聚乙烯增强增韧改性进展_钱军民
聚氯乙烯增韧改性的研究现状
基体中以岛( 粒子) 相存在的聚合物 M BS,ACR,ABS
等和网状聚合物 NBR, CPE, EVA 等。它们相应的 增韧机理代表性的有以下两种:
收稿日期:2006 一 - 25 12
中 人柔性链段 引
而改变PVC 的分子结构， 以达到增韧的目的， 包括
求 长 将 1 1。 增 率 达0%13
共聚、 联、 交 接枝等【。物理改性法即 ’ 〕 通过机械方
法将溶液或乳液等进行混合改性。由于经济或技术 等原因， 增韧改性最经济实用的方法还是物理 PVC 共混法。本文对目 PVC 共混改性的研究进展作 前
一综述。 1 PVC 增韧国内外研究水平和现状
目 用于PVC 增韧的改性剂按刚性大小分为 前， 弹性体和非弹性体两类。弹性体增韧 PVC 是一种 较为传统的方法， 其研究已向模型化和定量化方向 发展; 而非弹性体增韧是在 20 世纪 80 年代初由日
本 者K 学 urauchi 和O 等 ’提出 是 hsa 人[ ] 的， 一种较
聚氯乙烯树脂分子通式 壬
, H C
PP材料增强增韧改性研究进展
PP材料增强增韧改性研究进展PP材料是一种具有广泛应用前景的塑料材料，具有物理化学性质稳定、机械性能优良、加工性好等优点。
然而，PP材料的缺点是比较容易破裂、硬度低，抗冲击性较差，不适用于承受大力的场合。
为了从根本上解决这些问题，研究人员开展了PP材料增强增韧改性方面的研究，在增强改性方面取得了较大进展。
本文将从PP材料的增强增韧改性入手，对研究进展进行浅谈。
一、PP材料增韧方法1、增加韧性剂增加韧性剂是增加PP材料韧性的一种常见方法。
其中，硅橡胶、聚烯烃弹性体、碳纤维和玻璃纤维等都是常见的韧性剂。
硅橡胶和聚烯烃弹性体具有良好的弹性和韧性，能够有效提高PP材料的抗冲击性；碳纤维和玻璃纤维具有高强度和高模量特点，能够增加PP材料的强度和硬度。
2、添加增强剂添加增强剂是增加PP材料强度的一种方法。
其中，玻璃纤维、碳纤维等都是常见的增强剂。
这些增强剂的加入能够有效提高PP材料的抗拉强度、抗压强度等力学性能。
3、融合增韧融合增韧是将增韧和增强两种材料融合在一起，使得两种材料共同发挥作用的一种方法。
例如，将玻璃纤维和聚烯烃弹性体融合在一起形成复合材料，可以同时增加PP材料的强度和韧性。
二、PP材料增强改性技术1、制备纳米复合材料纳米复合材料是由纳米材料和基体材料组成的复合材料。
将纳米材料与PP材料复合，可以有效提高PP材料的机械性能、电学性能等。
例如，将纳米SiO2与PP材料复合可以提高PP材料的硬度和强度。
2、离子掺杂离子掺杂是将离子直接掺入PP材料中，从而使其具有特殊的化学和物理性质的一种方法。
通过离子掺杂，可以改变PP材料的分子结构和表面性质，提高其化学稳定性、抗热性等性能。
3、化学改性化学改性是通过化学反应改变PP材料的结构，从而提高其性能的一种方法。
例如，将PP材料与氧气进行氧化反应，可以提高其耐热性和抗氧化性能，使其能够适用于高温环境下使用。
三、未来研究方向虽然目前在PP材料增强增韧改性方面已经取得了较大进展，但仍存在一些问题需要进一步研究。
聚氯乙烯增韧改性研究新进展
聚氯乙烯 （ Ｖ 树脂是 世界 上最 早实现 工业 化 Ｐ Ｃ） 生 产 的塑 料 品种 之一 ［ ， 产 量仅 次 于 聚 乙烯 （ Ｅ １其 ］ Ｐ） 而居于 世 界 树 脂 产 量 的第 ２位＿ 。 由于 其 价 格 低 ２ ］ 廉， 原材 料 来 源广 泛 ， 有难 燃 、 具 耐磨 、 化 学腐 蚀 、 抗 电绝缘性 能优 良和机 械强度 高等优 点 ， 因而在 工业 、 农业 、 建筑 、 日用 品 、 装 以及 电力 等方 面 具 有 广泛 包
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ ｔ ｉ ｓｏｆｍ ｏ ｆｃ ｔｏ ｅ ｈ ｄｓ ． ．ｐ ｓｃ ｌｂｌｎ ｎｇ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｗｏ ｋ ｎｄ ｄｉ ａ ｉ ｎ ｍ ｔ ｏ ，ｉ ｅ ｈｙ ｉａ ｅ ｄｉ ｉ
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了聚 氯 乙烯 增 韧 改 性 的机 制 。
［ 图分 类 号 ］Ｔ ２ ． 中 Ｑ３ ５３
［ 文献 标 志码 ］Ａ
［ 章 编 号 ］１０ 文 ０９—７ ３ （０ ０ ０ —０ ０ — ６ ９７２１）７ ０ １ ０
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聚氯乙烯增韧改性的研究开发进展
ａ ｄ ｎ ｎ — ＣＯ３ ｏ ｏ ｇ ｅ ｉ ｇ ｍｏ ｉｙ ｎ ＶＣ ｒ ｅ ｉｗｅ ． ｅ ｅ ｅ ｏ ｎ ａ ｏ Ｃａ ｎ ｔｕ ｈ ｎｎ ｄｆ ｉｇＰ ｗｅ ｅｒ ｖ ｅ ｄ Ｔｈ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔ ｄｉ ｃ ｉ ｎ ｆ ＰＶＣ ｏ ｈｅ ｉ ｇ ｎ ｒ ｔｏ ｏ ｅ ｔ ｕｇ ｎ ｎ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｗｅ ｅ ｐ ｉ ｔ ｄ ｏ ｔ ｄｆ ａｉ ｒ ｏｎ ｅ ｕ 。 ｉ ｏ
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聚 氯 乙烯 具 有 阻 燃 、耐 腐 蚀 、绝 缘 、
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聚烯烃接枝马来酸酐增容增韧尼龙66的研究的开题报告
聚烯烃接枝马来酸酐增容增韧尼龙66的研究的开题报告一、选题背景尼龙66（PA66）是一种高性能的工程塑料，具有良好的强度、刚度、耐热性和耐磨性，广泛应用于汽车、航空航天、电子电器、纤维等领域。
然而，PA66也存在一些缺点，如易于吸水、脆化、低冲击强度等。
因此，如何改善PA66的性能一直是研究人员的热点和难点。
聚烯烃接枝马来酸酐（PP-g-MA）是一种具有优异增容增韧效果的改性剂。
近年来，人们开始将PP-g-MA应用于PA66的改性中，并取得了一定的进展，然而相关研究还比较有限。
二、研究目的与意义本研究旨在探究PP-g-MA对PA66进行增容增韧改性的效果以及其物理、力学、热学性质的变化。
通过改变PP-g-MA的添加量和接枝密度等条件，寻找最佳的改性方案。
该研究对于提高PA66的性能，拓展其应用范围，促进聚合物材料的发展具有实际意义和应用价值。
三、研究内容和方法1、研究内容(1) 合成PP-g-MA制备合适的PP-g-MA改性剂，通过改变接枝密度、MA含量等条件探究最优条件。
(2) PA66/PP-g-MA共混物的制备采用溶液共混法制备PA66/PP-g-MA共混物，通过改变PP-g-MA含量探究最优配比。
(3) 组装和制备测试样品将共混物制备成薄膜或样条等形状的测试样品。
(4) 对样品进行材料学测试分别测试改性样品和未改性样品的物理、力学、热学性能，并对其结果进行比较和分析。
2、研究方法(1) 合成PP-g-MA通过物理、化学等方法对PP和MA进行接枝，调整其接枝密度和MA含量。
(2) PA66/PP-g-MA共混物的制备采用溶液共混法制备样品，控制各组分的质量分数和混合过程，得到均匀的混合物。
(3) 组装和制备测试样品将共混物制备成薄膜或样条等形状的测试样品，制备方法包括挤出成型、压片、注塑等方法。
(4) 对样品进行材料学测试采用热重分析、DSC、拉伸测试等方法对样品进行测试。
四、预期结果通过本研究，预计能够得到如下优异的结果：(1) 合成出高效的PP-g-MA改性剂，并探究其最优接枝密度和MA含量等条件。
聚氯乙烯增韧改性的研究现状
收稿日期:2006-12-25作者简介:冯霞(1981-),女,山东理工大学材料学院材料学专业,在读研究生,研究方向高分子材料。
聚氯乙烯增韧改性的研究现状冯霞(山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255049)摘要:综述了目前国内外聚氯乙烯(P VC)增韧改性的研究状况和技术进展。
分别对弹性体及刚性体的增韧机理、增韧剂种类和影响增韧效果的因素,以及最近取得的研究成果作了概述,指出了PVC 增韧研究的发展趋势。
关键词:聚氯乙烯;增韧;弹性体;刚性粒子中图分类号:TQ325.3 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2007)04-0021-04T he R esea rch Situa tion of T ough en ingM od ifica tion of PVCFENG Xia,WA NG Ling(School ofM aterial Science and Engineering ,ShandongUn i v ersity ofTechnol o gy ,Z i b o 255049,Ch i n a)Abstr act :The present situation and technological progress of toughen i n g modificati o n of PVC are revie wed .The toughen i n g mechanis m,the kinds of toughen i n g modifiers and the i n fluenc i n g f actors of PVC b l e nding mod ification w ith e lasto mer or ri g i d particle have been de monstrated br i e fl y .M oreover ,the recent research ach ieve ments is i n troduced.F i n ally ,it points out the develop i n g trend of the research work on toughen i n g PVC.K ey w ord s :P VC ;toughness ;elasto m er ;rigi d partic le聚氯乙烯树脂分子通式`CH C H 3C lc n ,是乙烯基聚合物中最主要的品种。
刚性有机粒子对硬聚氯乙烯韧性体的增韧改性研究
刚性有机粒子对硬聚氯乙烯韧性体的增韧改性研究第5期声蕞:期却刚牡酉州,聚氯乙烯l992年刚性有机粒子对硬聚氯乙烯韧性体的增韧改性研究./青岛化工学院吴其哗扬文君裘怿明赵正强何自鸣一孽亏步摘要研究了尉性有机粒子(如SAN,PS,PMMA树脂)对硬聚氯乙烯韧性噼(指PVC/ABS,PVC/MBS,PVC/CPE等二元共混物)的改性效果发现添加小份量有机粒子,能提高基体的冲击韧性,并保持基体拉伸强度不受损害或阿时得到改善碗粒子对各种硬PVc韧性体的改性效果不同,不同共混工艺的影响差剐很大.初步得知,实现刚性有机粒子增韧改性的必要条件有:粒子与被增韧基体闻的良好相容性,粒子与基体阿的恰当的脆一韧比及要求基体本身有足够的强度和韧性刚性有机粒子使共混物流变行为变佳,挤出物外观改善,挤出膨胀率下降,体系耐热性,热尺寸穗定性及耐酸碱性均有改善,显示出与传统的弹性体增韧不同的规律及特色一,引言粒子发生"冷拉"太变形,从而吸收塑性变形能,提高材料韧性:r.刚性有机填料(Rigidorganicfiller分析可知,要实现ROF增韧改性,至简称ROF)为近年来国际上提出用于工程少应满足①基体的模量与泊松比El,vI 和塑料增韧改性的新概念,多指刚性有机聚合粒子的模量与泊松比E.,v有一定差异, 物.刚性有机填料增韧改性技术,为一项尚以便当基体拉伸时,在ROF粒子周围形成高在研究开发中的新技术,其新颖之处在于它静压力场,促使粒子发生脆一韧转变.一般不同于传统的弹性体增韧改性,能在提高树要求 E.<E,>vz即要求被增韧基体腊基体抗冲击能力的同时,保持剐性和拉伸本身有一定韧性,而不是典型脆性体;②要强度不受损失且也有改善,加工流动性和耐求分散的ROF粒子与被增韧基体的界面粘热变形性得到提高,为材料进一步高性能化接良好,以满足应力传递条件,@粒子的分开拓了新路.散浓度应恰当,浓度太低,改性效果不明显,ROF增韧机理也有别于传统观点,文献但浓度太大,相邻粒子产生的压力场相互迭介绍,ROF并没有在基体内引发大量银纹加抵消,也将失去增韧改性作用.故ROF 和剪切带,而在拉力场作用下,基体对ROF.材料的品种,用量及共混工艺必须严格选择.产生强压应力.使之发生脆一韧转变,R0F本实验设计选用的刚性有机粒子有——■.j西萌i蔼弼中石化甚公司资助及齐鲁石化苦司研兜院协助谨虼蕞I『第5期聚氯乙烯199:2奄:SAN树脂(苯乙烯一丙烯腈共聚物),PS(聚苯乙烯)7量PMMA(聚甲基丙烯酸甲瑟),被增韧基俸为硬PVc韧性f$,tiff-一类经增韧改性的硬PVC二元共混体,如I)VC/ABS.PVC/MBS,PVC/CPE婷此类材料,经多年研究开发,有的已得到工业应用,但从材料改性角度看,上述增韧改性,是以牺牲PVC宝贵刚性为代价的.本实验采用刚性有机粒子对其改性,期望恢复材料的强凄,或在材料强受和剐性不继续下降条件下,进一步提高基体的抗冲击能力. 硬PVc韧性侔本身具有一定韧性,共弹性模量和泊松比可根据需要加以调节,易满足上述条件①.硬PVC韧性体与所选的三种剐性粒子有程度不同的相容性,基本满足条件②(具体实验结果如下)=,实验韶分I,主要原材料PVC,TK—1000,齐鲁石化公司氯碱厂产}ABS,上海高桥化工厂产|MBS,B一31,B一22,日本钟涌公司产, CPE;山东潍坊化工厂产,氯含量35%l SAN;粉料,粒料两种,兰州化学工业公司产|PS:PS1,t4C,西德BASF公司产,PMMAt注塑料及造牙粉两种,上海珊潮化工厂产.2,共混体制备分别采用三种不同的共混工艺t①2③jPVCl～……一一,青--一'霞⑨1篓HI+1嗣_一J『,性能测试拉仲性能:按GB—lO4O一9,采用美瑚Monsanto公司T一10型电子拉力机.冲击性能:按GB—lO43—79采用承德材料试验机厂XCJ一4O型摆锤武冲击试验机. 流变性能:采用吉林大学教学仪器厂产xL Y一2型毛细管流变仪,T=170℃,毛细管L/D=4O/i维卡软化温度:技GB一1833—79,采用意大利CEAST公司CIHE_-44809SV型维卡被化点柳I定仪.三,结果与讨论l,硬PVC韧性体的制备及选择对PVc/ABS,PVc/MBS,PVc/CPE俸系,分别研究改性剂用量对基体力学性能的影响,发现有类同的规律性,典型表现如图1所示由图知,随弹性体用量增加,共混物冲击强度改善,但同时拉伸强度下降,用量超过l5份后,上降尤为明显.这种典型的"增韧不增强特征符台橡胶改性塑料的一般规律.也是本实验期望解决的问题要害.为进一步改性研究用,选择PVC/ABS=100/8,PVC/ABS=100/18,PVC/MBS=100/10,PYC/CPE;loo/10作硬PVC韧性体,考察剐性有机粒子对其改性儒囤噩第5期聚氯乙烯l992年}h*奄根酱e6m0日s目譬c童鼍待截斗村~1斟ABS腿对PVc/ABs共涅物力..F碡量(熏勘寺呶)学性能的影响………的效果.对PVC/ABS体系选用两种不同共混比试样,目的在于对比,当基体强度,模量,韧性不同时,ROF粒子改性救果的差异.2,刚性有机粒子对硬PVC韧性体力学性能的影响在上述韧性体中分别填加小份量的SAN,Ps及PMMA粒子,测得的共混体力学性能变化情形如图2～4所示.由图可见,刚性有机粒子对硬PVC韧性体确有改性作用, 总体表现为,填加小份量时,体系冲击强度有显着改善,而拉伸强度保持不降趋势.不同粒子对不同韧性体的改性效果不一.对Pvc/ABS=100/8体系,填加小份量的SAN和PS粒子,使体系冲击强度和断裂伸长率明显改善,拉伸强度基本保持不变(见图2),而填加PMMA粒子的改性效果不佳.对PVC/MBS=100/10体系,填加小份量的PMMA和SAN粒子的综合改性效果较好,而填加PS粒子有增韧不增强的.图2ROF用羹对PVC/ADS=1OO/8体系力学性能的影响.讳t_越￡搿量穗0{f4fReF1}l毪(俭11里乞.艘E苎￡PVC/MBS=100/10f~暴力学性能的影响0?S^NI●PS?△,PMMk3^～誓茸^《邑骷督日一々∞窜艄骨p塔巧mf筹5期聚氯乙烯1992奸趋势(见图3).对PVc/CPE=100/10体系,填加3份Ps粒子,使体蒹冲击强度,断裂伸长率得到很大提高,且显示出小份量ROF粒子既增韧叉增强的岍显优点(见图4).时:同切性体,各种刚性有机粒子的改性效果备异,估计与三相材料共混时的复合相容性f茭.三《京禽埔彗蓑荽e36|0"Ps目重(侍)口,扣却墒《圉tPS对PVC/CPE=100/1O体系力学性能的影响3共混工艺对硬PVc三元共混体性能的影响(具体共混工艺见实验部分).对PVc/ABS=100/8体系,分别采用了第①,⑨两种加料顺序;对PVC/ABS =100/18体系,先后采用了垒都三种加料顺序,测得的材料力学性能对比见图5,6. 对比可知,同样采用第①种加料顺序,4{攘if...一..一J-『H———].Ils^n譬(聃圉6加料顺序对PVC/ABS/SAN=100/18/变量体系性能的影响△第①种工艺,0第@种工艺}0第@种工艺但SAN粒子对PVC/ABS=100/8体系改性效果好,对PVC/ABS=100/18体系改性效果差.初步分析,这种差源于被增韧基体本身模量及强度的不同,前者较强较硬,后者较弱较软.分析模量的差异,PVC /ABS=100/8的模量为1.11x10Pa,PVC/ABS=1O0/l8的模量为1.08×10 Pa,SAN之模量为2.5×10Pa,均满足E.<E的条件,但改性效果不同,说明仅满足该条件是不够的.至少还应当要求,被螬第5期聚氯乙烯l992年韧基体应有一定强度及强一韧比,被增韧基体与剐性有机粒子问有恰当的韧一脆比.以利于应力的集中与传递.对此三种加料顺序,在PVc/ABS=100/18体系中,以第@种加料顺序改性披果较好.这种工艺的特点是先将两种改性剂预混台,使之局部相容,再加人P~C基体中,可以料想,这种工艺使三相材料均能充分相互接触,复台相客性较佳.故改性效果好.由此可见相容性的优劣对实现刚性有机粒子增韧的重要性.4,硬PVC三元共混体流变性研究为考察改性体系加工行为的优劣,采用毛细管流变仪研究其挤出行为及挤出物外观,结果见圉7～9已知传统的橡胶增韧塑料,由于改性剂固有性质所致,往往使加工流动性变劣.但由圈7,8可见,对刚性有机粒子增韧改性,由于改性剂用量较少,体系粒度变化不大.图7中加入sAN粒度略有增大,反映出sAN 有提高体系组分『H1相容性的作甩,与前面讨^图7ROF对PVC/ABS韧性俸粘度曲线的黟响('图8SAN用量对P~C/ABS韧性体牯度曲线的影响若暹昀组盛挤苗孙稿'PBs曹曩雹圈自踊=倍口o■髓髓曩暖穗融Pv嗍Bs曼懿圈酾豳tt{a皇豫鬣凛匿冕盈Pr0且s簟暖瞄豳m珊f8—■圈■奠鼬p,}衄sfsA囊,璺睡l=}嘶}8娩囊目■■■■瞳#昌葛嚣一r¨}瞎}'p祀_l螭sfs懈詈毫詈=.wl,//6嘲弓斟s精置鲁鲁一嘲礴|8图6典型试样挤出外观对比温度lZTO'c.忉应力l3.16xlDPa论的结果一致.图8为清楚起见,坐标轴适当进行了平移.虽然剐性有机粒子对体系粘度影响不大,但挤出外观却有明显改观圈9中,PVc 5第§期聚氯乙爝1992年/ABS--元共靛物挤出外观较粗糙,挤出膨胀较明显.加入SAN后,在同样挤出速率下,挤出物表面光滑,膨胀率减小,产生熔体破裂的临界剪切应力提高,这对材料挤出加工十分霞要5,体系稳定性研究分别考察了共混体系的耐热性,热尺寸稳定性及耐酸碱性,测试结果如表所示.表几种典型试样的稳定性比较作蕞热变形率<)堆卡稚两l瞳性?耐碱化点性??Pvc/Aes/烈向横向('C)(g/m)t耳,m0,SAN10/O/0一2.{-:.693.0—0.t60.5l100/8/0—2.:一1.695.0100/I8/0—1.{一2.298.01OO/8/2—0.{?2.81OO/8/4—2.8?j.O1OO/8/0-1.0—2.299.0?O.∞一0.盯100/S/B—0.:一1.目jE…r(±3.O<±3.O≥s'd<±2.ol<±l?I 睦?赦崖为37.5的Hq??藏度身.0的NaOH…指硬PVC饭材曲国家标准要术已知糠胶增韧塑料易导致塑辩基体的热变形温度下降,耐酸碱性变劣,而刚性有机粒子改性硬!PVC韧性体刚由于改性剂内在性质的优良使上述性能也得到改善.四,结论I.刚性有机被子改性硬PVC韧性体妁规律和特征不同于传统的榱腔增韧塑料.最明显妁特点是舔加小份量刚性有机粒子挠田显提高基体的冲击韧性,挣保持基体拉仲强度不受损害或也有改善,添充份数增多,改性效果不明显.2,不同有机柱子对各种硬PVC韧性催改性效果不同,不同戈混工艺(加料顺序)的影响很大,对PVC/ABS俸系,以填加SAN,PS为宜,对PVC/MBS体系,以漠加PMMA,SAN为宜,对PVC/CPE体系,壤加PS的改性效果亦佳.3,初步得知,实现刚性有机粒子增韧改性的必要条件至少应有;粒子与被增韧基体间的良好相容性,基体本身应有足够的强度与韧性以及粒子与被增韧基体间有恰当的脆一韧比.4,剐性有机粒子改性硬PVC韧性体使材料一流变性和耐热,耐酸碱稳定性得到改善?挤出膨胀减弱,挤出物外观光洁维卡软化温度提高.参考文献[DKufa_ch}T.,OhtaT.,J.Mat.Si..l9Bl,19,16~9--1709[2]KooK—K.,InoueT..MiyasakaK??Polym.Eng.Sci"195.5,25.741[3)FujitaY.,KooK—K.,Angol-J.C.. InoueT..SakaiT.,KobunshiRonbnnsh.1986,{3(3).1I9—131"]AngolaJ…CFujitnY.,SakniT..InoteT..J.Polym.Sci.,Polym.Phys..L988,26,807--816[5]李末明,撩泉舵,高丹予通报,1989,3.船。
我国硬质聚氯乙烯增韧改性的进展
的Ｐ ＣＡ Ｓ Ｖ ／Ｂ 合金冲 击强度高、 综合性能好， 因而在家 用电器、 汽车制造、 建筑工业等领域得到广泛应用。 Ａ３ 中 １ 橡胶含量的大小决定该合金冲击强度 Ｓ 增加的幅度， 高橡胶含量（６５ 的Ａ Ｓ比 ３．％） Ｂ 低橡胶 含量 （０ 的 Ａ Ｓ的冲击强度高很多， ３ ％） Ｂ 并且在
！３６ 尼龙增韧改性 Ｐ Ｃ ． Ｖ
用。方少朋［ 等人用Ｃ Ｅ ２ ３ ］ Ｐ 作为增容剂改性 Ｐ Ｄ ＶＦ （ 聚偏氟乙烯） 增韧 Ｐ Ｃ 认为 Ｐ Ｄ ／Ｐ Ｖ， Ｖ Ｆ Ｅ配比为 Ｃ （．一３０八 时有显著的增韧协同效应。Ｐ Ｃ ２４ ．） Ｖ／ Ｐ Ｄ ／Ｐ 用量为 １ ／ ／ 时， ＶＦ Ｅ Ｃ ０ １ ５ 共混体系的缺口冲 ０２ 击强度达２． ｌ ｍ ， ９８ ｃ ２ ５ 是未改性前的４４ ｊ ／ ．倍。陶国 良＿等人用精细胶粉增韧 Ｐ ＣＣ Ｅ体系， ［ ａ ］ Ｖ ／Ｐ 发现胶 粉与Ｃ Ｅ Ｖ 材料有协同增韧效应 Ｐ 对Ｐ Ｃ
增韧剂组成比（ Ｃ为 ６ ％ ８ ） Ｒ ０ － 和适宜的加工条 ０ 件 Ｆ Ｃ ＥＭＢ 起协同增韧作用。可认为是 Ｃ Ｅ ， ／ Ｓ Ｐ Ｐ
金的流动性 杨国文‘等人在 Ｐ （Ａｉ中添加第 钊 Ｖ＇ ｌ ／ Ｓ ３ 组分Ｐ Ｍ ， ，Ｐ 共混改性， Ｍ Ａ Ｒ Ｅ Ａ Ｃ Ｃ 结果表明： 加人
２０ ０３年全国Ｐ Ｃ塑料加工工业技术年会论又专辑 Ｖ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
我 国硬质 聚氯 乙蜂增初改性的进展
崔丽梅， 殷耀华
（ 科技大学高分子科学与工程学院， 青岛 山东青岛２６４） ６０２
【 关键词」 Ｖ一６ Ｐ （１韧机理； ； 弹性体增韧； 刚性粒子增韧 〔 要〕 摘 介绍了国内增韧聚氯乙烯的材料种类、 特点、 增韧机理、 效果及研究现状
PVC纳米复合材料增强和增韧研究的进展
《 海 塑料 》２ １ 上 ０ ０年 第 ４期 （ 第 １２期 ） 总 ５
Ｐ Ｃ纳米 复 合材 料 增 强 和增 韧 研 究 的进展 Ｖ
康 永
（ 西 金 泰 氯 碱 化 工 有 限公 司技 术 中 心 ， 西 榆 林 ７８ ０ ） 陕 陕 １ １０
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 米微粒 作为 填料 来填充 改性聚 合物 ， 获得 高 是
强 高韧 复合 材料有 效方 法之一 。对近 年来纳 米增韧 Ｐ ＶＣ的制备 方法 、 韧机理 和发 展趋 势进行 了概述 。 增
关 键 词 聚 氯 乙烯 ；纳 米 材 料 ；增 韧 ；增 强
纳米级 聚合物微纤 ／ 聚合物复合材料 是利用模 板 聚合 ， 有纳米尺寸微孔 的聚合物浸入 另一种单 将 体 和氧化剂 中 ， 使单 体溶 胀于 纳米 级微 孔 中， 用一 定 的引发 剂或一 定 的聚合 方法 使单 体在 微孔 中形
成 微 纤 或 中空 的纳 米 管 ， 而 形 成 增 强 的微 纤 Ｐ聚 从
研 究的深度 ， 使这一新材 料真正发挥其潜能 。
１ Ｐ Ｃ纳米 复合 材 料 的制 备 方 法 Ｖ
材 料 的 制 备 方 法 对 材 料 的 许 多 性 能 起 着 于纤维增强 ， 可 以 也 使 冲击 强度 明显提高 。
１ ２ 共 混 法 ．
１ １ 分子 复合 ． 用刚性高分子链 或微 纤作为增强剂 ， 其均匀 将 分散 在其他高分子基体 中 ， 分散程度接近 于分子水 平， 从而得 到 高强 度 高模 量 的聚 合物 纳 米 复合 材 料 。分子复合 的微 区尺寸 较一 般纳 米复 合材 料 的 材料 作为结构 材料 的应 用与 发展 主要受 到溶 液共 混、 共沉淀等制 备方 法 的限制 ， 不仅 需要 合适 的共
PVC纳米复合材料增强和增韧研究进展
■ 康 永
收 稿 日期 ：２ １－ ７ ２ ０ ０ ０ －２
作者简介：康 永 ，男 ，助理工程师 ，现在陕西金泰氯碱化工有限公司技术 中心从事技术工作。
电 子信 箱 ：ａ ｐｉｔ ｎ １３Ｃ Ｉ ｐ ｌ ｉ ＠ ６ ．Ｏｎ ａｏ
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为 填料来 填充改 性聚合 物， 得高强 是获 高韧复合 材料有效方 法之一。文中 年来 增 对近 纳米 韧Ｐ Ｃ的 Ｖ 制备方法， 韧机理 增 和发展 趋势作了 进行了 说明。 关键词： 聚氯乙 烯；纳米材料；增韧；增强
Ａｂｔ ｃ： ｓａｃ ｎ ｅ ｅ ｐ ｎ ｆ ｅ ｅａ ｐ ａｔ ｓｗ ｔ ｕ ｅ ｐ ｏ ｅｔ ｓ ｄ ｓ ａｔＲｅｅｒｈ ａ ｄｄ ｖｌ ｍｅ ｔ ｇ ｎ ｒｌ ｌｓ ｃ ｉ ｓｐ ｒ ｒｐ ｒ ｅ ｒ ｏ ｏ ｉ ｈ ｉ ａ ｎ ａ ｄｔ ｎ ｄｉｏ— ｉ ｌ ｖ ｅ ａ ｅ ｂ ｅ ｎ ｉ ｏ ａ ｒ ｄ ａ ａｕ ｓｈ ｖ ｅｎ ａ ｍｐ ｒ ｔｔ ｎ ．ｈ ａ ｌ ｓ ａｅ ｅ ｍａ ｕａ ｔｒ ｔｏ ｓ ｏ Ｃ ｌ ｔ ｎ ｅ Ｗ Ｓｉ ｕｔ ｔｄ ｔ ｎ ｆｃｕｅｍｅ ｄ ｆＰＶ ｌ ｒ ｈ ｈ ｎ ｎ － ｔ ｌｓ．ｏ ｇ ｅ ｉｇｍｅｈ ｎｓ ａ ｄ ｄ ｖｌｐ ｎ ｎ ｅ ｃ ｌｓａｔ ｌ． ａ ｏ ｍａｅ ｎａ ｔｕ ｈ ｎｎ ｃ ａ ｉ ｍ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｅ ｄ ｎｙ ｉ ｔｉ ｒ ｃ ｔ ｎ ｌ ｉ ｅ Ｋｅ ｗ ｒ ｓ ＰＶ ｙ ｏｄ ： Ｃ；ｎ ｎ － ｔ ｌｓ ｏ ｇ ｅ ｉｇ；ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ａ ｏ ｍａｅ ｄａ ；ｔｕ ｈ ｎｎ ｎ ａ ｃｍｅ ｔ
得 纳 米 复 合 材 料 。 （）熔 融 插 层 法 通 ２ 常是 将 经 过 表 面 处 理 的层 状 纳 米 粒 子 与 Ｐ ＶＣ 树 脂 粉 末 以 及 各 种 加 工 助 剂
HDPE的增韧改性机理
㈠弹性体和/或韧性好模量低的树脂增韧
研究表明，HDPE／NBR共混物的冲击断面呈平行排列的 丝状结构，可认为是试样断裂时银纹扩展为裂纹留下的痕迹， NBR以微细结构分散于HDPE中，当受力后能引发大量银纹， 使共混物显示高的冲击性能。
1.2HDPE与韧性好模量低的树脂共混 HDPE/LLDPE(线型低密度聚乙烯)、HDPE/CPE(氯化聚 乙烯)、HDPE/EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物) 、 HDPE/mPE(茂金属聚乙烯)、HDPE/PVA(聚乙烯醇)短纤维 共混体系等。
用偶联剂活化
用有机物活化 用聚合物活化 1.用偶联剂活化 偶联剂是一种增加无机物与有机聚合物之间 亲和力，且具有两性结构的物质，偶联剂在无机 物和聚合物之间通过物理的缠绕，或进行某种化 学反应，形成牢固的化学键，从而使两种性质大 不相同材料紧密结合起来。用于活化碳酸钙粉体 常见的偶联剂有钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和 硅烷偶联剂等。ຫໍສະໝຸດ HDPE增韧改性尚待解决的问题
用弹性体增韧：其一，HDPE是一类非极性结晶性聚合物，通常情况下易形
成结晶聚合物，与弹性体的相容性差，相界面结合力小，易发生界面脱粘;其二弹 性体作为分散相，未适度交联，外力作用下易发生分子间滑脱而产生“空化”;其 三，欲呈现高的冲击强度，必须加大弹性体的质量分数，使增韧HDPE中刚性低的 成分太多。
㈡刚性粒子增韧
进一步的研究表明，如果在体系中加非反应性助偶联剂，-改性石蜡（NR) ，NR会与各种偶联剂的长链末端通过分子间力的作用产生良好的相容性， 使NR倾向于分布在碳酸钙与HDPE基体之间的界面处，从而使NR取代偶联 剂与HDPE基体发生作用，形成一种新的相界面，由于这两相界面的形成， 一方面改善了碳酸钙与HDPE之间的界面粘结状态，另一方面增大了碳酸钙 与HDPE间力学作用层的厚度，使材料在保持较好的综合性能的同时，冲击 韧性得到大幅度提高。（改性通常是将蜡进行化学改性，改变其理化性质。 由于引进了极性基团，蜡的表面性质发生了变化，其乳化胜、溶解性、阻燃性、
新型绿色增韧新材料在PVC硬质管材中的应用研究
新型绿色增韧新材料在PVC硬质管材中的应用研究
袁忠堂;贺盛喜;南军明
【期刊名称】《聚氯乙烯》
【年(卷),期】2022(50)9
【摘要】介绍了新型绿色增韧新材料与传统冲击改性剂对PVC的增韧机理,对不同类型、不同用量冲击改性剂进行了对比研究。
最终确定了新型绿色增韧新材料应用于PVC硬质管材制品的最佳配比,用其增韧的PVC硬质管材制品的各项性能检测均达到了国家标准要求。
同时,降低了配方成本,提高了性价比,为PVC硬质管材制品企业配方设计与选材提供参考。
【总页数】7页(P18-24)
【作者】袁忠堂;贺盛喜;南军明
【作者单位】新疆天业(集团)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.3
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系有良好的综合性能,且断裂伸长率显著提高,加工性能也44工程塑料应用2《XI)年,第28卷,第12期
得到极大改善。P扣3分子量的大小对增强体系的影响非常
显著。
胡平”以超高分子量聚乙烯(uHM认PE)为研究对象,用
碳黑、玻璃微球、Al:q、Si仇作为填料,添加到uHM认1〕E中以
机理进行了深人的研究,得出相似的结论。
为进一步增强HDPI少CaC马填充复合体系的界面相互
作用,在对。Cq表面改性的同时,李瑞海‘g」又在上述体系
中加人了一种新型改性剂—马来酸醉改性的聚烯烃。结果表明,表面改性Cac仇和改性剂同时填充改性HDPE,力学
性能提高非常明显,所得填充体系的冲击强度、拉伸强度和
进行了研究:他用普通CaCq、超细CaCq、钦白粉和超细石
英粉4种无机粒子填充改性HDPE。选用硬醋酸(HSt)和硅
烷偶联剂A151来处理填料粒子表面。无机粒子表面未进行
处理时,钦白粉填充体系的冲击强度远大于纯HDPE,且冲不
断部分的面积比纯HDPE要大;普通CaCQ3、超细石英粉填充
体系的冲击强度则大幅度降低,冲击后仅表皮连接,但拉伸
粒子的粒度与种类、表面处理剂(偶联剂)的种类与用量及基
体树脂的分子量与结晶性等。
在填充增强增韧PE时,一般需用偶联剂对填料表面进
行处理。常用的偶联剂主要有烷氧类、焦磷酸醋类、硅烷系
列、钦酸酷系列、铝酸酷系列,以及大分子偶联剂等。它们含
有两类活性基团,一类基团和无机填料表面作用,另一类基
团能和树脂分子缠结,由此在无机填料和基体树脂间产生偶
中加人橡胶弹性体粒子,可大幅度提高冲击强度,但拉伸强
度有所下降;加人纤维增强可大幅度提高拉伸强度,但冲击
强度,特别是断裂伸长率常常有所下降;采用液晶聚合物对
高分子材料的原位复合增强等,可使材料的拉伸及冲击强度
均有所改善,但断裂伸长率仍有所下降。因此,开发具有综
合力学性能的PE是PE改性研究的重要方向之一,笔者对新
重质CaCq填充HDPE效果要好。填充体系的冲击强度随
偶联剂用量增加而依次升高,当其用量为O,0.5和1.5份
时,冲击强度分别为58.8,102.9和269.5J/m,当用量超过2
份后,冲击强度下降。对于CaCQ3/HDPE体系获得如此高的
冲击强度尚未见到同样的报道。
贾颖‘4对不同增强增韧填料对H【)PE的增强增韧行为
拉伸强度均出现最大值,其缺口冲击强度和拉伸强度分别达
55.7kJ/甘和24.8Nn、l,比纯山PE分别提高了203%和
212%;且断裂伸长率到625%时,材料仍未断裂,为纯U)PE
的500%。可见,纳米材料增强增韧PE具有更加广阔的研
究、开发和应用价值。
大分子偶联剂,也称聚合物型分散助剂,它有两亲性分
近国内增强增韧PE的研究进展进行了综述。
l刚性无机粒子增强增韧PE
应用刚性无机粒子填充塑料,不但能大幅度降低产品成
本,明显提高材料的刚度,还可在一定程度上改善树脂的冲
击韧性,起到既增强又增韧的目的目前,常用于增强增韧
PE的刚性无机粒子填料有碳酸钙、滑石粉、铁白粉、石英粉
及玻璃微珠等。影响增强增韧效果的因素主要有刚性无机
的拉伸屈服应力、拉伸弹性模量、冲击强度和断裂伸长率均
明显高于未处理的力学性能参数,且加工性能也有所改善。
许健南[’。〕用表面处理剂F对不同粒径的滑石粉进行表面处
理,并用于对HDPE增强增韧的研究,得出了同样的结论。
他还发现,滑石粉具有一定的润滑作用,且粒径愈小,润滑作
用愈强。
梁基照}”,用玻璃微珠(直径4一180脚)作为增强填料
弯曲强度均大大超过基体,填充复合物呈现高韧性,悬臂梁
缺口冲击强度已达500J/m,分别比HDPE(230J/m)和未改性
填料的HDI硬yCaC仇体系(47J/m)提高了1.1倍和9倍多;
拉伸强度也比基体提高了50%,达到37.3MFa。这是因为填
料表面的酸胺官能团与改性剂分子发生了强烈的化学反应,
子结构,与一般偶联剂的分子结构类似,但它的亲油端碳链
长度更长,与聚烯烃树脂的相容性更好,相互作用更强。已
有的研究也表明,大分子偶联剂的偶联效果更好!’4〕。如陈
瑞珠[”〕通过马来酸配与PE接枝共聚,在PE分子链上接上
梭基等极性基团,将接枝物用作复合材料的大分子偶联剂,
对填料表面进行包覆改性,效果很好。徐伟平上’“」采用大分
合材料的冲击性能却有明显影响。当用2%一3%铁酸酷偶
联剂处理CaC几时,复合材料的冲击强度比未处理的提高约
l倍,偶联剂用量再增多,冲击强度将下降;屈服应力在偶联
剂用量为2%一3%时出现最大值,但偶联剂含量的增加对
复合材料的拉伸强度影响较小:研究还发现,此处理剂用量
与单分子层理论计算值相差甚远,单分子层理论模型已不再
联作用,改善增强塑料和复合材料的加工性能和物理性能。
由于偶联剂处在相界面上,只有适量地加人,才能达到改善
性能,降低成本的目的二
刚性粒子增强填充复合材料,其增强机理的研究相对较
少,目前还缺乏令人满意的解释,较为一致的意见是,颗粒填
充体系的增强效应在相当程度上取决于粒子与基体间的界
面粘接强度。
增强LDPE也取得了较好的效果。在填充复合山PE体系
中,随微珠含量的增加,试样拉伸弹性模量呈非线性增加。
在微珠含量为叨%时,拉伸弹性模量为280Ml〕a。由于玻璃
微珠具有光滑的珠形表面,填充能力强,由它填充的塑料,不
仅加工性能好,而J1_制品内应力小且分布均匀
2纳米粒子增强增韧PE
纳米级粒子同微米级粒子相比,具有直径小、比表面积
处理、粒径、含量及基体树脂分子量、结晶性与其材料缺口冲
击强度、产生脆韧转变现象及基体晶态结构之间关系的研究
认为,共棍体系中界面应力的应变导致结晶作用,及其所引
起的基体中伸展链晶体网络结构的形成是该材料实现脆韧
转变的重要原因。用焦磷酸酷类偶联剂M〕Z和辅助偶联剂
ON330复合处理的CaC马填充H「〕PE时,试样缺口冲击强度
通山Cq的拉伸强度有所提高。胺和硬脂酸一L谷氨酸4种分散剂对上述3种caC几填充改
吴绍吟[5]重点研究了不同分散剂对HI〕pE增强增韧体性HDPE的力学性能和冲击断面的影响进行研究,其结果见
系的影响。用重质CaC几、普通轻质caC03和超细轻质CaC一表1。
J填充Hl〕pE,并用天然油脂衍生物、硬脂酸、乙撑双硬脂酸由表l看出,CaC乌在HDPE中分散好坏对复合材料的
比,而且碳纳米管很容易弯曲缠绕在一起,形成局部网状结
构,更加不利于微裂纹的扩展,这样就起到增韧作用由于
少量碳纳米管(1%)就可增韧塑料,如能解决碳纳米管取向
排列问题,将对纳米级填料增强、增韧复合材料是一个重要
贡献。
3PE的自增强增韧行为
自增强是通过材料内部形态的改变,即生成新晶体结构
的方法来达到增强的目的利用动态保压注射成型技术在
承受外力的能力更强其次碳纳米管与PE的界面粘合性良
好晶须增韧机理并不十分清楚,一般认为由丁晶须周围存
在着应力场,基体中的裂纹一般难以穿过晶须按原来的方向
继续扩展。相反,它更容易绕过晶须贴着晶须表面继续扩
展,裂纹的扩展路径增长了,扩展过程中需消耗更多的能量,
这些都导致裂纹难以继续扩展。碳纳米管具有较大的长径
表l分散剂加入前后坟充体系的力学性能
性能有极大的影响,分散剂的种类和添量是改善CaC乌在 HDPE中分散性,获得增强增韧效果的关键。傅强6}等人用
不同粒径的细粒子CaC几对HDPE的增韧研究得出CaC仇
用量只有大于某一临界值才有明显的增韧作用,粒径越小,
增韧效果越好。张云灿’」也对刚性粒子增强增韧HDPE的
度、热变形温度、尺寸稳定性和制品外观。廖明义川研究了
不同细度(45,10和5卿)的滑石粉对PE力学性能的影响。
研究发现,随粒径的降低,填充HDPE的拉伸强度、拉伸弹性
模量均增加,以5卿(2,J〕目)的填充效果最明显,其用量
达到3O%时拉伸强度仍超过纯】11〕PE,表明超细滑石粉具有
良好的增强作用。滑石粉经C系列偶联剂处理后,填充体系
形成较牢固的键合,或两者之间形成部分氢键。SEM及抽提
试验结果验证了这一点,而且DSC和W尤红〕显示,改性剂对
Hl)PE的结晶行为基本无影响,实现了无机刚性粒子同时增
强增韧聚合物的目的。
滑石粉也是塑料工业中常用的一种无机填料,其价格低
廉,硬度较低,对机械的磨损较小,能提高塑料制品的表面硬
大,越易出现脆韧转变。吴崇周「,’也研究了不同粒径cacq
和磷酸醋“W一893”偶联剂用量对HDPF增强增韧的影响。
用粒径为ro脚(1250目)的CaCQ3填充的I--IDPE冲击强度最
高达542.2J/m,为基材(HDPE)的3.7倍,而用45脚(325
目)填充的仅为基材的1.8倍二研究还发现,轻质山Cq比
梁基照川考察了cac仪含量对填充HDPE复合材料的
拉伸弹性模量、冲击性能以及热稳定性的影响。研究发现,
CaC几含量增大,拉伸弹性模量呈非线性增大,且粒子含量
越高,刚性和热稳定性提高的幅度越大。在CaCq含量为
10%时,拉伸屈服应力、拉伸断裂应力和冲击断裂能出现极
大值。
张云灿2{通过对HDpE/cacq填充体系中cac仇表面
低压下实现HDPE自增强时’”,拉伸强度和拉伸弹性模量提