（2014-2015学年第一学期）《高分子材料改性》课程论文题目：纳米粒子增韧聚氯乙烯研究新进展姓名：周凯学院：材料与纺织工程学院专业：高分子材料与工程班级：高材121班学号：201254575128任课教师：兰平教务处制2014年12月30日纳米粒子增韧聚氯乙烯研究新进展摘要通用塑料的高性能化和多功能化是开发新型材料的一个重要趋势,而将纳米粒子作为填料来填充改性聚合物,是获得高强高韧复合材料有效方法之一。本文对近年来纳米增韧PVC的制备方法,增韧机理和发展趋势进行了说明。关键词:聚氯乙烯纳米材料增韧一．研究背景随着科学技术的发展,人们对材料性能的要求越来越高。聚氯乙烯作为第二大通用塑料,具有阻燃、耐腐蚀、绝缘、耐磨损等优良的综合性能和价格低廉、原材料来源广泛的优点,已被广泛应用于化学建材和其他部门。但是,聚氯乙烯在加工应用中,尤其在用作结构材料时也暴露出了抗冲击强度低、热稳定性差等缺点。纳米技术的发展及纳米材料所表现出的优异性能,给人们以重大的启示。人们开始探索将纳米材料引入PVC增韧改性研究中,并发现增韧改性后的PVC树脂具有优异的韧性,刚度及强度得到显著改善,而且热稳定性、尺寸稳定性、耐老化性等也有较大提高,纳米复合材料已经成为PVC增韧改性的一个重要途径。本文主要介绍了近几年来纳米复合材料在PVC增韧改性方面的研究现状和发展趋势[1]。二．纳米CaCO3增韧PVC碳酸钙是高分子复合材料中广泛使用的无机填料。在橡胶、塑料制品中添加碳酸钙等无机填料,可提高制品的耐热性、耐磨性、尺寸稳定性及刚度等,并降低制品成本,成为一种功能性补强增韧填充材料,受到了人们的广泛关注。2.1纳米CaCO3增韧对PVC力学性能的影响魏刚等[2]研究指出,用CPE包覆后纳米CaCO3填充PVC的冲击强度均要比未包覆处理填充体系的略低,而拉伸强度则相反。特别是在包覆小份量CaCO3(2份)时,所得复合材料的冲击强度甚至比PVC/CPE(8份)基体的低12%,而拉伸强度则出现最大值,比基体的高8.9%左右,如图2-1所示。熊传溪、王涛等[3]研究发现两种粒径的纳米晶PVC均能起到显著的增韧和增强作用,且粒径小的纳米晶PVC作用更明显,而且偶联剂用量对试样的拉伸强度和冲击强度也有很大的影响。2.2纳米CaCO3对CPE/ACR共混增韧PVC力学性能的影响如图2-2所示，为CPE/ACR共混物对PVC冲击强度的影响。从图2-2中可以看出当CPE/ACR/PVC为10/2/100时，共混体系的冲击强度达到最大，明显优于单一CPE或单一ACR对PVC的增韧效果。这是由于10mpr的CPE在PBC基体相中可能已经形成了完整的网络结构，这种网络结构可以吸收部分冲击能量而赋予共混体系一定的冲击强度，而在此基础上再添加2phrACR后，由于核壳ACR在PVC基体相以及CPE网络中呈颗粒状分布，它们诱发基体产生大量的剪切带和银纹而图2-1两种填充方法对复合材料力学性能的影响图2-2CPE/ACR共混物对PVC冲击性能的影响使材料的冲击强度得到进一步提高，较之单一增加CPE的用量有更好的改性效果，表现出明显的协同增韧作用[9]。图2-3PVC/CPE/改性纳米碳酸钙复合材料的SEM照片古菊、贾德民等发现改性纳米碳酸钙与CPE互配，可以对PVC实现良好的协同增韧增强的效果，改性纳米碳酸钙的加入不仅有效地提高PVC/CPE体系的韧性和强度，还可提高材料的耐热性能及可加工性能。刚性的改性纳米碳酸钙与弹性体氯化聚乙烯之间表现出良好的协同增韧效果。所制得的PVC/CPE/R-CaCO3复合材料避免了常规的弹性体增韧聚氯乙烯所带来的强度、刚度下降，耐热性能降低、加工性能变差的弊端[4][5]。2.3纳米碳酸钙填充型粉末丁苯橡胶增韧改性聚氯乙烯张周达、陈雪梅将冲击试样的断面喷金，在S4800型冷场电子显微镜发射电子显微镜（SEM）上观察断口的形貌及CaCO3/SBR粒子在PVC基体中的分布时[6]CO3/SBR量比为15:100时，随着CaCO3/SBR改性剂中纳米碳酸钙含量的提高，PVC冲击强度先升后降，当纳米碳酸钙质量分数为70%击强度达到最大。说明在复合改性剂制备过程中，纳米碳酸钙和丁苯胶乳存在一个最佳配比，在此配比下的增韧效果较好。苏新清认为，复合改性剂中纳米碳酸钙和丁苯橡胶形成的50nm米碳酸钙粒子包藏于丁苯橡胶颗粒的结构内。据此可知，当复合改性剂中纳米碳酸钙和丁苯橡胶的...
