纳米CaCO3 增韧聚氯乙烯复合材料的界面作用和拉伸性能
纳米碳酸钙表面处理对PVC／CaCO3性能的影响
（ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ｄ ａ ｆ ｅ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ Ｏ ． ，Ｌ Ｔ Ｄ，Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ １ ０ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
小 尺 寸效 应 、宏 观 隧道效 应 ，可 以使 纳 米微 粒 在 材 料 中呈 现 许 多 奇 特 的物 理 性 质 和 化 学 性 质 圈 。 本 研究 将深 圳 达峰 化工 有 限公 司生 产 的新 型 纳米
碳酸钙应用 于 Ｐ Ｖ Ｃ中 ，使材料 的流变性 及力学 性能获得显著提高。
Ｎｏ ． ６
Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０１ ３
公司） ：Ｐ Ｍ Ｍ Ａ （ 浙江 台州康波化工有限公 司） ；Ｐ Ｅ 蜡 匕 京燕山集联石油化工有限公司） ；复合稳定 剂 ｆ ｃ ａ — ｚ ｎ ，佛 山三水汉宝化工有限公 司） ；单硬
脂 酸 单 甘油 脂 （ Ｇ ＭＳ ，杭 州 龙 辉 化 工 有 限 公 司 ） ； 微米 Ｃ ａ Ｃ Ｏ ，（ 东 莞 立 茂 化 工 有 限公 司） ；纳 米 Ｃ ａ —
１ ． ２ 实验 仪器
１ ． ５ 性 能测试
热失 重分析 （ Ｔ Ｇ Ａ ） ：在热分析仪 上以 ２ ０ ℃／
中１ ８ ０ ￣ Ｃ 下压 制成 片 ，然后在 粉碎机 中粉碎 ，最后
将样品粉末模压制成标准拉伸和冲击样条。模压
工 艺 为 ：温 度 １ ８ ０ ，压 力 １ ４ ． ５ ＭＰ ａ ， 时 间
１ ０ ｍｉ ｎ。
Ｃ Ｏ （ 深圳 市 达峰 化工有 限公 司） ；硅 烷偶 联剂
ｆ ＫＨ一 ５ ７ ０ ，杭 州 杰 西 卡 化 工 有 限 公 司） ；硬 脂 酸 ｆ Ｓ Ａ１ ８ ０ １ 。印尼 斯文 化工 有 限公 司） 。
纳米粒子增韧改性聚氯乙烯的研究进展
第3期2020年6月No.3 June，2020聚氯乙烯（Polyvinylchloride ，PVC ）是最早工业化、产量略低于聚乙烯的通用塑料，具有耐磨、耐腐蚀、阻燃、绝缘等优异性能，且原材料来源广泛、价格较低，因此，被广泛应用于管材、薄膜、防腐材料、绝缘材料、建筑材料等领域[1-2]。
但热稳定性不高，质地硬而脆，抗冲击能力低，耐老化性差，限制了PVC 在实际生产中的应用。
因此，需要对PVC 进行增韧改性，这也一直是PVC 领域的研究热点和重点[3-4]。
PVC 的增韧改性一般分为化学改性和物理改性两种。
化学改性的成本高，过程复杂，设备要求严格，因而应用受到限制。
目前，主要采用物理方法对其进行改性。
物理改性主要是通过机械共混的方法将改性剂和PVC 进行共混，可在简单的生产设备中应用。
物理改性主要分为弹性体增韧改性和刚性粒子增韧改性。
弹性体改性只能提高韧性，成本也高[5-6]。
刚性粒子增韧在增加韧性的同时，不降低刚度、模量，主要分为有机刚性粒子增韧和无机刚性粒子增韧。
有机刚性粒子价格较高，所以，无机刚性粒子应用更为广泛，其纳米粒子性能更优越[7]。
1 聚氯乙烯增韧改性机理化学改性主要是通过接枝、共聚的方法改变PVC 的分子结构而实现增韧增强，因其工艺复杂而应用很少[8]。
物理改性靠引入的改性剂和基体之间形成相界面，受力时，界面塑性形变、吸收大量的能量而改性。
该方法简单、应用广泛，主要有弹性体改性、有机刚性粒子改性和无机刚性粒子改性3种。
1.1 弹性体机理弹性体包裹聚氯乙烯粒子形成网络结构，这种结构可有效吸收材料受到的冲击力，并且网格结构破裂以后也可吸收部分冲击力，提高了聚氯乙烯的韧性，从而达到增韧改性的目的[9]。
1.2 有机刚性粒子机理聚氯乙烯分散相界面与基体黏合时，分散相粒子被静压力拉长，转变为韧性粒子，材料的韧性因此而增强。
刚性粒子拉伸时，其附近的基体产生反作用，也可吸收部分冲击力，使聚氯乙烯的抗冲击强度得到提高。
文献检索试题精选1
一、是非题1.维普数据库的任意字段检索就是在全文中执行检索。
错2.维普中文科技期刊数据库的逻辑运算符用英文单词and，or，not表示。
错3.维普中文科技期刊数据库中“超临界*（二氧化碳＋CO2）”和“超临界*二氧化碳＋CO2”的检索结果相同。
错4.聚合物的英文名字缩写（例如PHMB）在维普数据库中是不能作为检索词的。
错5.万方数据库提供专利检索功能，并能看到专利全文。
错6.万方数据库有二次检索功能。
对7.万方数据库实际上是一种多数据库组合数据库，所有数据库均能提供全文文献。
错8.中国期刊全文库(CNKI)提供以输入词为中心的相关词的词扩展功能。
对二、多选题9.中国期刊全文库(CNKI)中，单篇文献的题录提供了哪些信息？选ABCA.某一课题的相关研究机构B.某一课题发表文献较多的作者C.与检索结果研究相似的不同文献类型的文献D.最近召开的与课题相关的国际会议信息10.中国知网(CNKI)的中国引文数据库可以分析出哪些数据？选ABCA.某一研究机构的H指数B.某一作者的H指数C.某一期刊的H指数D.某篇专利的被引用次数11.确定检索词时应该注意的问题是：选ABCA.尽量考虑检索词的同义词。
B.检索词尽量简短。
C.尽量不选择不具有实际意义的检索词，例如“发展”、“研究”等D.检索词一定要在检索课题的题目中出现。
12.关于维普数据库，正确的说法是：选ABCA.是全文数据库。
B.只收录期刊论文。
C.可以同时下载多篇文献的题录。
D.可以同时下载多篇文献的全文。
13.维普数据库，以下是文献的题目，请问哪几篇是辛忠老师发表的论文？选ACA. 有机磷酸铝-羧酸钠复合成核剂对聚丙烯改性的协同效应B. 聚甲基苯基硅氧烷微球对聚碳酸酯性能的影响C. 取代芳基钛酸酯类化合物催化苯乙烯间规聚合D. 钛酸酯偶联剂改性纳米CaCO3／PVC的结构和性能14.关于期刊论文“纳米CaCO3增韧聚氯乙烯复合材料的界面作用和拉伸性能”的正确说法是：选ABDA.这篇文献的第一作者是“牛建华”。
纳米碳酸钙对CPE／PVC体系脆韧转变的影响
如小尺寸效应 、 表面效应等。 利用纳米粒子 的特性对高
分子材料进行改性 ， 不仅可以提高材料的韧性 ， 同时材
料的刚性和强度也有所提高 。
聚合物共混体 的脆韧转变（Ｄ ） Ｂ Ｔ是设计 制备超韧
万能制样机制成试样供性能测试。
Ｐ Ｃ Ｓ 一 型 ，四川金路树脂有 限公司 ；Ｐ ： ￣ ：Ｇ ５ Ｃ Ｅ 四 川 自贡 ； Ｃ ：０ ， Ａ Ｒ ２ １温州 ；ｉ２德 国； 质碳 酸钙 （ ０ ＴＯ ： 轻 ８０ 目） ：兴 安灵 鑫化 工 材料 有 限公 司 ；纳米 碳 酸 钙 （ ｍ ａ Ｏ ）上海耀华纳米科技有限公司。 ｎ ＣＣ ， ：
价值。一般地 ， 增韧的方法是添加橡胶类等软质材料 ， 如氯化 聚乙烯（ Ｐ ）乙烯 醋酸乙烯共 聚物（Ｖ ）甲 Ｃ Ｅ、 Ｅ Ａ、 基丙烯酸甲酯——丁二烯——苯乙烯共聚物（ Ｓ、 ＭＢ ） 丙 烯腈——丁二烯——苯乙烯共聚物（Ｂ ） 但这些增 ＡＳ 等。
１实验部分
１１ 原材 料 ．
图中可以看到 ，随着 Ｃ Ｅ重量分数 的增加 ，曲线 １２ Ｐ 、
增加而下降 。这是 由于 Ｃ Ｅ自身 的拉伸强度则低得 Ｐ
多。当 Ｃ Ｅ与Ｐ Ｃ共混时 ，Ｐ Ｐ Ｖ Ｃ Ｅ胶原粒子贯穿在 Ｐ Ｃ Ｖ
连续相中， 共混体系的拉伸强 份和 ５ 份时产生显著的跃迁 。 实
在 Ｃ Ｅ为 ８ Ｐ 份时，所测 １ 根样条中有 ４ ０ 根为完全脆
性 断裂 ， 冲击强度平均为 ２ ／ ７ Ｊｍ 左右 ； ６ ｋ 另 根则 为
不完全断裂 ，属于典型的韧性破坏 ，冲击值平均达到
时易与聚合物基体问脱粘 ， 并不能承载负荷 ， 反而降低 了聚合物基体 承载面积 ， 从而使拉伸强度下降。 与普通
pvc／纳米CaCO3复合材料的研究
合体 系 的综 合性 能 。
面可节 省树脂 ，降低成 本 ，另一方 面还可 以改 善制
品的硬 度 、弹性 模 量 、尺 寸 稳定 性 和热 变 形 温 度 ， 但 常常 以牺牲 制 品 的力 学性 能为代 价 ，现 在广 泛研 究 利用 纳 米 Ｃ Ｃ ， ａ Ｏ 改性 Ｐ Ｃ Ｖ ，纳 米 Ｃ Ｃ ， ａ Ｏ 成本 低 ，尺 寸 与形 状 易控 制 ，方 便易 得 ，由于具有 大 的
２１ 第３ ００年 ９卷第 ３期
合 成材 料老 化与应 用
ｐ ｃ ￣ 米 Ｃ Ｃ ３复合 材 料 的研 究 球 ｖ ／ｆ ｌ ａＯ
李 学锋 ，胡 波 ，闰 晗 。彭 少贤
（ 北工业 大 学化 学与环 境 工程 学院 ，湖北武 汉 ，４ ０６ ） 湖 ３０ ８
摘要 ：研究 了直 接填充 及表 面经 硅 烷 处 理 的 纳米 Ｃ Ｃ ， 充 Ｐ Ｃ复合 材 料 的 力 学性 能 。结 果 表 明 ： ａＯ 填 Ｖ 两种填 充 方法下 ，在 ８—１ ０份 时 Ｐ Ｃ复合 材 料 均 被 补 强 及增 韧 ，经 表 面 处 理 的 填 充体 系力 学 性 能 更好 ， Ｖ
ｍｅ ｔｏ ｌ ｄ ｓ ｓｅ ｍｐｒｖ ｄ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｒｉ ｓ ｎ ｆｆ ｌ ｙ ｔ ｍｓｉ ｉ ｅ ｏ ｅ ｈ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐｅ ｔ ．Ａｎｄ ｔ ｅ ｏ ｔ ｍ ｏ ｔｎ ｆｓｌ ｏ ｅ ｗａ ｒ ｈ ｄ ｅ ｈ ｐｉ ｍｕ ｃ ｎｅ ｔｏ ｉ ｃ ｎ ｓ２ Ｐｈ ．Ｔ ｅ ａ — ｉ ｄｉ ｖ ｓｏ ｔ ｅ ｆＣＰＥ ａ ｄ ＡＣＲ ａ ｈ ｏ ｐ ｒ ｔ ｇ ｅ ｆｃｓ ｗｉ ｎ — ＣＯ３ｔ ｍｐｒｖ ｈ ｃ ａ ｉａ ｏ ｅ ｉ ｓｏ ｈ ｉ ｎ ｈ ｄ ｔ ｅ ｃ ｏ ｅ ａ ｉ ｆ ｔ ｔ ｎａ ｏ Ｃａ ｎ ｅ ｈ ｏｉ ｏ ｅ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐｒ ｐ ｒ ｅ ｆｔ ｅ ｔ
信息检索课程--中文数据库论文检索上机习题和作业-2015
(10)进入本校图书馆主页“中国学术期刊数据库（CNKI）”，查找“软件学报” 2006年第6期，并给出浏览截屏。
(11)请综合分析CNKI、万方、维普三者各自的特点和区别。
2. 检索我校（齐鲁工业大学，原名山东轻工业学院）作者 2009-2014年发表在EI来源期刊上的论文有 篇。
填写结果，给出查找结果截屏。
(6)进入本校图书馆主页“中国学术期刊数据库（CNKI）”，查找作者为“闻玉梅”的篇名为“治疗性疫苗的研究进展”被别人引用的情况。
(7)1.进入本校图书馆主页“中国学术期刊数据库（CNKI）”，对“浅谈面向对象的分析和设计方法的发展趋势”的知网节信息进行截屏。
2.进入本校图书馆主页“中国学术期刊数据库（CNKI）”，对“一个基于概念的中文文本分类模型”进行查找，对其“引证文献”和“相似文献”的详细内容进行列表。
(8)1.进入本校图书服务系统研究”的下载。并下载CAJViewer浏览器，进行下载。对相关页面进行截屏。
填写结果，给出查找结果截屏。
(3)进入本校图书馆主页的“中国学术期刊数据库（CNKI）”系统，查找期刊论文“纳米CaCO3增韧聚氯乙烯复合材料的界面作用和拉伸性能”的信息：
这篇文献的第一作者是 ；这篇文献的分类号是 ；这篇文献的来源是 ；
填写结果，给出查找结果截屏。
(4)1.进入本校图书馆主页的“中国学术期刊数据库（CNKI）”系统，查找期刊论文“钛酸酯偶联剂改性纳米CaCO_3/PVC的结构和性能”有 篇参考文献；
下次试验前班长统一收好，压缩后，发送到我的邮箱song_liu@，没有按时完成的不给17分。
POE和EPDM增韧PP_CaCO_3复合材料的研究
POE和EPDM增韧PP/C aCO3复合材料的研究 Ξ熊 忠,李 鹏,陈 骁,尹文艳,王淑英,吴其晔(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042) 摘要:用聚烯烃弹性体(POE)和两种三元乙丙橡胶(EPDM)增韧PP/纳米CaC O3,研究了弹性体种类和用量对复合材料的力学性能和流动性能的影响。
结果表明:随弹性体用量增加至30份,3种复合材料的拉伸强度下降,断裂伸长率上升,硬度下降,常温和低温冲击强度都有较大幅度提高;在20～25份填充范围内,POE增韧效果良好,PP/ POE/CaC O3的综合性能优良;弹性体填充量为30份时,3体系为典型的假塑性流体,PP/POE/CaC O3体系有更强的非牛顿性(粘切敏感性)。
关键词:PP;聚烯烃弹性体POE;EPDM;增韧;流变性能;非牛顿性 中图分类号:T Q32511+4 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2005)02-0045-03Study of Toughening of PP/C aCO3Composite by POE and EPDM XI ONG Zhong,LI Peng,CHE N X iao,YI N Wen2yan,W ANG Shu2ying,W U Qi2ye(C ollege of P olymer Sci1and Eng1,Qingdao University of Sci1and T ech1,Qingdao266042,China)Abstract:A new type of poly olefin elastomer(POE)and tw o s orts of EPDM and nano2meter CaC O3were added into PP to increase the im pact toughness,and the effect of POE content on mechanical and rheological prop2 erties of the prepared com psites were investigated1The results indicated that with the increase of the content of the e2 lastomer to30phr,the tensile strength and hardness of PP/POE/CaC O3,PP/EPDM3745/CaC O3and PP/ EPDM4045/CaC O3decreased,the elongation at break increased and the im pact toughness at normal and low tem2 perature increased greatly1When the elastomer content was controlled to be20～25phr,the com prehensive me2 chanical properties of PP/POE/CaC O3were eminent1When the elastomer content was30phr,the three systems were pseudoplastic fluids and the non2Newtonian character(viscosity2shear sensitivity)of PP/POE/CaC O3was stronger than those of others1K eyw ords:PP;P oly olefin Elastomer;EPDM;Rheological Property;Non2Newtonian Character 聚丙烯(PP)具有质轻、耐腐蚀、易加工、力学性能优良、价廉、易于成型和回收等优点,使其成为汽车用量最多的塑料之一;但PP韧性较差、对缺口十分敏感、低温脆性尤其突出,极大限制了其应用发展[1]。
PVC中添加的碳酸钙
PVC中添加的碳酸钙
碳酸钙是PVC制品生产加工中最常用的填充剂，其使用目的大多是为使PVC制品增量，以达到降低生产成本的目的，当然碳酸钙可以提高PVC制品的尺寸稳定性、刚度、耐热性等，纳米碳酸钙还可以改善PVC制品的韧性。
然而碳酸钙品种和质量对PVC制品性能有很大影响，使用时应加以重视和注意。
碳酸钙为无机填料，熔点高，在PVC加工熔融温度下仍为固体，分散于PVC体系中，阻碍PVC粒子融合。
填充量较少时，会降低PVC体系的塑化速度，延迟塑化时间。
填充量较高或使用表面活性较大的活性碳酸钙时，对润滑剂吸附量增加，碳酸钙颗粒间及其与加工设备之间会产生较大的摩擦热，加速塑化。
有文献报道，微米级碳酸钙粒径在0.1µm左右时，填充R-PVC材料的综合性能最好。
但一般认为，粒径较小的碳酸钙做为填充剂使用时，会PVC体系性能的不利影响要小一些。
纳米级碳酸钙因大的比表面积和小尺寸效应，在一定添加量内可以使PVC体系增韧，起到补强增韧作用，是无机刚性粒子增韧PVC的典型达代表之一，已有广泛研究。
PVC／纳米CaCO3复合材料的研究
份 有 限公 司生 产 ； 烷偶 联 剂见 表 １ 硅 。
表 ｌ 实 验所 用 硅 烷 偶 联 剂
品 名
化 学 组 成
生 产 厂 家
Ｋ５ ＾ 丙 三 氧 硅 Ｈ５ ｙ 基 乙基 烷 囊 一０一 氨 应 用 Ｋｓ Ｈ７ — 毒 鬈 氧 丙菜 应 技 ０ 襞基 用 Ｗ一 ｙ烯三 氧 硅 器 Ｄ０＾ 基 乙基 烷 蕞 ２ 一 乙 硅
ＷＤ ５ ＾ 氨 基 丙 烷 乙氧 基 硅 烷 一０ ｙ 一 硅
１ ． 性 能测 试 ４
表 ３ 复 合 材 料 制 备 正 交 实 验 表
纯 Ｐ Ｃ提 高 ６ ％以上 。 Ｖ ０
拉伸 强 度按 Ｇ 一 ０ ０ ７ Ｂ １４ — ９标 准 进 进 ； 冲击 强
包覆 在 Ｃ Ｃ ， 面形 成改 性 包 覆层 【 ， 对提 高 ａＯ 表 １这 Ｏ ｌ
复 合材 料性 能 具有 重要 意 义 。 这里采 用 纳米 Ｃ Ｃ 体 ， ａＯ 粉 利用 四种硅烷 偶
胶 机 械 厂 生 产 ； 板 硫 化 机 （ Ｌ 一 ５ ｘ ５ ｘ ） 平 Ｑ Ｂ ３０３０２ ，
产 ； ｉ ， Ⅱ ｎ ｉｍ６ ６， ｌ ｎ ｉｍ Ｃ ｅ ｃｌ 生 ｒ０ ｆ ｅ ｎｕ ９ ）Ｍｉｅ ｎｕ ｈｍｉａ ｒ Ｍｉ ｌ ｓ
的 纳米 Ｃ Ｃ 于 高 速混 合 机 内 ，高 速 混 合 约 ａＯ 置
１ ｒｉ ５ ｎ。 ａ
开 炼机 混合 工艺 ： 温 １０【， 制 双辊 辊距 辊 ７。 控 ＝
硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙在PVC复合材料的应用研究
作者简介：邓传福（1982-），工程师，主要从事建筑材料的开发和检测工作。
收稿日期：2023-05-05聚氯乙烯（PVC ）是一种廉价易得的聚合物材料，在鞋材、管道管件、电线电缆、压延膜等行业有着广泛的应用[1]。
但众所周知，纯PVC 材料由于其韧性差和热稳定性不足，在许多应用中都存在局限性[2]。
因此，在许多行业中，开发了用各种填料改性的PVC 复合材料，以提高机其械性能和热稳定性能[3]。
高岭土[4]、硫酸钙[5]、碳酸钙[6]、滑石粉[7]、和二氧化硅[8]等无机填料已被证明可用于增强聚合物树脂的物理性能。
但显而易见，聚合物基体和填料之间的界面相将对复合材料的物理性能起着关键作用。
不幸的是，无机材料表面一般都呈现为强极性，与聚合物材料通常不相容，这无疑会导致无机填料与聚合物之间的无法形成有效的界面层。
为了克服上述问题，最常用的方法就是对无机填料进行表面改性，以改善其与聚合物材料之间的相容性。
目前市场上也出现了多种性能不俗的表面改性剂，如硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂等，在不同填料的改性上都有着广泛的应用。
然而目前的理论和实践普遍认为，由于碳酸钙表面羟基含量不高，因此并不适合使用硅烷偶联剂作为其表面改性剂，虽有部分研究者采用溶剂法可成功在碳酸钙表面接枝上硅烷偶联剂[9]，但成本因素几乎不可能工业化应用。
在本文的研究中，我们在纳米碳酸钙的制备过程中通过引入不同剂量的羟基，考察后期硅烷偶联剂对硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙在PVC复合材料的应用研究邓传福1，颜干才2， 杜年军2(1.钦州市建筑工程质量检测中心有限公司，广西 钦州 535000； 2.广西平果市润丰钙新材料科技有限公司，广西 平果 533822)摘要：采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH -550）对纳米碳酸钙进行特殊表面改性，利用扫描电镜（SEM ）、红外光谱（IR ）、热机械分析仪（TMA ）、热重分析仪（TG ）、转矩流变仪等测试手段，探究了改性后的纳米碳酸钙对聚氯乙烯（PVC ）复合材料综合性能的影响。
纳米CaCO3增韧聚氯乙烯复合材料的界面作用和拉伸性能探析
塑 塑 ｌ
纳米 Ｃ ａ Ｃ Ｏ。 增韧聚 氯 乙烯 复合材 料的界 面作用和拉伸性 能探 析
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｃａ ＣＯ３ ｎ ａ ｎ ｏ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ Ｐ ＶＣ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ
在这一前 提下无机纳米颗粒 改性聚 氯 乙烯作 为复合材 料通 常具有重 要的实际应用价值。一般 而言颗粒填充聚合 物基 复合材料往往 是 由颗粒相 、基体相和 它们其 中间相 的界面 相 所组成 ，这 些组成 部分各 自都具有其 较为独特 的结合 、
性 能 以 及 作 用 。例 如 界 面 是 无 机 粒 子 和 基 体 相 连 接 的 桥 梁 并 且 适 当 的界 面 粘 接 不 仅 仅 可 以促 使 聚 合 物 基 体 相 转 移 相
ｇ ｒ ａ ｄ ｕａ ｌ ｌ ｙ， ｈａ ｓ ｂｅ ｅ ｎ ｍ ｏｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍ ｏｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏｆ ｎ ａ ｎｏ Ｃａ ＣＯ ３ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎｆ ｏｒ ｃ ｅ ｄ ＰＶ Ｃ ｃ ｏ ｍ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ． Ｔｈｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ｅ ｘ ｐｏ ｕｎｄ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏｕｇ ｈ ｔ ｈｅ ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ Ｃａ ＣＯ３ ｎａ ｎｏ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏｒ ｃ ｅ ｄ ＰＶＣ ｃ ｏｍ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ， ｔ ｅ ｎｓ ｉ ｌ ｅ ｐｒ ｏｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｎａ ｎｏ Ｃａ ＣＯ３ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ＰＶ Ｃ
纳米CaCO3在PVC异型材中的应用
维普资讯
Ｉ 异型材、 门窗制品的加工技术 专栏 Ｉ 子的存在使基体树脂裂纹扩展受阻和钝化 ， 不致发展 成破坏性开裂 ； ３ 随着填料的微 细化 ， （） 粒子 的比表 面积增大 ， 因而填料与基体的接触面积增 大 ， 材料受 方塑化时问长 ， 这可能是由于纳米 Ｃ Ｃ ， ａ Ｏ 表面用硬酯 酸处理 。 硬酯酸在配方 中延缓 了物料 的塑化 ， 延长了 塑化时问。而试验配方的最大扭矩与生产配方相差很
一
般粒径 Ｃ Ｃ０ 填充的 Ｐ Ｃ异型材进行 了比较。 ａ ２ Ｖ
关铺诩 ： 纳米粒子 增韧机理 物理力学性能 Ｐ Ｃ异型材 Ｖ
Ｐ Ｃ异型材 的强度和韧性是 Ｐ Ｃ塑窗 的两个重 Ｖ Ｖ 要的力学指标 ，因此 Ｐ Ｃ异 型材的增韧增强一直是 Ｖ
效果 ， 而且不损害材料 的拉伸强度 、 刚性 、 加工流动和
维普资讯
ｉ ｐ ！９ ｍ — ｒｐ ＿ ｌ ． ｐ ｄ ａ ｒ ＿ ｏ ＆ Ｑ ｒ ． ｌ Ｓ 皇 璺 Ｊ ｎ— ｅ ｉ－ ｈ ｅ ｔ ｉ ｄ ｒ ｉ Ｗｐ＿ Ｓ ｕ ｆ ｏ ｃ ＿ ａ ｍ ｅａ ｏ ａｓ … ｄ ｄ 曼 ｏ
论—冷拉增韧机理， 认为此种刚性无机粒子在提高聚合
界面结合 ， 以便传递应力。 解决方法主要是增加混合塑
化过程的剪切力或进行表面处理 。我们选择了安徽巢
物韧性的同时又提高了材料的强度和模量，而且刚性无 机粒子的种类繁多、 价格低廉 ，引起了广泛的关注和重 视， 并取得了一定的进展。 我公司为了在降低型材成本的 基础上提高型材产品质量 ，赋予 Ｐ Ｃ型材优异的性能， Ｖ
良好 ， 刚性无机粒子的加入 ， 不仅能保证弹性体的增韧
学作用 ， 使界面结合 良好 ， 因而可 以承担一定 的载荷 ，
VC-BA／纳米CaCO3复合母粒增韧PVC
烯酸 丁 酯 （ Ｃ Ｂ 共 聚弹性 体 制成 复 合母 粒 ， Ｖ — Ａ） 共
同增韧改性 Ｐ Ｃ 研制高性 能的改性 Ｐ Ｃ材料 。 Ｖ ， Ｖ
１ 实 验 部 分
１１ 主 要 原 料 ．
Ｐ Ｃ树 脂 ，一 ０ ０ 中国石 油化工 股份有 限公 Ｖ Ｓ １０ ，
Ｚ Ｙ Ｗ 型 万 能 制 样 机 ，河 北 承 德 试 验 机 厂 生 产 ； Ｈ —
上［． 用 纳米碳 酸 钙 （ａ ｏ Ｃ Ｃ 和氯 乙烯 一 利 ｎｎ— ａ Ｏ） 丙
Ａ ２ ０ Ａ型 万 能试 验 机 ， 日本 岛津 公 司生 产 ； Ｇ一 ０ ０ Ｃ ａｐ ｈ ｒｙ型冲击试 验机 ， 国威凯公司生产 ；Ｃ ９ Ａ 德 Ｊ －８ 型接 触角测 定仪 ，北京 杜威 远大科 技有 限公 司生 产 ： ｓ ｒ ｚｒ０ ０型 粒 度 分 析 仪 ． 国 Ｍａ ｅ Ｍａｔ ｓ ｅ２ ０ ｅｉ 英 ｌｒ ｖｎ
Ｖ Ａ 聚物 — — 【 炼Ｉ Ｃ 共 Ｂ — Ｌ 一 捏合— 混—Ｊ — 【 ｉ ＇ － —
一
一
Ｌ — — — — — — — — — — — ＿Ｊ
复合母粒
．
ｌ
］
ｒ—］ ｒ—］ ｒ—— ］ ｒ＿ — — — ］ —
＿ ｌ— 捏合 ｌ— 混炼 Ｌ— ｆ ＿ ＿ 压制 ＿— ｆ Ｌ 标准试样 ｆ
（ 岛 大 学 化 工 学 院 ，山 东 青 岛 ， ６ ０ １ 青 ２６７）
摘 要 ： 采 用 氯 乙 烯 一 丙烯 酸 丁 酯 共 聚 弹 性 体 （ — Ａ） 经 表 面 处 理 的 纳 米碳 酸 钙 ｎｎ — ａ Ｏ ） 备 Ｖ ｖｃ Ｂ 和 ａｏ Ｃ Ｃ ３制 Ｃ—
纳米CaCO_3及其对塑料改性的研究
6填充改性是聚合物的主要改性手段之一，通过添加无机填料使聚合物的刚性、耐热性、尺寸稳定性得到改善。
近年来随着填料粒子的表面处理技术，特别是填料粒子的超微细化开发和应用，聚合物的填充改性已从最初简单的增量增强，上升到增强增韧的新高度；从单纯注重力学性能的提高，上升到开发功能性复合材料。
纵观塑料工业使用的粉体材料的种类和用量，碳酸钙的用量占全部粉体填料的70%以上，而且在相当长的时间里，这种地位是其它填料不可替代的。
近年来，随着纳米级无机粒子在我国的出现，利用纳米粒子的特性对高分子材料改性的研究也日见活跃。
其中对纳米CaCO 3这一新型固体材料填充塑料的研究也日益增多。
纳米CaCO 3的粒径在1-100nm 之间，由于纳米CaCO 3粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通CaCO 3不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应。
在磁性、催化性、光阻性和熔点等方面与常规材料相比显示出优越性能，将其填充到橡胶、塑料中，能使制品表面光艳，拉伸强度及直角撕裂强度高，耐弯曲，龟裂性良好，是良好的白色增强性填料。
因此，在发达国家纳米级CaCO 3已在中高档塑料制品中得到了普遍的应用。
1纳米CaCO 3的性能纳米CaCO 3的主要性能指标与普通碳酸钙的对比结果如表1所示。
2纳米CaCO 3的表面处理一般认为纳米材料的粒径越小越能体现出纳米粒子的性质，但是，粒子的纳米化，其本身也存在着两个缺陷：一是纳米CaCO 3粒子粒径越小，表面上的原子数越多，则表面能越高，吸附作用越强，根据能量最小原理，各个粒子间要相互团聚，形成团聚体，因此，在应用过程中是以团聚体的形式存在的，无法在聚合物基体中很好地分散，从而失去增强增韧聚合物的目纳米CaCO 3及其对塑料改性的研究*杜素梅任凤梅周正发徐卫兵合肥工业大学化工学院高分子科学与工程系安徽合肥230009摘要：简要介绍了纳米Ca CO 3的性能及表面处理，重点介绍了纳米Ca CO 3在塑料中的应用现状及增韧增强机理。
混凝土中纳米CaCO3的应用研究
混凝土中纳米CaCO3的应用研究一、前言随着人类社会的不断发展，混凝土已经成为了建筑工程中不可或缺的材料之一。
然而，传统的混凝土存在一些弊端，例如耐久性不佳、抗裂性能差等问题。
因此，如何提高混凝土的性能成为了混凝土研究的一个重要方向。
最近几年，研究人员开始探索使用纳米材料来改善混凝土的性能。
纳米CaCO3是一种被广泛研究的纳米材料，其在混凝土中的应用引起了人们的广泛关注。
本文将对混凝土中纳米CaCO3的应用进行详细的研究。
二、纳米CaCO3的基本性质1. 纳米CaCO3的制备方法纳米CaCO3的制备方法主要有物理法、化学法和生物法等。
其中，物理法包括高能球磨法、超声波法等；化学法包括沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等；生物法包括微生物发酵法、植物提取法等。
2. 纳米CaCO3的结构特点纳米CaCO3的晶体结构为立方晶系，晶胞参数为a=4.99 Å。
纳米CaCO3的晶粒大小在1~100 nm之间，比表面积高达50~100 m2/g。
此外，纳米CaCO3还具有优异的化学稳定性和生物相容性。
3. 纳米CaCO3的应用领域纳米CaCO3在医药、食品、化工、环境等领域有广泛的应用。
其中，在建筑材料领域，纳米CaCO3被用作增强剂、填充剂、改性剂等。
三、混凝土中纳米CaCO3的应用1. 纳米CaCO3对混凝土力学性能的影响研究表明，适量添加纳米CaCO3可以显著提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。
同时，纳米CaCO3还可以提高混凝土的弹性模量和硬度。
2. 纳米CaCO3对混凝土耐久性的影响混凝土的耐久性是指混凝土在使用过程中经受外界环境因素（如紫外线、酸碱等）侵蚀的能力。
研究表明，纳米CaCO3可以显著提高混凝土的耐久性，降低混凝土受环境侵蚀的程度。
这是因为纳米CaCO3可以填补混凝土中的微孔和裂缝，从而提高混凝土的致密性和抗渗性。
3. 纳米CaCO3对混凝土加工性能的影响研究表明，适量添加纳米CaCO3可以改善混凝土的可加工性和流动性。
CaCO3对UPR浇铸体拉伸性能的影响
（ 量 分 数 ）的 固 化 剂 。 按 照 国 家 标 准 Ｇ 质 Ｂ／
Ｔ ５ ８ １ ９ “ 脂浇 铸 体拉 伸 试 验 方 法” 备 拉 ２ ６－ ９５ 树 制 伸试 样 ， 并用 Ｃ Ｓ ２ ０型 电子 万 能试 验 机 测 试 Ｓ 一２ １ 拉伸 强度 ， 载 速 度 为 ２ｒｍ／ ｉ， 组 不 少 于 ５ 加 ａ ｒｎ 每 ａ 个试 样 。在每 个试 样 的 中部 粘 贴 Ｂ １ ０ Ｂ Ｅ ２ —２ Ａ应 变片 （ 图 １所 示 ） 由 Ｙ ３ 如 ， Ｊ ３电 阻 应 变 仪 测 取 拉
维普资讯
第 ３期
郑 小 玲 ， Ｃ Ｃ ＵＰ 浇 铸 体 拉 伸 性 能 的 影 响 等 ａＯ 对 Ｒ
・ ２ ・ ３
Ｃ Ｃ 质 量 分 数 增 加 ， 初 强 度 提 高 明 显 ， 在 ａ Ｏ３ 起 而 ２ ％到 ６ ％之 间 强度变 化 不大 ； Ｃ Ｃ 量 分数 当 ａＯ 质
是 脆性 大 ， 固化 收缩 率 高＿ ， 而 ＵＰ 的改 性 和 ２ 因 Ｊ Ｒ 增 韧增 强处 理 一 直 引起 学 者们 的普 遍 关 注 ＿ ５。 ３ ］ － 如 采用 纳米 Ｃ Ｃ ３改 性 时 ， 充 质 量 分 数 ６ ａＯ 填 ％的 材料 增 强增 韧 效 果 最 好 ， 当 其 加 入 量 为 ４ ～ 且 ％
不饱 和 聚酯 树 脂 （ Ｒ） 制 备 玻 璃 钢／ ＵＰ 是 复合 材料 的主要 原 材 料 之 一 ， 究 结 果 表 明其 性 能对 研 复合材 料 的性 能 有 很 大影 响 ， 树 脂 浇铸 体 的拉 而 伸性 能 与 巴科 硬 度 之 间 存 在 着 某 种 关 系… 。 由 于 ＵＰ Ｒ具 有轻质 、 强 、 腐 蚀 、 高 耐 电绝 缘 、 设 计 可 性 、 格低廉 等 特点 ， 价 应用 十 分广 泛 。其 主要 缺点
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
全国中合材料的 界面作用和拉伸性能
牛建华 １， 张玲 ２， 孙水升 ２
（１．浙江华之杰塑料建材有限公司，浙江 德清 ３１３２００； ２．超细材料制备与应用教育部重点实验室，华东理工大学材料科学与工程学院，上海 ２００２３７）
摘要： 用熔融共混方法制备 ＰＶＣ／ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ 复合材料，研究了纳米 ＣａＣＯ３ 粒径、表面处理剂及含量对复合材料拉伸性能和界 面作用的影响，用界面作用参数 Ｂ 和界面解键角 θ表征了 ＣａＣＯ３ 纳米颗粒和 ＰＶＣ 之间的界面作用大小。研究表明，相对于异丙基 三（硬酯酰基）钛酸酯以及未改性的纳米 ＣａＣＯ３ 颗粒，异丙基三（二辛基焦磷酰基）钛酸酯处理使得 ＰＶＣ／ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ 复合材料有更 高的拉伸强度和界面作用。ＰＶＣ／ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ 复合材料的拉伸强度和界面作用随着表面处理剂含量的增加以及纳米碳酸钙粒径的减 小而增大。
上混料塑化 １０ ｍｉｎ，在 １９０ ℃、１４．５ ＭＰａ 系统压力下的 ＱＬＢ－
２５Ｄ／Ｑ 型平板硫化机上压成 ４ ｍｍ 厚的板材，冷却到室温后
裁剪成标准样条。
表 １ 复合材料的配合比
原材料
ＰＶＣ
助剂
纳米 ＣａＣＯ３
添加量／ｇ
３００
１３．５
０～９０
１．２．３ 性能测试
用日本岛津 ＡＧ－ ２０００ 万能材料试验机按 ＧＢ １０４０ 测试
１ 实验部分
１．１ 实验原料
ＰＶＣ 树脂：ＷＳ－ １０００ ｓ，上海氯碱化工股份有限公司；纳
米 ＣａＣＯ３：粒径 ４０、７０ ｎｍ，上海卓越纳米新材料股份有限公 司；钛酸酯偶联剂：异丙基三 （二辛基焦磷酰基） 钛酸酯
（ＪＮＡ）、异丙基三（硬酯酰基）钛酸酯（ＪＮＢ），常州市吉耐助剂
有限公司；其它助剂：工业级，市售。
料全是由填料组成时，基体有效受力横截面面积才会等于零，
所以提出了对于基体有效横截面的新假设，同时引入界面作
用参数 Ｂ，其中 Ｂ 越大，界面作用越大。复合材料的拉伸屈服
强度相应变成式（５）：
σｙｃ σｙｍ
＝ １－ Ｖｆ １＋２．５Ｖｆ
ｅｘｐ（ＢＶｆ）
（５）
从以上可以得到界面作用参数 Ｂ 和 θ，可用来定量表征 颗粒聚合物基复合材料的界面作用大小。Ｂ 值越大，θ越小， 界面作用越大。
Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：ＰＶＣ／ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｖｉａ ａ ｍｅｌｔ ｍｉｘｉｎｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＣａＣＯ３ ｎａｎｏ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅｓ，ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ＰＶＣ／ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｂ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｄｅｂｏｎｄｉｎｇ ａｎｇｌｅ θｔｈａｔ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｗｅｒｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ＰＶＣ ｍａｔｒｉｘ ａｎｄ ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ． Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ＰＶＣ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉ－ （ｄｉｏｃｔｙｌｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｏ） ｔｉｔａｎａｔｅ （ＪＮＡ）ｈａｄ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ｔｒｉ－ ｓｔｅａｒｙｌ ｔｉｔａｎａｔｅ （ＪＮＢ） ｔｒｅａｔｅｄ ｏｒ ｕｎｔｒｅａｔｅｄ ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｔａｎａｔｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ＰＶＣ；ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｔｅｎｓｉｌｅ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ；ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ
材料的拉伸性能，拉伸速率为 １０ ｍｍ／ｍｉｎ。
２ 结果与讨论
２．１ 颗粒增韧聚合物复合材料的拉伸强度 一般而言当颗粒加入聚合物基体后，复合材料承受载荷
的有效横截面面积下降，它引起复合材料拉伸屈服强度下降；
同时部分应力通过界面从基体转移到颗粒相，导致复合材料
基体能承受更多的应力，从而有利于整体拉伸屈服强度的提
·８２· 新型建筑材料 ２００８．８
牛建华， 等： 纳米 ＣａＣＯ３ 增韧聚氯乙烯复合材料的界面作用和拉伸性能
２．２ 表面处理剂对 ＰＶＣ／ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ 拉伸屈服强度 及界面作用的影响 图 １ 显示了钛酸酯偶联剂 ＪＮＡ 和 ＪＮＢ 及表面未处理的
ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ 粒子填充 ＰＶＣ 复合材料的拉伸屈服强度。
聚氯乙烯（ＰＶＣ）由于具有良好的耐腐蚀、低成本、高强度 等优异性能，广泛应用于管材、型材等建材领域，目前已成为 仅次于聚乙烯（ＰＥ）的第二大通用塑料。但由于存在低温冲击
基 金 项 目 ： 国 家 高 科 技 研 究 发 展 计 划 项 目（２００６ＡＡ０３Ｚ３５８）； 国家自然科学基金项目（２０７０６０１５，５０７０３００９）； 上海市科技启明星计划项目（０６ＱＡ１４０１３，０７ＱＡ１４０１４）； 上海市基础研究重大项目（０７ＤＪ１４００１）； 教育部博士点基金项目（２００７０２５１０２２）； 上海市重点实验室专项（０７ＤＺ２２０１６，０６ＤＺ２２００８）； 上海市科委纳米专项 ０７５２ｎｍ０１０，０６５２ｎｍ０３４）
收稿日期： ２００８－ ０６－ １６ 作者简介： 牛建华，男，１９７５ 年生，江苏靖江人，工程师。
性能差、热稳定性差以及加工性能不佳等问题，必须对其进行 增韧改性。弹性体改性虽然提高了 ＰＶＣ 复合材料的韧性，却 降低了其强度。用无机纳米颗粒改性 ＰＶＣ 复合材料不仅可以 提高其韧性、刚性、硬度、强度等［１－ ３］，而 且 复 合 材 料 的 成 本 大 大降低，因此无机纳米颗粒改性聚氯乙烯具有重要的实际应 用价值。颗粒填充聚合物基复合材料一般是由颗粒相、基体相 和它们的中间相（界面相）组成，各自都有其独特的结构、性能 与作用。界面是无机粒子和基体相连接的桥梁，适当的界面粘 接不仅可以使得聚合物基体相转移相当的应力到无机粒子 相，提高复合材料的拉伸性能；同时在聚合物复合材料颗粒与 基体发生脱离时，使基体发生更多的形变，吸收更多的破坏 能，提高复合材料的冲击韧性。正因为界面对聚合物基复合材 料性能有如此重大的影响，国内外学者对它进行了大量的研
φ———填料的有效横截面面积。
φ是填料体积分数 Ｖｆ 决定的函数。根据实验数据，Ｎｉｃｏ－ ｌａｉｓ 和 Ｎａｒｋｉｓ［９］假设了球形粒子在聚合物基体中服从简立方分 布，那么复合材料的有效横截面在粒子球心处达到最小，这也
是复合材料受力屈服点。因此，复合材料的拉伸屈服强度可以
用下式表示：
σｙｃ＝（１－ １．２１Ｖｆ ２／３）σｙｍ
用，在受到外力作用时，两极发生界面脱离，定义界面脱离点
与极轴之间的夹角 θ为解键角，如果界面没有作用，则 θ＝
９０°，如果界面有良好作用，则 θ＝０°。拉伸屈服强度可以表示
为：
σｙｃ＝ｋ（１－ １．２１ｓｉｎ２θＶｆ ２／３）σｙｍ
（４）
Ｔｕｒｃｓａｎｙｉ 等［１２］认为只有当 Ｖｆ＝１ 时，φ＝１，即只有当复合材
ＮＥＷ ＢＵＩＬＤＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ·８１·
牛建华， 等： 纳米 ＣａＣＯ３ 增韧聚氯乙烯复合材料的界面作用和拉伸性能
究，并取得了不错的成果。Ｐｕｋａｎｓｚｋｙ［４］研究得到颗粒聚合物复 合材料的拉伸屈服强度明显受界面的尺寸和界面作用强度的 影响。Ｊａｎｃａｒ 和 Ｋｕｃｅｒａ［５］研究得到弱界面结合是碳酸钙（ＣａＣＯ３） 填充聚丙烯（ＰＰ）复合材料的拉伸屈服强度随 ＣａＣＯ３ 体积分数 增加而减小的主要原因。Ｚｈａｎｇ 等［６］应用表面处理改变了 ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ 得到与 ＰＶＣ 的界面粘接强度，结果显示适当的界面粘 接下有利于复合材料冲击性能的提高。有关纳米 ＣａＣＯ３ 填充 聚氯乙烯复合材料的研究报道比较多［６－８］，但是大多数研究集中 在力学性能和流变加工性能上，对其界面作用的研究比较少， 而且定量表征界面作用大小的报道更少。本文研究了纳米 ＣａＣＯ３ 颗粒粒径、表面处理剂及其处理量对 ＰＶＣ／ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ 复合材料性能的影响，并采用界面作用参数 Ｂ 及解键角 θ定量 表征了 ＰＶＣ 基体与 ｎａｎｏ－ ＣａＣＯ３ 之间的界面作用大小。
（１．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｈｕａｚｈｉｊｉｅ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄｅｑｉｎｇ ３１３２００，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
（２）
以上公式是在颗粒与聚合物基体没有界面作用下推出
的，而实际复合材料中不可能没有界面作用力，Ｊａｎｃａｒ 等［１０］引