比未包覆處理填充體系的略低, 而拉伸強(qiáng)度則相反。特別是在包覆小份量CaCO3( 2 份) 時(shí), 所得復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度甚至比PVC/ CPE( 8 份) 基體的低12%, 而拉伸強(qiáng)度則出現(xiàn)最大值, 比

4、基體的高8. 9% 左右, 如圖2-1 所示。熊傳溪、王濤等3 研究發(fā)現(xiàn)兩種粒徑的納米晶PVC 均能起到顯著的增韌和增強(qiáng)作用, 且粒徑小的納米晶PVC 作用更明顯, 而且偶聯(lián)劑用量對(duì)試樣的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度也有很大的影響。2.2 納米CaCO3對(duì)CPE/ACR共混增韌PVC力學(xué)性能的影響如圖2-2所示，為CPE/ACR共混物對(duì)PVC沖擊強(qiáng)度的影響。從圖2-2中可以看出當(dāng)CPE/ACR/PVC為10/2/100時(shí)，共混體系的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大，明顯優(yōu)于單一CPE或單一ACR對(duì)PVC的增韌效果。這是由于10mpr的CPE在PBC基體相中可能已經(jīng)形成了完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以吸收部分沖擊能量而

5、賦予共混體系一定的沖擊強(qiáng)度，而在此基礎(chǔ)上再添加2phr ACR后，由于核殼ACR在PVC基體相以及CPE網(wǎng)絡(luò)中呈顆粒狀分布，它們誘發(fā)基體產(chǎn)生大量的剪切帶和銀紋而圖2-1 兩種填充方法對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響圖2-2 CPE/ACR共混物對(duì)PVC沖擊性能的影響使材料的沖擊強(qiáng)度得到進(jìn)一步提高，較之單一增加CPE的用量有更好的改性效果，表現(xiàn)出明顯的協(xié)同增韌作用9。圖2-3 PVC/CPE/改性納米碳酸鈣復(fù)合材料的SEM照片古菊、賈德民等發(fā)現(xiàn)改性納米碳酸鈣與CPE互配，可以對(duì)PVC實(shí)現(xiàn)良好的協(xié)同增韌增強(qiáng)的效果，改性納米碳酸鈣的加入不僅有效地提高PVC/CPE體系的韌性和強(qiáng)度，還可提高材料的耐熱性能及可

6、加工性能。剛性的改性納米碳酸鈣與彈性體氯化聚乙烯之間表現(xiàn)出良好的協(xié)同增韌效果。所制得的PVC/CPE/R-CaCO3復(fù)合材料避免了常規(guī)的彈性體增韌聚氯乙烯所帶來(lái)的強(qiáng)度、剛度下降，耐熱性能降低、加工性能變差的弊端45。2.3納米碳酸鈣填充型粉末丁苯橡膠增韌改性聚氯乙烯張周達(dá)、陳雪梅將沖擊試樣的斷面噴金，在S4800型冷場(chǎng)電子顯微鏡發(fā)射電子顯微鏡（SEM）上觀(guān)察斷口的形貌及CaCO3/SBR粒子在PVC基體中的分布時(shí)6CO3/SBR量比為15:100時(shí)，隨著CaCO3/SBR改性劑中納米碳酸鈣含量的提高，PVC沖擊強(qiáng)度先升后降，當(dāng)納米碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%擊強(qiáng)度達(dá)到最大。說(shuō)明在復(fù)合改性劑制備過(guò)程中

7、，納米碳酸鈣和丁苯膠乳存在一個(gè)最佳配比，在此配比下的增韌效果較好。蘇新清認(rèn)為，復(fù)合改性劑中納米碳酸鈣和丁苯橡膠形成的50nm米碳酸鈣粒子包藏于丁苯橡膠顆粒的結(jié)構(gòu)內(nèi)。據(jù)此可知，當(dāng)復(fù)合改性劑中納米碳酸鈣和丁苯橡膠的的質(zhì)量比為7:3苯橡膠相剛好對(duì)納米碳酸鈣粒子進(jìn)行有效包覆，實(shí)現(xiàn)橡膠彈性體和納米粒子的協(xié)同增韌7。2.4聚丙烯酸酯/納米碳酸鈣復(fù)合增韌PVC 的研究馬治軍，楊景輝8備了復(fù)合增韌改性劑聚丙烯酸酯/納米CaCO3( PA-C) ，并將其用于硬質(zhì)聚氯乙烯( PVC) 中，（觀(guān)察表1）加復(fù)合改性劑PA-C后，其缺口沖擊強(qiáng)度大幅度提高，并且添加10份達(dá)到最大值88. 64kJ /m2，較添加未改性納

8、米CaCO3的PVC 復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度提高了7 倍多。彎曲模量隨PA-C 添加量的增加明顯增大，拉伸強(qiáng)度僅稍微降低，說(shuō)明PA-C 能較好分散在PVC 基體材料中，既起到較好的增韌效果，又起到一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。這是由于PMMA 與PVC 溶解度參數(shù)相同，二者具有較好的相容性。納米CaCO3表面包覆有一定含量的PMMA，有效地改善了PVC 基體與納米CaCO3之間的相容性，而且聚丙烯酸酯聚合物中含有一定量的柔性單體聚丙烯酸丁酯，其在CaCO3粒子與基體間形成過(guò)渡層，利于能量吸收，而納米CaCO3為剛性粒子，其添加提高了復(fù)合材料的剛性和硬度。三 炭黑填充增韌PVC導(dǎo)電炭黑是一種永久性抗靜電劑, 添加

9、后材料不會(huì)因水洗、磨損等原因在長(zhǎng)期使用中喪失抗靜電性能。炭黑還具有高的比表面積和高的表面能, 能吸收潤(rùn)滑劑, 與PVC 界面結(jié)合良好。炭黑的填充還能使PVC的熔體粘度大大提高。陳克正、張言波等10研究了納米導(dǎo)電纖維( nano-F) 和華光炭黑(HG-CB) 填充硬質(zhì)PVC 復(fù)合材料的電性能以及溫度對(duì)復(fù)合材料體積電阻率的影響及伏安特性, 發(fā)現(xiàn)隨填料用量的增加, 材料的電阻率逐漸降低。當(dāng)nano-F、HG-CB的填充量分別達(dá)到20、10 份時(shí), 電阻率急劇下降。這說(shuō)明此時(shí)導(dǎo)電填料在PVC 基體中已基本形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò), 填充量繼續(xù)增加電阻率下降不大。nano-F 填充PVC 復(fù)合材料特性曲線(xiàn)均呈直線(xiàn)

10、性, 即其伏安特性為歐姆性, 而HG-CB填充PVC 復(fù)合材料特性曲線(xiàn)偏離歐姆性。四 SiO2 增韌改性PVC為了改善PVC 糊的流變性能及存放性能, 陳興明等11 采用納米級(jí)SiO2 填充到PVC糊中, 當(dāng)其用量達(dá)到一定值(12份) 時(shí)可以賦予PVC 糊以明顯的切力變稀性能, 而普通超細(xì)SiO2 則不能給予PVC 糊以明顯切力變稀性能。填充納米級(jí)SiO2 的PVC 糊, 其切力變稀性能可持久地保持, 而填充普通超細(xì)SiO2的PVC 糊, 其切力變稀性能不能持久保持。4.1 納米粒子復(fù)合ACR 改性聚氯乙烯王銳蘭、王銳剛等12采用納米SiO2 粒子作為種子進(jìn)行聚丙烯酸酯的原位乳液聚合, 用此種

11、聚丙烯酸酯復(fù)合物和PVC 樹(shù)脂共混, 結(jié)果用偶聯(lián)劑MAPS預(yù)包覆納米SiO2 再進(jìn)行原位聚合的ACR, 如表2 所示, 當(dāng)SiO2 含量為10%時(shí)的ACR 作PVC 的改性劑,有最高的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度( 即破碎率最低) , 具有優(yōu)良的力學(xué)性能。4.2 納米SiO2包覆HMPC接枝共聚宇海銀13 等研究發(fā)現(xiàn), SiO2 經(jīng)SDS 預(yù)處理后包覆羥丙基甲基纖維素( HMPC) , 并接枝PMMA, 隨著SiO2 /HPMC-PMMA、TiO2/HPMC-PMMA、ZnO/HPMC-PMMA 含量的增加, 沖擊強(qiáng)度隨之提高。當(dāng)復(fù)合粒子含量分別為10% 、10% 、20% 左右時(shí), 沖擊強(qiáng)

12、度達(dá)到最大值61、62、68kJ/ m2。這比純PVC 的沖擊強(qiáng)度52kJ/ m2 分別提高了19.2、25、31% 。4.3 納米SiO2添加量對(duì)復(fù)合材料性能的影響田滿(mǎn)紅、郭少云14 通過(guò)超聲波、振磨等方法對(duì)納米粒子進(jìn)行表面處理, 以促進(jìn)納米粒子在基體中的均勻分散, 大幅度提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性。當(dāng)納米SiO2 的添加量為3% 時(shí), 復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好, 其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和楊氏模量均有較大的提高。振磨處理時(shí)間對(duì)納米粒子改善復(fù)合材料性能也有影響。處理6h 時(shí)改善復(fù)合材料的沖擊性能效果最好。4.4聚氨酯彈性體/納米二氧化硅協(xié)同改性聚氯乙烯及其力學(xué)性能王士財(cái)、張曉東15等用聚氨酯(

13、PU )彈性體/納米SiO2 復(fù)合材料協(xié)同改性聚氯乙烯( PVC ), 用反應(yīng)擠出一步法成型工藝制備了PU 彈性體/納米SiO2 /PVC復(fù)合材料, 對(duì)擠出速率和溫度進(jìn)行了考察, 并對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響因素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明, 制備該復(fù)合材料的最佳工藝條件是螺桿轉(zhuǎn)速為40 50 r/m in、擠出機(jī)均化段溫度為180 190 ; 用分散于液化二異氰酸酯中的納米SiO2 制備的復(fù)合材料的性能優(yōu)于用分散于聚醚二元醇中的納米SiO2;PU 彈性體和納米SiO2 能協(xié)同增韌PVC, 兩者質(zhì)量比為5/1時(shí)增韌改性的效果最佳。當(dāng)PU 彈性體/納米SiO2 /PVC (質(zhì)量比)為5/1/20時(shí), 復(fù)合

14、材料的綜合力學(xué)性能最優(yōu), 沖擊強(qiáng)度達(dá)到45.6 kJ/m2, 拉伸強(qiáng)度為50.3MPa。五. 納米黏土填充增韌PVCPVC/納米黏土復(fù)合材料只需少量的納米黏土即可使PVC的韌性、強(qiáng)度和剛度顯著改善。因PVC分子鏈的運(yùn)動(dòng)受到限制，材料的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性提高，復(fù)合材料在二維或三維上均有較好的增韌和增強(qiáng)效果，不同層狀黏土可以賦予材料不同的功能。Mahmood等16通過(guò)熔融混合制備了有機(jī)黏土增強(qiáng)PVC/丙烯腈丁二烯苯乙稀（ABS）基體，并研究了納米黏土對(duì)PVC/ABS的形態(tài)、流變學(xué)和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，加入納米黏土，使PVC/ABS共混物的增韌效果顯著增加。當(dāng)納米黏土的加入量為5時(shí)，共混物的

15、力學(xué)性能達(dá)到最佳。此外，添加順序?qū)︷ね猎赑VC/ABS/黏土納米復(fù)合材料中的分散也有顯著影響，通過(guò)選擇最佳的添加順序來(lái)控制納米黏土在共混物中的分布。Shimpi等17用常規(guī)的雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融配共混制備PVC納米復(fù)合材料，并研究了有機(jī)物表面改性的蒙脫土（OMMT）對(duì)PVC納米復(fù)合材料性能的影響。從圖5-1可以看出，沖擊強(qiáng)度隨著OMMT含量的增加而提高，當(dāng)OMMT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12時(shí)，PVC復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最高為4.4KJ/m2，如果OMMT的含量大于12時(shí)，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度則會(huì)下降。圖5-1 納米復(fù)合材料簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度Li等17采用震動(dòng)磨的固態(tài)剪切混合技術(shù)制備了PVC/高嶺土納米復(fù)

16、合材料。經(jīng)該技術(shù)制備的納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度較傳統(tǒng)方法制備復(fù)合材料的顯著提高。PVC和高嶺土經(jīng)震動(dòng)磨處理后加工制備的復(fù)合材料中，PVC和片條狀高嶺土互相穿插，高嶺土在PVC基體中形成均一的分散，對(duì)PVC基體起到了較好的增強(qiáng)增韌效果。Hemmati等18用2種方法制備出了有機(jī)納米黏土增強(qiáng)PVC/ABS基體復(fù)合材料，并研究了納米黏土對(duì)PVC/ABS的形態(tài)、流變學(xué)和力學(xué)性能的影響。一種方法為先將PVC和ABS在170熔融混合5min，再將黏土加入共混物中混合7min；另一種方法是先將ABS和黏土在170熔融混合5min，再將PVC加入共混物中混合7min。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混入黏土的

17、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5時(shí)，兩種方法所制備的納米復(fù)合材料的懸臂梁沖擊強(qiáng)度均達(dá)到最大值，且第二種方法制備出的納米復(fù)合材料的懸臂梁沖擊強(qiáng)度（65J/）及斷裂伸長(zhǎng)率大于第一種方法制備的納米復(fù)合材料（45J/）。六“核殼”納米粒子對(duì)PVC的增韌將聚酯增塑劑分子通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理作用固定在無(wú)機(jī)粒子表面形成“核殼”結(jié)構(gòu)的粒子，將這種粒子與復(fù)合，一方面可限制增塑劑的遷移，另一方面可提高無(wú)機(jī)粒子的分散性，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)增塑、增強(qiáng)、增韌和提高耐熱性的目的。目前用“核殼”納米粒子來(lái)提高脆性聚合物的韌性和沖擊性能已備受重視。Chen等20通過(guò)乳液聚合在交聯(lián)苯乙烯共丁二烯核上接枝聚苯乙烯和聚丙烯酸丁酯（PBA）合成了一種新穎的“核殼

18、”改性劑（MOD），并對(duì)其增韌PVC進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，MOD對(duì)PVC懸臂梁沖擊強(qiáng)度的提高有顯著作用，其中MOD中丙烯酸丁酯的含量對(duì)PVC/MOD的韌性增強(qiáng)時(shí)一個(gè)重要的因素；PVC/MOD的懸臂梁沖擊強(qiáng)度隨著MOD中丙烯酸丁酯的含量的增加而顯著提高，當(dāng)MOD中丙烯酸丁酯的含量為40時(shí)，PVC/MOD的懸臂梁沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大為1200J/。Yin等21首先對(duì)埃洛石高嶺土和二氧化硅納米填料進(jìn)行表面改性,再嫁接上聚己二酸丁二醇酯(PBA)合成了“核-殼”納米粒子增塑劑,并將其混入PVC中制備了出高強(qiáng)度和韌性的復(fù)合材料結(jié)果表明,相比于未改性的納米填料,用改性的納米填料制備的PVC/“核-殼”納米粒子

19、的強(qiáng)度和韌性都有顯著提高當(dāng)“核-殼”納米粒子的含量均為5%時(shí),用未改性的埃洛石高嶺土和二氧化硅納米粒子嫁接PBA得到的“核-殼”納米粒子改性PVC制備的PVC/“核-殼”納米粒子的斷裂伸長(zhǎng)率分別為5%5%和7%;改性后的PVC/“核-殼”納米粒子的斷裂伸長(zhǎng)率分別為90%7%和120%七. 其他無(wú)機(jī)納米粒子對(duì)PVC的增韌硅灰石具有吸濕性小、熱穩(wěn)定性好、表面不易劃傷等優(yōu)點(diǎn)，用其填充聚合物，具有快速分散性和低的黏度，在提高沖擊、拉伸和撓曲強(qiáng)度等方面都優(yōu)于其他無(wú)機(jī)填料，不足之處是多數(shù)硅灰石粉在加工溫度下顏色易變灰，從而影響材料的透明度。楊中文等22將硅灰石經(jīng)硬脂酸稀土改性后,用于填充PVC-U 給水管

20、材,并對(duì)管材性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明,改性硅灰石可以提高管材的落錘沖擊強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度,當(dāng)粒徑在3m 左右的硅灰石,質(zhì)量份數(shù)為25份時(shí),落錘沖擊強(qiáng)度達(dá)到1%同時(shí)還使管材的維卡軟化溫度提高到92.4 ,縱向回縮率降低至1.03%,且硅灰石粒徑越小提高越顯著程博等23利用超聲作用制備納米石墨微片(nano-Gs),并采用混酸對(duì)其進(jìn)行表面活化,最后通過(guò)熔融共混法制備PVC/nano-Gs復(fù)合材料通過(guò)傅里葉紅外光譜和SEM 對(duì)nano-Gs的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,研究了nano-Gs對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能和力學(xué)性能的影響結(jié)果表明,隨著nano-Gs含量升高,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度及缺口沖擊強(qiáng)度均先升高后降低,nano-G

21、s質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度及缺口沖擊強(qiáng)度均達(dá)到最大值,相比純PVC分別升高約14%和38%凹凸棒土是一種以含水富鎂硅酸鹽為主的黏土礦,具有特殊纖維狀晶體型態(tài)的層鏈狀過(guò)渡結(jié)構(gòu)但是凹凸棒土與樹(shù)脂基體的結(jié)合并不好,當(dāng)材料受到外力時(shí)表現(xiàn)出脫黏現(xiàn)象所以要將納米凹凸棒土進(jìn)行改性,改性后的納米凹凸棒土填充到PVC基體中,能顯著改善其力學(xué)性能鄭祥等24用鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)凹凸棒土進(jìn)行表面改性,并研究了經(jīng)表面處理和未經(jīng)表面處理的凹凸棒土對(duì)PVC/ABS復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,用SEM 觀(guān)察了PVC/ABS復(fù)合材料的沖擊斷面微觀(guān)形貌和凹凸棒土的分散情況從圖3可以看出,經(jīng)表面處理的凹凸棒土添加到PVC/AB

22、S復(fù)合材料中缺口沖擊強(qiáng)度要好于未改性的,添加10份經(jīng)表面處理的凹凸棒土可以使復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度提高到15.48kJ/m2;未經(jīng)表面處理的凹凸棒土在添加15份時(shí),復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最高14.31kJ/m2分析認(rèn)為,當(dāng)添加量逐漸增大時(shí),凹凸棒土在PVC/ABS復(fù)合材料中的團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重,此時(shí)凹凸棒土在材料中就是明顯的缺陷,對(duì)材料已沒(méi)有了增韌作用圖7-1 凹凸棒土含量對(duì)PVC/ABS復(fù)合材料缺口沖擊強(qiáng)度的影響八結(jié)語(yǔ)通過(guò)本次的研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)納米粒子填助劑發(fā)展已日新月異，例如2011年陳建軍等提出納米高嶺土的固相剪切碾磨制備及對(duì)PVC的增強(qiáng)增韌，許海燕等提出MWNT-g-PBA的制備及對(duì)PVC的

23、改性，等等研究的推陳出新也使得國(guó)內(nèi)高分子行業(yè)呈現(xiàn)生機(jī)盎然的形式。國(guó)內(nèi)專(zhuān)家對(duì)納米粒子（最為廣泛的是CaCO3）對(duì)PVC的彈性體增韌改性機(jī)理、有機(jī)剛性粒子增韌機(jī)理、無(wú)機(jī)剛性栗子增韌機(jī)理、纖維狀填料增韌機(jī)理都有深厚的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。納米粒子增韌改性PVC，由于納米材料具有尺寸小，比表面積大而且產(chǎn)生量子效應(yīng)和表面效應(yīng)等特點(diǎn)，將納米材料引入到PVC增韌改性研究中，發(fā)現(xiàn)改性后的PVC樹(shù)脂同時(shí)具有優(yōu)異的韌性、加工流動(dòng)性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，特別是近年來(lái)，隨著納米粒子表面處理技術(shù)的發(fā)展，納米粒子增韌PVC已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。其增韌機(jī)理是納米粒子的存在產(chǎn)生了應(yīng)力集中效應(yīng)，引發(fā)周?chē)鷺?shù)脂產(chǎn)生微開(kāi)裂，

24、吸收一定的變形功；納米粒子在樹(shù)脂中還可以起到阻止、鈍化裂紋的作用，最終阻止裂紋不致發(fā)展為破壞性開(kāi)裂；由于納米粒子與基體樹(shù)脂接觸面積大，材料受沖擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的微開(kāi)裂而吸收更多的沖擊能。納米粒子由于其優(yōu)良的性能,在塑料的高性能化改性中的應(yīng)用前景非常廣闊納米粒子增韌改性PVC具有諸多優(yōu)勢(shì),但同時(shí)也存在著納米原料價(jià)格昂貴等致命缺陷所以發(fā)展價(jià)格低廉的新型納米增韌增強(qiáng)劑,尋找更適用更科學(xué)的納米材料,以獲得更好的增韌效果并最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),是納米粒子增韌改性PVC研究的一個(gè)極其重要的研究方向和努力目標(biāo)此外,對(duì)于PVC納米復(fù)合材料,還應(yīng)深入研究其制備方法,探索更加完善的納米粒子表面改性技術(shù),進(jìn)一步增加粒子

25、與PVC在納米尺度上的相容性,并深入研究PVC納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能,加強(qiáng)理論研究上的深度,使這一新材料能夠真正發(fā)揮其潛能個(gè)人認(rèn)為，納米材料發(fā)展至今，已經(jīng)步入人民生活的各個(gè)方面，對(duì)于PVC目前熱門(mén)的材料改性起到的作用也仍然受到各方面的限制，目前開(kāi)發(fā)工業(yè)化比較多的例如CPE、ACR、EVA等這些高分子助劑然后添加納米粒子的方法使得共混的效果更加好，對(duì)增強(qiáng)和增韌也更有利，這些共混體系的缺口沖擊強(qiáng)度是未改性PVC的數(shù)倍之多，由此我個(gè)人覺(jué)得在PVC與其他高分子聚合物共混呈現(xiàn)不相容性時(shí)，添加CPE/ACR彈性體（做增溶劑）等方法提高PVC與其他高分子聚合物之間的相容性，從而增加界面黏附強(qiáng)度，對(duì)于今后的

26、更多PVC復(fù)合材料有極大的意義。參考文獻(xiàn)：1 張瓊方,張教強(qiáng),國(guó)際英.納米粒子增韌聚氯乙烯研究新進(jìn)展J.玻璃鋼/復(fù)合材料,2005,(1).2 魏剛,黃銳,宋波等. CPE 包覆納米CaCO3 對(duì)PVC/ 納米CaCO3復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響J.中國(guó)塑料，2003,17(4)：35-38.3 熊傳溪,王濤, 董麗杰等.納米晶PVC 在PVC/ CaCO3 復(fù)合材料中的作用J中國(guó)塑料, 2003, 17( 7)：15-19.4 余劍英,.納米CaCO_3對(duì)CPE/ACR共混增韌PVC力學(xué)性能的影響J. 高分子材料科學(xué)與工程,2010,(1).5 賈德民,羅遠(yuǎn)芳,張欣釗,程镕時(shí),. 復(fù)合改性納米

27、碳酸鈣CPE對(duì)PVC的協(xié)同增韌增強(qiáng)J. 塑料工業(yè),2006,(S1).6 達(dá),陳雪梅,. 納米碳酸鈣填充型粉末丁苯橡膠增韌改性聚氯乙烯J. 機(jī)械工程材料,2012,(5).7 高光濤,張勇,.改性納米碳酸鈣增韌PVC研究J. 塑料工業(yè),2008,(1).8 馬治軍,楊景輝,吳秋芳,. 聚丙烯酸酯/納米碳酸鈣復(fù)合增韌PVC的研究J. 塑料工業(yè),2011,(3).9 馬夫嬌,馬新勝,楊景輝,.PVC/改性納米CaCO_3復(fù)合材料的制備及性能J. 塑料,2009,(5).10 陳克正,張言波.納米導(dǎo)電纖維與導(dǎo)電炭黑填充PVC 復(fù)合材料的電性能研究J.高分子材料科學(xué)與程, 2001,17(5):71-

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