固相剪切碾磨法制備PVC-高嶺土納米復(fù)合材料.pdf

1、聚氯乙烯(PVC)是世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的塑料品種之一，但PVC 屬于一種脆性材料，這種韌性差的缺陷大大地限制了PVC的進(jìn)一步發(fā)展及廣泛應(yīng)用。因此，需要對(duì)PVC進(jìn)行增強(qiáng)、增韌改性研究，以期得到高性能的PVC 材料。
　　 利用磨盤形力化學(xué)反應(yīng)器在室溫和固相條件下制備PVC微粉。經(jīng)碾磨處理后可使PVC 固有的多層次結(jié)構(gòu)和微晶結(jié)構(gòu)破壞，粒度和分子量下降。經(jīng)過(guò)40次碾磨處理，PVC粒徑d(0.1)由84.29μm變?yōu)?2.46μm

2、；塑化時(shí)間從294s降至90s，塑化速率和熔融效率均有所提高，平衡扭矩從42.7Nm降至38.4Nm，加工性能得到明顯改善；經(jīng)過(guò)30 次碾磨處理后斷裂伸長(zhǎng)率由57.00[％]提高到202.1[％]；經(jīng)過(guò)15 次碾磨處理后拉伸強(qiáng)度由49.50MPa 提高到53.25MPa；經(jīng)過(guò)10次碾磨處理后缺口沖擊強(qiáng)度由3.91kJ/m2提高到4.30kJ/m2。
　　 利用磨盤形力化學(xué)反應(yīng)器在室溫和固相條件下制備了PVC/高嶺土納米復(fù)合粉體(

3、FT-3)和PVC/膨脹高嶺土納米復(fù)合粉體(FT-4)。XRD和SEM分析表明：固相剪切碾磨產(chǎn)生的強(qiáng)大剪切、擠壓、摩擦等作用引起PVC 相和高嶺土相的多種復(fù)雜的物理及化學(xué)變化，表現(xiàn)為高嶺土粒徑變小，粒子比表面積增加，PVC/高嶺土界面相互作用增強(qiáng)。
　　 討論了碾磨次數(shù)、高嶺土含量、稀土穩(wěn)定劑和增塑劑用量對(duì)PVC/高嶺土納米復(fù)合材料的力學(xué)性能影響。結(jié)果表明：碾磨次數(shù)為30 次、高嶺土含量為8[％]、稀土穩(wěn)定劑含量為3[％]、微粉

4、PVC 含量為30[％]時(shí)復(fù)合材料力學(xué)性能最佳。與簡(jiǎn)單的填充復(fù)合方法相比，固相剪切碾磨技術(shù)制備的PVC/高嶺土納米復(fù)合材料的力學(xué)性能有較大的提高實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)增韌。
　　 SEM和TEM分析表明：經(jīng)碾磨后部分高嶺土以直徑小于30nm且厚徑比為10倍左右的納米粒子均勻的分散在PVC基體中。熱重分析可以看出復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于純PVC材料，純PVC材料在122℃時(shí)就開始失重，而復(fù)合材料在156℃才開始失重，且失重率比純PVC的要