刚性无机粒子增韧聚氯乙烯%2f蒙脱土复合材料的结构和性能的研究.pdfVIP

第5届全国PVC塑料加工工业技术年会 刚性无机粒子增韧聚氯乙烯／蒙脱土复合材料的 结构与性能研究 ： 万超瑛，张隐西，张勇 (上海交通大学高分子材料研究所，上海200240) [关键词]聚氯乙烯；蒙脱土；纳米碳酸钙；结构；增韧改性 电镜对复合材料的结构进行了表征。采用基本断裂功的方法研究了复合材料的断裂韧性。结果表明，llano— CaCO,和有机蒙脱土在PVC基体中实现了纳米尺度的分散，两者对PVC具有协同增韧的作用。 聚氯乙烯(PVC)／蒙脱土复合材料具有插层型层片间距为2．6 结构，蒙脱土在一定程度上能够改善复合材料的力 材料有限公司产品，牌号SP一200。有机锡稳定剂增 学性能、热稳定性和阻燃性能[I~3]。无机刚性粒子塑剂和润滑剂等加工助剂均为工业级。 增韧改性塑料成为一种全新的增韧技术。人们采用 1．2 vvc／蒙脱土纳米复合材料的制备 较为成熟的研究金属材料破坏的理论和方法如线弹 按配比称取PVC与各加工助剂，在高速混合器 性力学方法、J积分法[4]等对刚性无机粒子复合体中混合8 系断裂破坏的机理进行了研究，认为复合体系的损 80℃真空烘箱中干燥24h备用。将PVC混合料与 伤过程本质上是断裂应力(crb)与屈服应力(盯，)之间 的竞争，其竞争结果决定着材料是脆性破坏或韧性 ℃下混炼10 破坏。此外，人们也利用弹性体增韧的一些结论和 合材料。按照上述方法，将PVC混合料、nano— 方法，特别是Wu的理论[5]，认为无机粒子增韧高分 子的过程本质上也是一个逾渗过程，分散相之间基 CaC03／OMMT复合材料。 体屈服并连通是脆韧转变的原因。根据无机刚性粒 将PVC共混物和复合材料在平板压机上压制 子的增韧改性的特点，本文采用无机刚性粒子纳米 成厚度为1、3、4mm的样片，用于结构表征和性能 碳酸钙(nano—CaC03)对PVC／有机蒙脱土复合材 测试。压制条件为170℃和20MPa热压6min，室 料进行了改性研究。已有研究表明[6]，高径厚比的 温和10MPa冷压10rain。 蒙脱土片层在达到纳米尺度分散后，对、PVC基体具 1．3结构表征 有同时增强增韧的特性。在此基础上，将nano— 广角x一射线衍射分析(XRD)：在日本理学 Dmax—rC CaCO，与OMMT并用，在适当的用量和配比条件 X射线衍射仪上进行，铜靶(CuK。，A= 0．154 下，如果充分发挥不同形状刚性粒子的改性作用和 nm)，电压为40 kV，电流为100mA，扫描速 纳米尺度效应，预期能够得到高性能的PVC纳米复 度为10℃／min，扫描范围1。～10。。 合材料。针对这一设想，本文详细讨论了nano— CaC03和OMMT对PVC的协同改性作用。 果中，2护指蒙脱土层状结构的d(001)面衍射角，d 1 实验部分 1．1原材料 层片间距大小。 PVC：牌号WS800，上海氯碱化工股份有限公司 产品。有机蒙脱土(OMMT)是采用二甲基双氢化牛 tracutE超薄切片机做低温冷冻切片，切片厚度约 脂季铵盐改性的钠基蒙脱土，为工业级产品，阳离子 80～100 交换容量(CEC)为80～100