PVC填充改性填料的筛选与评价.docx

PVC填充改性填料的筛选与评价方式：刚性粒子增韧、弗性体增韧和亚合粒子增韧。2.1 刚性粒子增切2.1.1 无机刚性粒子(RIF)由于纳米粒子独特的“外表效应”、“体积效应”和“量子效应”等，使得其在基体中分散良好的前提下，可同时到达增初、增强的效果，因此，无机刚性粒子研究较多的是纳米级RIF.焦其帅等用针形纳米碳酸钙改性PVC,结果说明：将改性针形纳米碳酸钙填充到聚氯乙烯(PVC)材料中,得到的究合材料与为填充改性针形纳米碳酸钙的PVC相比，添加5份改性针形碳酸钙的PVC兔合材料拉伸强度提高门0%、冲击强度提高J'7%；扫描电子显微镜分析显示，改性针形纳米碳酸钙在PVC体系中分散均匀、冲击试样断面和拉伸试样断面均呈现明显的韧性断裂特征。丁胜春等代人研究纳米高岭土在PVC中的应用，通过实眩优化出最正确配方：高岭土含量8%、偶联剂用量2.0%、稳定剂用取2.0%,增塑剂用量10%,此时材料的拉伸强度达54MPa,断裂伸长率为120%,无缺口冲击强度为43kJm2.改性后的高岭土起到/增强、增韧的双重作用，到达r预期效果.闫平科E等选用钠基蒙脱土和3种烷基季筱林改性的;蒙脱上，采用焰融共混的方法制备聚氯乙烯/蒙脱土纳米亚合材料，并研究了蒙脱土种类和用量:对第台材料力学性能的影响结果说明，3种更合材料均具有插U型构造，有机蒙脱土含量小丁3.0%时，复合材料的综合力学性能均有明显提高，有机蒙脱上用量大于7.0%以后，材料的力学性能降低。王平忖噂人采用RAFT活性聚合方法在碳纳米管外表接枝上聚合物链，然后与PVC通过熔融共混方法更合制备了碳纳米管/PVC纳米豆合材料.对复合材料的构造与拉伸强度进展了表征研究，说明接枝聚合物链的碳纳米管显著提高了PVC的拉伸强度。另外比较新颍的课题研究是：董雪波等E研究了木质素/PVC复合材料的力学性能,并利用扫描电镜分析了木质素与PVC混合后的微观特征。与传统的人造板相比，木斯素/PVC电合材料具有无甲醛释放，力学性能好，能充分利用废弃物，并可循环再利用等特点的新的环保型曳合材料.还有张友新F探讨f活化盐泥(SM)对聚氯乙烯(PVC)的桎定机理，并将以SM为填料的PVC用于制造多空PVC管材，试验结果说明:与传统的轻质碳酸钙做填料的PVC相比，以SM作填料的PVC制造的多空材料具有较好的力学性能。以上两项对政府提出的“低碳”"减排”政策上，都有很大的实际意义。2.1.2 有机刚性粒子(ROF)为机刚性粒子与PVC相容性差，常参加定员的CPE、ABS、MBS等作为增容剂。吴其咋等人:”在PMMA基核-壳&型有机刚性粒子增韧改性PVC/CPE体系的研究中比较了SAN、高流动性SAN、PS、ASAxACR.PMMA6种有机刚性粒子改性PVC/CPE体系的效果，粒子的用星均为3份，测得其力学性能,PMMA的增切效果最为显著，且拉伸行为均显示出韧性材料的拉伸特征°J.Borek等人,”研究J,PMMA,PS.SAN等有机刚性粒子对PVC性能的改性，发现不同粒子改性效果不同,PS的增韧效果及好，而PMMA的增物增强效果最正确。最近几年对有机刚性粒子的研究很少，大多是与无机填料或者弹性体填料进展复合后进展填充使用，而这无疑增加J'本钱的预算。2.2 弹性体增韧PVC与弹性体共混增韧改性是目前研究最多、理论也较为成熟的一种增韧方法，这里就不在赘述，以下自作简单枚举。总结诸多研究者的研究，用于增韧PVC的弹性体主要有代表"网络增翎"机制的NBR、CPE、EVA、TPU和代表“剪切屈服银纹化"机制的ABS、MBSsACR等22.2.1 PVC/NBR体系NBR是增韧PVC最早商品化的改性剂，因其耐油、耐老化、耐腐蚀且与PVC相容性好等优点而倍受青睐，张永海等人研究了NBR用量对PVC断裂情形与力学性能之间关系的影响，发现NBR作为一种弹性体改性剂弹性较好,NBR相形成包安有PVC的细胞构造,并分散于PVC连续相中形成“海-岛”构造。随着NBR用量的增加，共混界面均匀程度逐渐增加，应力发白区(即“银纹”)逐渐增加，分形维数也同时增加。并且研究发现了材料的分形维数与材料的力学性能变化一致。当NBR到达29份时，分形维数到达最大，力学性能也较大。222PVC/CPE体系CPE通常用PE悬浮法制备，形成己氯化和未氯化的嵌段构造.根据CPE含氯量的不同，其性能差异较大。当含氯质量分数为015%时为塑料,16%24%时为用性塑料,25%50%时为肾性体,51%60%为半弗性的皮革科,61%73%时是脆性材料。由于PVC中含氯质量分数为56.8%,所以用CPE来改性PVC,CPE的含氯星必须适合，既能与基体很好地相容，又具有很好的弹性口”。余颖等人,把CPE作为第3组分参加到PVC/NBR共混体系中，通过对共混物的Tg的测定，发现CPE对共混体系起到了协同作用，它协助使PVC与NBR相容得更好，以此提出了“三相微溶”型界限层。2.2.3 PVC/EVA体系EVA是乙烯与醋酸乙烯稻共聚而成的一种橡胶附性体。EVA对PVC的增韧机理剪切带约占90%,银奴化约占10%,适当数量的孔穴化也有利于材料的增切“1.EVA是乙烯与静酸乙烯酯共聚而成的一种橡胶弹性体，赭酸乙烯超含量会影响到EVAPVC的相容性。EVA质量分数为6%8%时，共混物的冲击强度提高最明显；当EVA质量分数为7.5%时,EVA成为连续网络构造，体系冲击强度最大。施EVA含量增加,体系的冲击性能、加工性能和热/光稳定性增加，而模址、强度和热变形温度那么下降？段玉丰,'”通过TEM、SEM研究了EVA对PVC体系冲击性能的影响，当EVA质量分数为2.5%时，材料呈现两相构造,EVA粒子无视地分散在PVC基体中；当EVA质量分数增加到7.5%时,EVA形成致密的分散相，体系的冲击性能最正确.2.3 豆合材料增韧体系RF虽可同时提高PVC的切性和强度,但其对冲击强度的提高幅度有限：弹性体可使PVC的韧性大幅度提高,却又损害了PVC的其它性能,因此有人提出了将二者同时使用,协同增韧PVC的方法,取得了满意的效果。研究也说明,当PVC具有一定初始韧性时,用RF增韧的效果要优于其无初始韧性的改性效果。因此,人们采用了先用橡胶等弹性体对PVC进展“预增韧'1,将PVC调至脆-韧转变附近,然后再川RF增韧的方法对PVC进展改性,取得了很大的进展t",肖欢等人少,探讨了TPU、热稳定剂、无机填料等对PVCzTPU共混材料力学性能的影响,结果说明，PVCZTPU/改性而岭土为80/1的，邻笨二甲酸二辛酯(DOP)为8份，有机锡热稳定剂为3份时，综合性能大幅度提高：其拉伸强度比PVC提高了1.4倍，断裂伸长率提高了12.6倍，无缺口冲击强度提高了3.97倍，热稳定性和加工性能也得到改善>陈貂辉”等人以聚纵乙烯(PVQ为基体，采用熔共混法制备了PVC/氯化聚乙烯(CPE)合金和PVC/CPE12phr)/碳酸钙(Ca83);元复合材料,考察了CaCOj外表改性及改性剂含量对复合材料拉伸与冲击力学性能的影响。结果说明，填充CaC3会降低复合材料拉伸屈服强度与冲击切性。对微米CaCO3进展外表改性，可为效限制豆合材料韧性的降低。在外表改性微米CaC3填充量为48wt%、CPE含量为12Phr时，复合材料屈服强度约33MPa,冲击强度为硬质PVC的4.75.0倍。左建华等人'间研窕/无机粒子经甲苯二异粗酸幅(TDI)和丙烯酸羟丙幅(HPA)外表修饰，分别接枝包覆聚甲鞋丙烯酸甲酯(PMMA)层和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯(PMMA-Co-PBA)层，构成更合粒子。研究了它混配成聚氯乙烯(PVC)材料的力学性能和韧化机制。结果说明：其最大拉伸强度、冲击强度数值比未经包覆处理的对照组有所提高，提高率分别到达136%和162%。3、生产需求状况我国PVC的工业生产已有半个世纪的历史，尤其是进入21世纪以来，随着国民经济的高速持续开展以及建筑业对PVC消变的强烈需求，国内PVC工业开展十分迅速。19972(X)6年，我国PVC产能和产量的年均增长率分别高达22.2%和20.0%,远高于同期GDP的增长率，也明显高于同期石油和化工行业的增长率。尤其是近儿年受国际PVC反倾销裁定、国内市场供应缺乏、原油价格上涨等因素的影响，国内PVC价格高涨，掀起fPVC建立高潮，生产能力和产量发生了重大变化。目前，我国PVC的生产企业有100多家,2003年生产能力只有5197kt,2006年到达12840kt.目前为止，我国PVC的总生产能力到达I534()kta,同比增长约19.5%120)随着PVC生产能力的增加，我国PVC树脂的产量也不断增加,2004年，我国PVC树脱的产量为5088kt,2006年增加到8238kt,同比增加23.3%。2(X)7年我国PVC树脂的产址为9716.8k1.,同比增长约17.9%.其中，华东和华北地区的产量约占全国总产量的61%,西北地区虽然PVC树脂的生产厂家较少，但是凭借其原料优势开展迅速。目前，我国PVC消费主要集中在华南和华东地区，广东、浙江、福建、山东和江.苏等省份的消费合计约占全国总消费址的70%,其中，广东和福建省市场需求量最大，但产能缺乏，进口PVC所占比例较高：华东地区的江苏、山东和浙江省PVC加工工业比较兴旺，三省的消费量均占国内总消费量的34%：华北地区产销基本平衡。今后，随着中西部地区开发力度的加强以及大规模基础设施的兴建，中西部PVC的消费量将会逐渐增加。我国PVC树脂的消费主要分为2大类，一是软制品，约占总消费量的37%,主要包括电线电缆、各种用途的膜、铺地材料、织物涂层、人造革、各类软管、手套、玩具、塑料鞋以及一些专用涂料和密封件等。二是硬制品，约占总消费量的63%,主要包括各种型材、管材、板材、硬片和瓶等。预计今后几年，我国PVC树脂的需求量将以年均约7.1%的速度增长,到2012年总消费量将到达约13500kt,其中，硬制品的年均增长速度将到达约7%,而在展制品中，异型材和管材的开展速度增长最快，年均增长率将到达约10%。未来我国PVC树脂消费将继续以硬制品为主要开展方向。4、选JB目的及意义:聚氯乙烯树脂，是乙烯基聚合物中酸主要的品种.具有阻燃、耐腐蚀、绝缘,耐磨损、价格低廉、原材料来源广泛等优良的综合性能，但是此聚合物具有一些缺点如受热超过100e那么逐渐分解择放出HCI光线作用卜.会逐渐老化降解变黄，软化点较低，机械性能较差等。在使用的过程中，PVC也暴露出脆性大、热稳定性差、加工性能不佳等缺点，性能需要进一步改善提高.为提高聚氯乙烯（PVC）的物理与力学性能，人们采用多种方法进展改性，主要涉及增韧、增强、提高耐热性、改善加工性、赋予PVC特种功能等。对超细填料乃至纳米级填料填充发令材料的研究越来越多，纳米填料相是PVC高性能化的主要开展方向。由于纳米填料的外表能较高，其在PVC中的分散性是目前研究的重点。对于纳米级填料外表改性、改善与PVC树脂的粘结性是目前遇到的难题。般就是通过外表改性剂、偶联剂来改善此类问题，面对形形色色的改性剂和偶联剂，我们需要筛选出能使纳米填料分散性高且与树脂粘结力强的助剂，用来改善纳米级填料与PvC树脂的粘结性，这样才能使得PVC宓合材料的力学性能得以提高。另外，现在研究填充填料主要向微米化、纳米化开展.活化部泥、改性高岭上、针形纳米碳酸钙、钠基蒙脱土、矿物纤维、碳纳米管、纳米硫酸铁等都作为填料，都对PVC性质有很大的改善。面对种类繁多的填料，选取最正确的填料可以对PVC的应用范用和应用条件得到扩大。所以“PVC填充改性填料的筛选和评价"这个课题很具有现实意义.