EVA3改性纳米CaCO3对HDPE力学性能的影响

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PPnano-CaCO3(纳米碳酸钙-聚丙烯)复合材料的注射成型及力学性能实验

PP/nano-CaCO3（纳米碳酸钙-聚丙烯）复合材料的注射成型及力学性能实验一、实验目的1 了解纳米CaCO3对PP的增韧效果、原理。

2 熟悉PP复合材料的注射成型制备过程。

3 了解复合材料的力学性能测试。

4 了解电镜测样原理和具体步骤。

二、实验原理1、纳米CaCO3对PP的增韧效果原理聚丙烯(PP)是一种综合性能较优异的热塑性塑料，广泛应用于医疗器具、汽车零部件、家庭用品、办公用品、建筑材料、化工管道以及大量的运输和包装材料等方面，制品具有耐热好、化学稳定性高和成型性好等优点。

但同时PP也存在冲击韧性低，低温易脆裂，耐候性差强度、模量、硬度低，成型收缩大，尺寸稳定性差，制件易变形等缺点。

这些缺点大大限制了PP的应用，并且给实际生产带来了许多麻烦，因此，对PP进行改性研究以拓宽其应用领域成了学者们研究的热点。

纳米碳酸钙（nano-CaCO3）填充PP是一种具有广泛应用前景的复合材料，nano-CaCO3原料来源丰富且价廉易成型加工，制品的耐热性、硬度、刚性及尺寸稳定性均优于PP塑料所以引起了国内外众多学者的广泛关注。

本实验通过熔融共混的方法将nano-CaCO3填充到PP中，研究了nano-CaCO3用量对PP力学性能的影响及其在PP中的分散状况2、PP复合材料的注射成型制备过程⑴合模与开模。

合模是动模前移，快速闭合。

在与定模将要接触时，依靠合模系统的自动切换成低压，提供低的合模速度，低的合模压力，最后切换成高压将模具合紧。

开模是注射完毕后，动模在液压油缸的作用下首先开始低速后撤，而后快速后撤到最大开模位置的动作过程。

⑵注塑阶段。

模具闭合后，注塑机机身前移使喷嘴与模具贴合。

油压推动与油缸活塞杆连接的螺杆前进，将螺杆头部前面已塑化均匀的物料以规定的压力和速度注射入模腔，直到熔体充满模腔为止。

⑶保压阶段。

熔体充模完全后，螺杆施加一定的压力，保持一定的时间，是为了解决模腔内熔体因冷却收缩造成制品缺料时，能及时补塑，使制品饱满。

纳米碳酸钙的接枝改性及其填充聚氯乙烯复合材料的性能

纳米碳酸钙的接枝改性及其填充聚氯乙烯复合材料的性能张玲1*, 牛建华2，孙水升1（1.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;（2.浙江华之杰塑料建材有限公司，浙江313200）摘要：利用表面原位接枝聚合在纳米碳酸钙颗粒表面引入聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚丙烯酸丁酯（PBA）高分子链段，用共混法制备了nano- CaCO3/PVC 复合材料，研究了不同界面特性时CaCO3/PVC 复合材料的力学性能。

研究结果表明通过表面原位接枝聚合反应可以在纳米碳酸钙颗粒表面接枝PMMA和PBA；表面接枝聚合改性大大促进了纳米CaCO3粒子在PVC 基体中的分散行为，增加了复合材料的拉伸屈服强度以及与聚合物的界面粘接强度，但体系冲击强度有所下降。

关键词：聚氯乙烯，纳米碳酸钙，接枝聚合，性能中图分类号：TQ32 文献标识码：ADynamic Mechanical Properties and Interfacial Interaction of CaCO3Nanoparticle Reinfored PVC Composi tesZHANG Ling, NIU Jianhua, SUN Shuisheng(1.Key Laboratory of Ultrafine Materials of Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, East ChinaUniversity of Science and technology，Shanghai 200237，China;(2.Zhejiang Huazhijie Plastic Building Material Co., Ltd. Zhejiang 313200, China)Abstract:Based on the modification of CaCO3 nanoparticles with PMMA or PBA, CaCO3/PVC nanocomposites were prepared via a melt blending method, in order to improve the interfacial adhesion between the matrix and inorganic particle. The microstructure and mechanical properties of CaCO3 nanoparticle filled PVC composites were investigated by FTIR, TG, SEM, etc. PMMA and PBA had been proved to be grafted onto the surface of CaCO3 particles by TG and FTIR. It was found that PVC nanocomposites filled with CaCO3 nanoparticles which grafted by PMMA had higher tensile strength and lower impact strength, which compared with that of PVC composites filled by sodium stearate treated or untreated SiO2 nanoparticles.Keyword: poly (vinyl chloride), nano-CaCO3 particles, grafted polymerization, properties基金项目：国家高科技研究发展计划(2006AA03Z358)，国家自然科学基金(20706015, 50703009)，上海市科技启明星计划(06QA14013, 07QA14014)，上海市基础研究重大项目(07DJ14001)，教育部博士点基金(20070251022)，上海市重点实验室专项(07DZ22016, 06DZ22008)，上海市科委纳米专项(0752nm010, 0652nm034)*联系人：张玲，E-maill: zlingzi@0引言聚氯乙烯（PVC）复合材料由于其低廉的价格、丰富的来源和优越的性能广泛应用于管材、型材、皮革等领域，已成为仅次于聚乙烯（PE）第二大通用塑料。

纳米CaCO3 增韧聚氯乙烯复合材料的界面作用和拉伸性能

新型建筑材料
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１０ｍｉｎ，在１９０ ℃、１４．５ＭＰａ系统压力下的ＱＬＢ－
２５Ｄ／Ｑ型平板硫化机上压成４ｍｍ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ＧＢ１０４０测试
１实验部分
１．１实验原料
ＰＶＣ树脂：ＷＳ－１０００ｓ，上海氯碱化工股份有限公司；纳
米ＣａＣＯ３：粒径４０、７０ｎｍ，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

纳米碳酸钙对聚氯乙烯以及聚氯乙烯_弹性体共混物性能的影响（可编辑）

纳米碳酸钙对聚氯乙烯以及聚氯乙烯_弹性体共混物性能的影响上海交通大学硕士学位论文纳米碳酸钙对聚氯乙烯以及聚氯乙烯/弹性体共混物性能的影响姓名:陈宁申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:张勇20031201纳米碳酸钙对聚氯乙烯以及聚氯乙烯弹性体共混物性能的影响摘要本文采用熔融共混方法制备了聚氯乙烯纳米碳酸钙复合材料对其微观结构进行了观察并将纳米碳酸钙与超细碳酸钙对聚氯乙烯的物理性能的影响做了比较发现经硬脂酸表面处理的纳米碳酸钙在聚氯乙烯基体中分散良好纳米碳酸钙和超细碳酸钙对聚氯乙烯都有增韧作用并可以同时提高聚氯乙烯的断裂伸长率和弯曲模量其中纳米碳酸钙的效果更加明显纳米碳酸钙可以提高聚氯乙烯基体的屈服强度超细碳酸钙却降低了聚氯乙烯基体的屈服强度降低两种碳酸钙都降低了聚氯乙烯的弯曲强度本文同时研究了纳米碳酸钙对于聚氯乙烯弹性体共混物性能的影响其中的弹性体为一种改性的苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物 Blendex 研究发现纳米碳酸钙在聚氯乙烯/Blendex 共混物基体中也具有良好的分散相对于对纯聚氯乙烯基体纳米碳酸钙对PVC/Blendex共混物基体的增韧效果更加明显而且纳米碳酸钙可以明显提高共混物的弯曲模量同时降低了共混物基体的拉伸强度弯曲强度和断裂伸长率纳米碳酸钙的加入提高了 PVC/Blendex共混物的储能模量和玻璃化转变温度降低了其热分解温度本文采用修正的断裂有用功 Essential Work of Fracture, EWF 方法对聚氯乙烯弹性体纳米碳酸钙体系的断裂行为进行了研究纳米碳酸钙可以明显提高聚氯乙烯弹性体基体的特征断裂能降低体系的耗散能密度纳米碳酸钙的尺寸越小作用更加明显在低加载速率下样条的尺寸对体系的断裂参数没有明显的影响随着加载速率的提高体系的特征断裂能和耗散能密度同时明显提高关键词聚氯乙烯纳米碳酸钙 Blendex 复合体系物理性能断裂行为5Effects of Calcium Carbonate Nanoparticles on Properties of Polyvinyl Chlorideand Polyvinyl Chloride/Elastomer BlendsABSTRACTComposites based on polyvinyl chloride PVC and nanoscale calcium carbonatenano-CaCO particles were prepared via melt-mixing method. The microstructure of the3composites was observed, and a comparison was made on the different effects of nano-CaCO3particles and ultrafine calcium carbonate ultrafine-CaCO particles on the mechanical properties3of PVC. It was found that nano-CaCO surface-modified with stearic acid could be well dispersed3in PVC, and it could increase the notched impact strength, elongation at break and flexuralmodulus of PVC more effectively than ultrafine-CaCOIt was also found that nano-CaCO3 3increased the yield strength of PVC, while ultrafine-CaCO decreased the yield strength of PVC3Both nano-CaCO and ultrafine-CaCO decreased the flexural strength of PVC3 3The effects of nano-CaCO on properties of PVC/elastomer blends were studied. A modified3acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer ABS, Blendex was used as the elastomer. It wasfound that nano-CaCO could also be well dispersed in PVC/Blendex blends, and nano-CaCO3 3showed a much stronger toughening effect on PVC/blendex blends than that on PVC withoutBlendex. It was also found that nano-CaCO increased the flexural modulus, Vicat softening3temperature, storage modulus and glass transition temperature of PVC/Blendex blends, anddecreased the yield strength, elongation at break, and heat degradation temperatureThe fracture behavior of PVC/Blendex/nano-CaCO composites was studied by using a3modified Essential Work of Fracture EWF method. The introduction of nano-CaCO3dramatically increased the limiting specific fracture energy of PVC/Blendex blends, and decreasedthe dissipative energy density of PVC/Blendex blends. The two fracture parameters were affectedby the particle size of nano-CaCO significantly, while they were independent of specimen3thickness. With the increase of loading rate, both the fracture parameters were increasedsimultaneouslyKeywords nano-CaCO , PVC, Blendex, composites, mechanical properties, fracture behavior36上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。

纳米CaCO3粒子对不饱和聚酯树脂性能影响研究

在广口容器中分别加入定量已干燥的纳米Ｃ — ａ
Ｃ偶联剂Ｋ－０和乙醇，Ｏ、Ｈ５７用强力分散机使其充
分分散后移入四口瓶中。Ｎ保护油浴加热，，磁力搅拌并加热至回流，续３，物料移出，止分层。持ｈ将静下层沉淀物用乙醇洗涤后１５Ｃ燥２ｈ得到表面０ｏ干４，处理的纳米ＣＣ待用有优良的电学、Ｕ）耐化学
纳米ＣＣ内蒙古蒙西股份有限公司；ａＯ，消泡剂，ＦＣ一５４，国毕克化学公司；联剂，Ｈ一７，京曙５８德偶Ｋ５０南光化工总厂。实验设备为ＲＴ５型强力分散机，Ｊ０北京和莫机电研究所；ｓｏ４０Ｉｔｎ５５型万能试验机，国ｎｒ英英斯特朗公司；Ｌ２Ｘ．０型扫描电子显微镜，兰飞利荷浦公司；Ｄ－Ｒ型差热扫描量热仪（Ｓ上海精ＣＲ４ＤＣ）密科学仪器有限公司；４０６－２型凝胶仪，同济大学实验仪器厂；Ｎ一旋转粘度计，都仪器厂；氏ＤＪ１型成巴硬度计，锡标准计量局实验厂。无
现象；用量为４％时拉伸强度和断裂延伸率分别提高约４％和６％，５７玻璃化温度Ｔ提高约３％，０巴氏硬度提高３％。用Ｋ４Ｈ一
５０偶联剂进行表面处理有利于纳米ＣＣ粒子在ｕ７ａＯＰ中的分散。用扫描电子显微镜观测纳米ＣＣ，ＵａＯ／Ｐ拉伸断１形貌时发２＂

纳米CaCO3和纳米SiO2对LDPE老化特性的影响

第４１卷第ｌ９期
２０１３年１０月
广
州
化
工
Ｖｏ１．４１Ｎｏ．１９Ｏｃｔｏｂｅｒ．２０１３
ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕＳｔｒｙ
纳米ＣａＣＯ３和纳米ＳｉＯ２对ＬＤＰＥ老化特性的影响术
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１ — ９６７７（２０１３）１９ — ００４６ — ０３
ＩｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆＮａｎｏ— ＣａＣＯ３ａｎｄＮａｎｏ— ＳｉＯ２ｏｎＡｇｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＬＤＰＥ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍａｔｅｒｉａｌｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｔｈａｔｍｉｘｉｎｇＬＤＰＥａｎｄｎａｎｏ—ＣａＣＯ３ｏｒｎａｎｏ—ＳｉＯ２ｔｈａｔｗａｓｓｕｒｆａｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｂｙｅｘｔｒｕｄｉｎｇａｎｄｂｌｏｗｅｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｉｎｏｒｇａｎｉｃｎａｎｏｉｌｆｌｅｒｓａｎｄｔｈｅｐｏｌｙｍｅｒｉｎｔｈｅａｇｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｕｆａｒｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｎａｎｏｉｆｌｌｅｒｓｏｎｔｈｅｉｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｙＩＲ，ＤＳＣａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｅｓｔｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｆａｃｔｏｒｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎａｎｏｉｌｆｌｅｒ，ａｎｄｔｈｅｓａｍｅｎａｎｏｉｌｆｌｅｒｗｉｔｈｓｕｆａｒｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｒｎｏｔｍａｄｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｎｔｈｅａｇｉｎｇｏｆＬＤＰＥ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅｔｒｅａｔｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｙｉｎｔｈｅ

纳米碳酸钙表面改性及其对聚丙烯复合材料增韧的研究

注 : A 1 为改性剂吸收峰面积 ; A 2 为 nano2CaCO3 特征峰面积。
3 # CaCO3 的改性剂吸收峰面积与其特征峰面积的比值 ,远远大于 1 # CaCO3 和 2 # CaCO3 。而增韧效果最好的 1 # CaCO3 ,其峰面积的比值最小。这说明 ,纳米碳酸钙粒子表面改性剂包覆量的多少 ,并不是影响纳米碳酸钙对 PP + SBS 体系增韧效果的决定因素。 214 沉降体积
PP composite materials
2315 ℃
- 10 ℃
PP
101318
01725
PP/ SBS
451503
41578
PP/ SBS/ 1 # CaCO3 PP/ SBS/ 2 # CaCO3 PP/ SBS/ 3 # CaCO3
641787 301222 461469
第 29 卷第 5 期 2002 年
北京化工大学学报 J OU RNAL OF B EIJ IN G UN IV ERSIT Y OF CHEM ICAL TECHNOLO GY
Vol. 29 , No. 5 2002
纳米碳酸钙表面改性及其对聚丙烯复合材料增韧的研究
张华1 陈建峰1 3 赵红英2 王国全2
根据相似相溶原理 ,如果粒子表面呈极性 ,那么这种粒子在极性溶剂中就容易均匀、稳定的存在 ,此时它的沉降体积就大 (一定时间内) ;而粒子表面呈
非极性 ,这种粒子在非极性溶剂中的沉降体积就大。由图 4 、5 可以看到 ,在环己烷中 ,1 # CaCO3 可
以比较稳定的存在 ,而 3 # CaCO3 的沉降体积随着时间的增加 ,快速下降 ;而在三氯甲烷中 ,3 # CaCO3 的沉降体积最大 ,分散稳定性最好。值得注意的是 ,溶剂环己烷的分子是六边形对称结构 ,呈非极性 ,而三氯甲烷的分子呈极性。所以 ,由此可以推测 : (1) 由钛酸酯偶联剂 A 改性的 1 # CaCO3 表面主要呈非极性 ,而用硬脂酸改性的 3 # CaCO3 表面主要呈极性 ; (2) 由于聚丙烯分子是 α CH (CH3) CH2 ε 结构 ,呈非极性 ,所以 1 # CaCO3 表面虽然包覆的改性剂量少 , 但其表面包覆的改性剂分子的结构与聚丙烯分子的结构比较相似 ,所以能够均匀的分散在聚丙烯中 ,很好地实现增韧的目的。

CaCO3的表面改性及其填充废旧聚乙烯的研究

CaCO3的表面改性及其填充废旧聚乙烯的研究【摘要】本文采用硬脂酸对碳酸钙粉体进行表面改性，将粉体按一定比例加入到废旧聚乙烯中，讨论了复合材料拉伸强度和冲击强度的变化。

并采用碳酸钙/滑石粉共复合体系填充废旧聚乙烯，研究其对复合材料力学性能的影响。

【关键词】CaCO3；滑石粉；废旧聚乙烯；填充改性Research on Surface Modification of CaCO3 and Filling of Waste Polyethylene YAO Shan-shan1 ZHENG Xiang2（1.Jilin Institute of Chemical Technology，College of Materials Science and Engineering，Jilin Jilin 132022，China；2.China Petroleum Jilin Petrochemical Research Institute，Jilin Jilin 132000，China）【Abstract】The calcium carbonate are surface modificated with stearic acid，then adde the powder to the waste polyethylene by a certain percentage. The essay discussed the changes of tensile strength and impact strength of the composite materials . And the use of calcium carbonate / talc composite System filled waste polyethylene，to study its effect on the mechanical properties of the composites.【Key words】CaCO3；Talc；Waste Polyethylene；Fill Modification0 引言随着塑料工业的迅猛发展，加工生产和使用后的废弃塑料与日俱增。

改性纳米CaCO3PE-g-MAHHDPE复合塑料拉伸性能研究

改性纳米CaCO3PE-g-MAHHDPE复合塑料拉伸性能研究
改性纳米CaCO3/PE-g-MAH/HDPE复合塑料拉伸性能研究
采用硬脂酸(SA)对纳米进行表面活化,考察了改性纳米CaCO3、马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)分别或共同添加到高密度聚乙烯(HDPE)中形成的复合塑料的拉伸性能.结果表明:用质量分数为7%硬脂酸改性的纳米CaCO3,能较好地促使无机粒子的分散和与HDPE的结合,提高复合塑料的拉伸性能.PE-g-MAH的进一步嫁接作用,可延长硬脂酸分子链,加强硬脂酸和基体树脂之间的缠结作用,从而显著提高了复合塑料的拉伸强度.
作者：戴欣尚庆坤李诗春修艳华冯雪娇傅高峰DAI Xin SHANG Qing-kun LI Shi-chun XIU Yan-hua FENG Xue-jiao FU Gao-feng 作者单位：戴欣,尚庆坤,冯雪娇,傅高峰,DAI Xin,SHANG Qing-kun,FENG Xue-jiao,FU Gao-feng(东北师范大学化学学院,吉林,长春,130024)
李诗春,修艳华,LI Shi-chun,XIU Yan-hua(长春高祥特种管道有限公司,吉林,长春,130012)
刊名：分子科学学报ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCE 年，卷(期)：2007 23(5) 分类号：O641 关键词：纳米碳酸钙 PE-g-MAH HDPE 复合塑料拉伸性能。

纳米CaCO3填充改性PVC复合体系的性能研究

纳米CaCO3填充改性PVC复合体系的性能研究
赵福君;谭为群;刘强
【期刊名称】《新型建筑材料》
【年(卷),期】2006(000)012
【摘要】研究了2种纳米CaCO3填充PVC对复合材料力学性能的影响.结果表明,纳米CaCO3可以显著提高PVC的冲击强度,而对拉伸强度和断裂伸长率影响较小;适当的基体韧性有助于获得较高的冲击强度,当添加25份经8%钛酸酯偶联剂处理的纳米CaCO3时,所得复合材料的冲击强度是未添加纳米CaCO3样品的4.25倍;扫描电镜结果显示,纳米CaCO3在基体中分散性良好,呈韧性断裂形态.
【总页数】3页(P36-38)
【作者】赵福君;谭为群;刘强
【作者单位】清华大学土木工程系,北京,100084;大庆油田建设集团工程设计研究院,黑龙江,大庆,163712;大庆油田工程有限公司,黑龙江,大庆,163712;大庆石油管理局规划计划部,黑龙江大庆163451
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.3
【相关文献】
1.PVC弹性体纳米CaCO3复合体系的加工和组成对力学性能的影响 [J], 武德珍;宋勇志;金日光
2.PVC/纳米CaCO3复合材料的制备与性能研究 [J], 应建波;钟明强;徐立新
3.PVC/CaCO3纳米复合材料结构与性能的研究 [J], 沈忠林;崔杰;王平华
4.氯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物/纳米CaCO3复合母粒改性PVC力学性能的研究 [J], 王士财;李宝霞;张晓东;李志国
5.改性纳米CaCO3填充PVC复合材料力学性能和转矩流变性能研究 [J], 王少会;卢尚琨;任凤梅;徐卫兵
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纳米碳酸钙的改性及在硬聚氯乙烯中的应用

第5卷第5期2006年10月江南大学学报(自然科学版)Journal of Southern Yangtze U niversity(N atural Science Edition) Vol.5　No.5Oct.　2006　文章编号:1671-7147(2006)05-0573-03 收稿日期:2005-03-01;　修订日期:2005-05-09. 基金项目:国家自然科学基金项目(20571033). 作者简介:刘俊康(1964-),男,江苏苏州人,副教授,硕士生导师.主要从事精细化学品、改性塑料的研究.Email :Liujunkang22@纳米碳酸钙的改性及在硬聚氯乙烯中的应用刘俊康,　倪忠斌,　冯筱晴,　黄　智,　殷福珊(江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122)摘　要:用新型磷酸酯表面活性剂(ADDP )改性纳米碳酸钙(CaCO 3),研究了CaCO 3的吸油率、糊黏度、接触角等性质;研究了在CaCO 3填充量不同时硬聚氯乙烯(PVC )的冲击强度、断裂伸长率、拉伸强度.结果表明:CaCO 3改性后从亲水性变成亲油性;改性CaCO 3填充的PVC 塑料机械性能明显提高.关键词:新型磷酸酯表面活性剂;纳米碳酸钙;聚氯乙烯;表面改性中图分类号:TQ 325.3文献标识码:ASurface Modif ication of N ano ΟC aCO 3and Properties ofPVC/N ano ΟC aCO 3CompositeL IU J un Οkang ,　Ni Zho ng Οbin ,　FEN G Xiao Οqing ,　HUAN G Zhi ,　YIN Fu Οshan(School of Chemical and Material Engineering ,Southern Yangtyze University ,Wuxi 214122,China )Abstract :CaCO 3was modified by surfactant of ADDP and its properties of oil absorption ,viscosity of DOP paste and contact angle were measured.The impact strength ,tensile strength and breaking elongation of CaCO 3Οfilled PVC were also studied.The results showed that the surface properties of modified CaCO 3changed from hypophility to hypophobicity and the mechanical properties of PVC which had been filled by modified CaCO 3Οfilled improved remarkably.K ey w ords :ADDP ;nano ΟCaCO 3;PVC ;surface modification 纳米CaCO 3是一种优良的无机填料,在塑料[1Ο3]、橡胶[4]、涂料[5]等诸多工业领域应用前景广阔.但是,纳米CaCO 3的比表面积大,表面能高,易团聚;同时CaCO 3表面极性大,亲水性很强,与有机基体间亲和力弱,易造成界面缺陷,导致材料性能下降[6].因此,有必要对CaCO 3进行表面改性,以降低其表面势能,改善亲水疏油性,提高它在塑料中的分散能力以及与有机基体的亲和力.新型磷酸酯表面活性剂(ADDP )作为改性剂,其改性的纳米碳酸钙成功用作聚氯乙烯(PVC )软塑料[7Ο8]和聚丙烯(PP )塑料[9]的填充剂,文中研究了ADDP 对纳米CaCO 3的表面改性及改性碳酸钙在硬质PVC 塑料中的应用情况.1　材料与方法1.1　原料与仪器1.1.1　原料　ADDP ,实验室自制;未改性及硬脂酸改性纳米CaCO 3,原生粒子50nm ,广平化工实业有限公司生产;SG Ο3型PVC 树脂,市售.1.1.2　仪器　SHRΟ10A型Erma GΟ1接触角测量仪,日本岛津公司制造;高速混合机,张家港大江机械有限公司制造;LJ机械式拉力实验机,X JJΟ50型简支梁冲击实验机,均由承德实验机总厂制造;NDJ Ο79型旋转式黏度计,同济大学电机厂制造;50t平板硫化机,X(S)KΟ160B开放式炼塑机,均由上海轻工机械股份有限公司制造;JLΟ1166型激光光散射粒度分布仪,成都精新粉体测试设备有限公司制造;SXΟ40扫描电镜,日本日立公司制造.1.2　方法1.2.1　ADDP的合成　见文献[7].1.2.2　CaCO3的表面改性　将CaCO3加入60℃的水中,搅拌5min后加入计量的ADDP溶液,在60℃改性60min,过滤、烘干、160目过筛备用.1.2.3　团聚粒径　在水中加入适量纳米CaCO3样品,滴加适量质量分数为5%的壬基酚聚乙烯醚表面活性剂(OP)溶液,搅匀.用激光光散射粒径分布仪,超声分散1min,然后测量其粒径分布.1.2.4　吸油率　称取5.0g CaCO3样品,将其置于大理石板上,用滴定管将邻苯二甲酸二辛酯(DOP)逐滴加入,并不断地用调刀轻轻研磨,直至成团不黏附在大理石上的最小DOP用量.1.2.5　接触角　在压片机上以20M Pa的压力保持5min,将CaCO3粉末压成直径10mm的表面光滑的圆片,在接触角测量仪上测其与水的接触角. 1.2.6　黏度　将CaCO3与分散介质(DOP)以1∶2的质量比充分搅拌混合,用旋转式黏度计测其25℃时的黏度值.1.2.7　CaCO3填充PVC　CaCO3和PVC及助剂以一定比例在高速混合机中混合,在双辊混炼机上混炼10min,接着在平板硫化机上以15M Pa保压10min,然后保压冷却300s,在万能制样机上制样.用简支梁冲击实验机测样条的冲击性能,用机械式拉力实验机测样条的断裂伸长率和拉伸强度.1.2.8　拉伸性能的测定　按G B1040-92方法进行测定.2　结果与讨论2.1　改性C aCO3的性质变化观察到未改性CaCO3很快沉到水底,而经过ADDP改性的纳米CaCO3由于吸附了ADDP,表面极性降低,亲水性变差,能完全漂浮在水面上.经48h 活化率仍能达到100%,说明用ADDP湿法改性纳米碳酸钙均匀,且稳定.CaCO3的表面性质见表1.表1　C aCO3的表面性质T ab.1　The properties of modif ied C aCO3吸油率/(mL/kg)黏度/mPa・s与水接触角/(°)平均团聚粒径/μm 未改性CaCO3740240018 2.42 ADDP改性CaCO3310290940.89硬脂酸改性CaCO338049077 1.412.1.1　吸油率的变化　塑料中要添加增塑剂等助剂,如果CaCO3吸收助剂过多,就要增加生产成本.由表1可见,ADDP改性的CaCO3较未改性CaCO3吸油率降低50%以上.这就表明使用改性CaCO3可以降低生产成本,充分发挥助剂的效果.2.1.2　黏度的变化　黏度可表征体系的流动性和分散性.本体系的黏度主要取决于CaCO3和分散介质界面之间的作用力.由表1可见,未改性CaCO3黏度很大,说明它和DO P之间的相容性差,摩擦力大;改性后的CaCO3黏度显著降低,说明它和DOP 的相容性提高,摩擦力减小.ADDP改性CaCO3的黏度明显小于硬脂酸改性CaCO3.2.1.3　接触角的变化　接触角可以表征两种物质的界面性质.接触角越大,两者表面能相差越大,两者相容性也就越差.表1列出的改性前CaCO3和水的接触角很小,说明未改性碳酸钙亲水性好,表面能很大;改性后CaCO3和水的接触角变大,即极性变小,和水的相容性降低,和有机基质的相容性增大.ADDP改性CaCO3和水的接触角大于硬脂酸改性CaCO3.2.2　纳米C aCO3填充PVC性能2.2.1　冲击性能　图1是CaCO3填加量不同时PVC的冲击强度.可见,随着CaCO3填加量的增加PVC的冲击强度呈抛物线变化.CaCO3在质量分数为10%时PVC出现最大冲击强度值.这可从刚性粒子增韧机理[10]得到解释:由于纳米CaCO3粒径小,比表面积大,与基体树脂有较大的接触面积,与基体黏结比较牢固;同时,由于纳米CaCO3粒径小,对应力的传递和分散也越好,纳米CaCO3粒子的加入,必然起到应力集中点的作用.当材料受到外力冲击载荷时,这些应力集中点会导致粒子周围树脂发生剪切屈服,形成剪切带而吸收大量的形变能,所以这时体系的冲击强度提高.在CaCO3质量分数超过10%时,粒子发生团聚,不能很好地传递和分475 江南大学学报(自然科学版) 第5卷　散应力,引发体系产生的剪切带减少,导致冲击强度降低.图1　C aCO 3填加量不同时PVC 的冲击强度Fig.1　E ffects of C aCO 3on impact strength of thecomposites2.2.2　断裂伸长率　断裂伸长率可衡量塑料的韧性.CaCO 3填加量不同时PVC 塑料的断裂伸长率如图2所示.可见,在加入CaCO 3质量分数为10%时,PVC 的断裂伸长率比纯PVC 还大,说明纳米碳酸钙具有增韧作用,和文献[9]结论相似.随着碳酸钙填充量的增加,PVC 的连续结构被破坏,导致断裂伸长率下降;改性CaCO 3填充PVC 的断裂伸长率优于未改性的.图2　C aCO 3填加量不同时PV C 塑料断裂伸长率Fig.2　E ffects of C aCO 3on breaking elongation2.2.3　断裂强度　图3是CaCO 3填加量不同时PVC 的拉伸强度.纳米CaCO 3粒子分散在PVC 分子之间,增加了PVC 分子链间的距离,减少了分子间的作用力,大量的纳米刚性粒子促使分子链段较早地开始运动,降低了材料抵抗变形的能力,从而表现出随纳米CaCO 3用量的增加,体系拉伸强度下降.改性CaCO 3填充PVC 的拉伸强度略小于填加未改性CaCO 3的PVC 的拉伸强度.改性CaCO 3一定程度上起到增塑作用,所以拉伸强度稍微降低.这是与改性CaCO 3填充PVC 断裂伸长率大于未改性CaCO 3填充的PVC 相关联.图3　C aCO 3填加量不同时PV C 的拉伸强度Fig.3　E ffects of C aCO 3on tensile strength2.2.4　PVC/纳米CaCO 3复合材料拉伸断面电镜图不同改性CaCO 3填充PVC 的SEM 如图4所示.图4(a )是空白纳米CaCO 3填充PVC 体系的拉伸断面电镜照片.图4(b )和图4(c )是改性纳米CaCO 3填充PVC 体系的拉伸断面电镜照片.3张图对比可见,改性复合材料的拉伸断面与未改性复合材料的拉伸断面比较,形貌发生了很大变化.图4(a )中,拉伸断面的牵伸结构和拉丝几乎没有,纳米CaCO 3附聚粒子较多,呈现脆性断面.这是因为纳米CaCO 3粒径小、表面能高,和PVC 不相容,容易发生团聚,受到外力容易在界面处形成裂纹而破坏.图4(b )中,断面有较多的牵伸结构和拉丝,呈现塑性断裂的特征.纳米CaCO 3表面经ADDP 改性,极性降低,和PVC 相容性提高,结合力较强,因而在受到外界拉力时,界面处不易裂开,从而呈现韧性断裂.图4(c )中拉丝也不多,说明用硬脂酸改性的纳米碳酸钙在PVC 中增韧性不明显.图4　不同改性C aCO 3填充PV C 的SEM 图Fig.4　SEM photos of the PV C system f illed by different nano ΟC aCO 3(下转第580页)575　第5期刘俊康等:纳米碳酸钙的改性及在硬聚氯乙烯中的应用3　结　论Tween80/正丁醇/水微乳液体系有良好的热稳定性和耐盐性.微乳液中水的质量分数大于64%时可形成水包油(O/W)型微乳液.该微乳液对全A TRA有良好的增溶和缓释作用.参考文献:[1]崔正刚,殷福珊.微乳化技术及应用[M].北京:中国轻工业出版社,1999:75Ο79.[2]Kantaria S,Rees G D,Lawrence M J.G elatinΟstabilised microemulsionΟbased organogels:rheology and application iniontophoretic transdermal drug delivery[J].J Control Rel,1999,60:355Ο365.[3]Kemken J,Ziegler A,Muller B W.Investigations into the pharmacodynamic effects of dermally administeredmicroemulsions containing betaΟblockers[J].J Pharm Pharmacol,1991,43:679Ο684.[4]Seung Rim Hwang,SooΟJ eong Lim,J eongΟSook Park,et al.PhosphlipidΟbased microemulsion formulation of allΟtransΟretinoic acid for parenteral administration[J].Int J Pharm,2004,276:175Ο183.[5]GU MingΟyan,WAN G ZhengΟwu,CH EN WenΟjun,et al.Spontaneous vesicles f rom DCDAC and its mixture DCDAC/AO T systems and their capability of encap sulating A TRA[J].Chem J 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纳米级CaCO_3粒子增韧增强聚丙烯的研究_任显诚

纳米级CaCO3粒子增韧增强聚丙烯的研究任显诚　白兰英　王贵恒(四川大学高分子材料系,成都610065)张伯兰(中国科学院成都分院有机化学研究所,成都610041)摘　要通过对纳米级CaCO3粒子进行表面预处理和熔融共混工艺制备了PP/纳米Ca-CO3复合材料,并进行了力学测试和结构表征。

结果表明,经过适当表面处理的纳米CaCO3粒子可以通过熔融共混法均匀分散在聚丙烯中,粒子与基体界面结合良好,纳米CaCO3粒子在低于10%用量时即可使聚丙烯缺口冲击强度提高3～4倍,同时基本保持其拉伸强度和刚度。

DSC熔融曲线分析表明,CaCO3对聚丙烯的β晶结晶过程有明显的诱导作用,提高了β晶的含量,增加了PP基材的韧性,通过对填充复合材料的冲击断面观察证明,材料的增韧是由于基体发生了大面积屈服所致。

关键词:聚丙烯　纳米复合材料　增韧0　前言聚丙烯的增韧增强改性在过去多采用橡胶类弹性体共混和纤维、填料填充共混方式[1～3],近年来国内外开始了关于纳米级粒径无机填料填充各种聚合物的基础理论和应用研究,包括用蒙脱土、SiO2、TiO2等纳米微粒填充聚丙烯的研究[4～7]。

由于无机纳米粒子同聚丙烯极性差异较大,表面能高,二者相容性很差,纳米粒子极易团聚,难于得到性能优异的复合材料。

本研究采用了适当的纳米粒子表面预处理法,通过熔融共混制备出了高性能的聚丙烯/纳米CaCO3复合材料。

1　实验部分1.1　主要原材料＊本工作得到中国科学院高分子物理联合开放研究实验室(长春应用化学研究所)资助。

收稿日期:1999-10-22PP-A共聚,扬子石油化学工业公司;PP-B均聚,扬子石油化学工业公司;纳米级Ca-CO3,粒径平均80nm,华东理工大学国家超细粉末工程研究中心提供;表面处理剂A,自制,相容剂B,自制。

1.2　工艺技术路线一步法:将表面预处理后的CaCO3同聚丙烯、相容剂B在双螺杆挤出机上直接共混。

二步法:先将表面预处理后的CaCO3同相容剂B和少量共聚聚丙烯在双螺杆挤出机上挤成高浓度母料,再将母料同聚丙烯共混。

纳米碳酸钙填充聚合物改性和应用

纳米碳酸钙填充聚合物改性和应用纳米碳酸钙填充聚合物在纳米碳酸钙的使用过程中，不少采用常规共混复合方法制备的纳米粉体填充聚合物复合材料远远没有达到纳米分散水平，而只属于微观复合材料。

原因在于当填料粒径减小到纳米尺寸时，粒子的表面能如此之大，致使粒子间的自聚集作用非常显著，故采用现有的共混技术难以获得纳米尺度的均匀共混，并且现有的界面改性技术难以完全消除填料与聚合物基体间的界面张力，实现理想的界面粘接。

如果填料在聚合物基体中的分散达到纳米尺度，就有可能将无机填充物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、加工性及介电性完美地结合起来，获得性能优异的聚合物基纳米基复合材料。

一、增强增韧机理纳米碳酸钙作为聚合物中的功能性填料，其对聚合物性能的影响因素主要是粒子大小、聚集状态和表面活性等方面。

纳米碳酸钙的粒子比普通碳酸钙更细微。

随着粒子的微细化，境料粒子表面原子数目的比例增大，使粒子表面的电子和晶体结构都发生变化，到了纳米级水平，填料粒子将成为有限个原子的集合体，使纳米材料具有一系列优良的理化性能。

最明显最有代表性的体现在比表面积和表面能的变化上，粒子愈小，单位质量的比表面能愈大，增大了填料与聚合物基质的接触面积，为形成物理缠结提供了保证。

根据无机刚性粒子在聚合物中的增韧理论，一个必要条件是分散粒子与树脂界面结合良好。

树脂受到外力作用时，刚性纳米级碳酸钙粒子引起基体树脂银纹化吸收能量，从而提高增韧效果。

从纳米碳酸钙的聚集状态看，有部分纳米粒子形成了链状结构，它属于一次结构。

这种结构越多，填料的结构化水平越高，与聚合物形成缠结的可能性越大。

另外填料的酸碱性也是其表面化学活性的一种反映，可影响胶料的硫化速度和物理性能。

由上述几个方面的分析可知，从无机填料的优化角度看，纳米碳酸钙确是一种优化材料，既具有因粒子微细和链状结构而生成的物理缠结作用，又具有由于表面活性而引起的化学结合作用，在聚合物填充中表现出良好的补强作用。

表面聚合改性纳米碳酸钙增韧pvc的研究

表面聚合改性纳米碳酸钙增韧pvc的研究近年来，纳米碳酸钙（CaCO3）的应用不断发展，尤其是在塑料行业中。

然而，纳米碳酸钙与聚氯乙烯（PVC）的相容性很差，因此在添加纳米碳酸钙进行改性时，会降低塑料性能。

因此，本研究的目的是发展一种新的方法，充分利用纳米碳酸钙的性能，使之与PVC相容，以增强PVC的性能。

为了改善纳米碳酸钙与PVC的相容性，我们利用表面聚合技术，将纳米碳酸钙表面的功能基团与聚氯乙烯反应，以增强其相容性。

实验表明，与未经修饰的纳米碳酸钙相比，表面聚合改性后的纳米碳酸钙与PVC的相容性有很大改善。

此外，实验还表明，经表面聚合改性的纳米碳酸钙对PVC产品的强度和韧性有一定的提高，表现在改善了材料的抗弯性能和抗压性能。

本研究对纳米碳酸钙与PVC的改性具有重大意义。

首先，研究发现，表面聚合技术可以有效改善纳米碳酸钙与PVC的相容性，从而提高PVC的性能。

其次，表面聚合技术比传统方法可靠、环境友好、适用于大规模生产。

最后，本研究的结果还可以为今后的纳米碳酸钙与PVC相关的研究提供参考。

总之，本研究表明，表面聚合改性纳米碳酸钙可有效增强PVC材料的韧性，从而提高其塑料性能。

未来研究方向将可能集中在在不同应用领域中进一步探索和验证表面聚合改性纳米碳酸钙的高性能塑
料材料的可能性。

综上所述，本研究表明表面聚合改性纳米碳酸钙具有很好的增韧
PVC性能，因此可用于制备高性能塑料材料。

研究结果为后续工作提供了建设性指导，研究成果将有助于深入研究PVC的性能改性和应用。

《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》范文

《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，纳米材料因其独特的物理和化学性质在许多领域中得到了广泛的应用。

纳米碳酸钙作为一种重要的纳米材料，具有高比表面积、高活性等优点，因此在水泥基材料中具有巨大的应用潜力。

然而，纳米碳酸钙的表面效应和团聚问题限制了其在水泥基材料中的性能发挥。

因此，对纳米碳酸钙进行改性，并研究其与超高强水泥基材料的复合性能，对于提高水泥基材料的性能具有重要意义。

二、纳米碳酸钙的改性2.1 改性方法针对纳米碳酸钙的表面效应和团聚问题，本研究采用表面改性的方法。

通过在纳米碳酸钙表面引入其他化学物质，改变其表面性质，从而提高其在水泥基材料中的分散性和反应活性。

常用的改性剂包括偶联剂、表面活性剂等。

2.2 改性效果经过改性的纳米碳酸钙，其表面活性得到提高，团聚现象得到改善，从而在水泥基材料中能够更好地发挥其作用。

改性后的纳米碳酸钙与水泥基材料的相容性得到提高，有利于提高水泥基材料的强度和耐久性。

三、超高强水泥基材料的制备与性能测试3.1 制备方法本研究采用纳米碳酸钙改性后的材料与超高强水泥、骨料等按照一定比例混合，制备成超高强水泥基材料。

在制备过程中，严格控制配比、搅拌时间和温度等条件，以保证材料的性能。

3.2 性能测试对制备的超高强水泥基材料进行性能测试，包括抗压强度、抗折强度、耐久性等指标。

通过对比改性前后纳米碳酸钙对水泥基材料性能的影响，分析改性效果及作用机理。

四、试验结果与分析4.1 试验结果通过对比试验，发现改性后的纳米碳酸钙能够显著提高超高强水泥基材料的性能。

具体表现为：改性后的纳米碳酸钙能够更好地分散在水泥基材料中，提高了材料的致密性和均匀性；同时，改性后的纳米碳酸钙与水泥基材料的相容性得到提高，有利于提高材料的强度和耐久性。

此外，改性后的纳米碳酸钙还能够促进水泥的水化反应，进一步提高材料的性能。

4.2 分析分析认为，改性后的纳米碳酸钙能够改善水泥基材料的性能的原因主要有以下几点：一是改性后的纳米碳酸钙表面活性得到提高，能够更好地与水泥基材料相结合；二是改性后的纳米碳酸钙能够有效地减少团聚现象，提高了其在水泥基材料中的分散性；三是改性后的纳米碳酸钙能够促进水泥的水化反应，进一步提高了材料的性能。

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。

HDPE_CaCO_3复合材料片材制品的力学性能

-1- &’() "#"$% 复合材料片材制品的断裂
伸长率
图１
ＨＤＰＥＣａＣＯ３复合材料的拉伸强度与ＣａＣＯ３含量的关系
２．１ＨＤＰＥＣａＣＯ３复合材料片材制品的拉伸强度
从图 ! 中可以看出，当用微米 "#"$% 填充 &’() 时，随着微米 "#"$% 含量的增加，复合材料的拉伸强复度呈现下降的趋势，当微米 "#"$% 含量达到 *+ 时，合材料的拉伸强度从最初的 %!,(# 下降到 -.,(# 。在被分割在 &’() 基复合材料中微米 "#"$% 为分散相，体构成的连续相中。假定 "#"$% 颗粒间没有空洞或气泡而完全充满基体，但在受力截面上 &’() 基体的面积必然小于纯 &’() 构成的材料。在外力作用下
２０００，２９（４）：２５－３１３黄锐．熔融共混法制备聚烯烃无机纳米粒子复合材料．塑料，２００１，３０（６）：１９－２１
ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＨＤＰＥ／ＣａＣＯ３ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｈｅｅｔＰｒｏｄｕｃｔＺｈａｎｇＺｈｉ－ｈｏｎｇ，ＹａｏＨａｉ－ｙａｎ，ＬｉＭｉｎｇ－ｈｕａ（ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒｏｆＧｕａｎｇｚｈｏｕＨｏｎｄａＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＬｉｍｉｔｅｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０７００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｈｅｅｔｐｒｏｄｕｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔＨＤＰＥｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｌｅｄｗｉｔｈｍｉｃｒｏｎａｎｄｎａｎｏＣａＣＯ３ｗａｓｍａｄｅ，ａｎｄｔｈｅｍｅ－ｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｒｕｌｅｓａｂｏｕｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＨＤＰＥ／ｂｙｍｉｃｒｏｎａｎｄｎａｎｏＣａＣＯ３ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｒｕｌｅｓｗａｓｅｘｐｌａｉｎｅｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＤＰＥ／ＣａＣＯ３Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｍｉｃｒｏｎＣａＣＯ３；ｎａｎｏＣａＣＯ３

PP／EVA／纳米CaCO3复合体系力学性能的研究

ＣＯ，ｔｏａｉｈｏｄｂｔｅｖｒｌｐｒｏｍａｃ．３ｈｅｅｍｐｓｔｓｗｅｅｔｒｏｅａｌｅｆｒｎｅｅＫｅｗｏｄｓｙｒ：ＰＰ；ＥＶＡ；ＮａｏＣａｎ — ＣＯ；ＣｏｏｉａｅｉｌＭｅｈｎｃｌＰｒｐｒｉｓ３ｍｐｓｔＭｔｒａ；ｅｃａｉａｏｅｔｅ
２结果与讨论
２１纳米ＣＣ用置对共混体系冲击性能的影响．ａＯ
米ＣＣ子的加入对复合材料增韧效果明显，纳米ａＯ粒ＣＣａＯ与弹性体ＥＡ之间存在协同增韧，呈现的并Ｖ不是二者独立增韧作用的简单加和。这种协同增韧作用可解释为Ｊ：纳米刚性微粒和热塑性弹性体按照
．９．６
混制备成粒料，然后用高速混料机与相应比例的纳米
ＣＣ混合后，再用双螺杆挤出机共混造粒，制备出ａＯ，ＣＣＰａＯ／Ｐ复合材料。
表１实验组成配方（位：ｇ单）
Ｔｂ１Ｆｒｌｆｔｅｔｓａｏｍｕａｏｅｔｈ
拉伸性能：按照Ｇ／００２０ＢＴ１４－０６测试，室温，
拉伸速率为５ｍｒｎ０ｒ／ｉ；简支梁缺口冲击强度：按照ａａ
国标Ｇ／０３１９ＢＴ１４－９３测试，室温，摆锤冲击能量为
７５Ｊ．。冲击速度为３５ｍ／。．ｓ

碳酸钙为什么可以让塑料如此“韧性”？

碳酸钙为什么可以让塑料如此“韧性”？目前，塑料制品应用于我们生活的方方面面，如建材、交通运输、汽车制造等等。

但在塑料制品使用的过程中，制品的韧性和强度往往并不能很好地结合起来。

可以说，塑料增韧增强是高分子材料应用要解决的重要问题。

从材料学角度分析，塑料应用中的高比强度、高比模量、高韧性、耐磨损等均与塑料韧性和强度有关。

塑料强度和韧性是结构材料中两个特别重要但又相互矛盾的力学性能。

纳米CaCO3共混增韧塑料1碳酸钙增韧塑料的优势碳酸钙是塑料行业中应用较多，较为常见的一种无机填料，其原料丰富，工艺成熟，价格实惠，广泛应用于五大塑料制品中。

以超细或纳米碳酸钙材料而论，本身具有极高的表面积，在高分子聚合物中可以显著提高材料的抗冲击性能(韧性)，对拉伸强度、断裂伸长也具有提升作用。

在与聚合物复合时，纳米颗粒的表面效应、小尺寸效应、量子效应以及协同效应，将使复合材料的综合性能有极大的提高。

2碳酸钙填充改性塑料的方法2.1溶胶凝胶法该法是在高化学活性的硅氧烷金属化合物等前驱体体系中进行，前驱体发生水解反应和缩合反应形成稳定且均匀的透明凝胶体系，同时形成CaCO3粒子，且粒子高度分散在凝胶体系中。

随着时间的推移，凝胶体系逐渐失去流动性，再对凝胶进行干燥或烧结处理，得到纳米结构复合材料。

该法使CaCO3在有机基体中高度分散，充分发挥纳米材料的性能优势，所制备复合材料的各项性能优良。

但该法由于在干燥过程产生收缩应力，导致很难获得大批量产品，无法进行工业化生产。

2.2原位聚合法该法是按一定比例将CaCO3均匀混入塑料单体中，在塑料单体发生聚合反应制备高分子塑料时，由于CaCO3粒子与塑料单体发生物理或化学反应，使CaCO3能够有效附着在塑料单体表面，并随着单体的缩聚过程均匀的分散在塑料基体中。

利用该法制备复合材料，反应条件温和，可在不改变无机纳米粒子自身特性的情况下具有优异的成型效果。

但目前使用技术还不成熟，未能大范围使用。

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文／洪波郝王苓赵兴科
摘要：文研究了采用ＥＡ改本ｖ３Ｉ￣
ｋａ０填充高密度聚乙烯（ＤＥＣＣ。ＨＰ）复合材料的力学性能。实验表明：ＥＡ含量为Ｏ２时对纳米ｃｃ。Ｖ３．份ａ０的分
散效果最佳，并对复合材料的力学性能进行了研究，改性后的复合材料冲击强度提高了２％６。关键词：Ｖ３纳米ＣＣＥＡａＯ。ＨＤＰ力学性能Ｅ
实验部分
实验原料
高密度聚乙烯（４０），山东齐鲁２８
石化；ＣＲＣ级纳米ＣＣ５ｎ１，浙江燕ａＯ（０Ｉｌ）
２ＳＯＣ，成都天宇试验设备有限责任公１司：中击试验机，ＴＪ２，吉林省泰和Ｃ一５实验机有限公司。
因此被广泛用于加工各种塑料制品。但由于其结晶度高而造成的冲击强度差、
耐环境其改性。纳米ＣＣａＯ是
一
注。本文采用ＥＡ改性纳米ＣＣＶ３ａＯ，并应
用于ＨＰ￣Ｊ了ＨＰ／ＤＥ备ＤＥ纳米ＣＣａ０复合材
料，对该体系的力学性能进行了研究。
中国青岛亚东橡机有限公司）；缺口制
样机（Ｃ一０，承德精密试验机有限ＸＳ２０
公司）；电子天平（海力能电子仪上
器公司）；电热恒温鼓风干燥箱（ＢＤ一
种新型功能性填充材料，用作塑料填
坛市医疗仪器厂）；开放式炼塑（）胶机（Ｋ０，中国轻工业机械股份有Ｓ —ｌ６
限公司）平板硫化（Ｌ一０ＸＢ４０×４００，
好的物理机械性能、较高的使
用温度、优良的耐寒性能等，
究和应用引起了国内外学者的高度关
ＥＡ改性纳米Ｃａ对ＨＤＰＶ３Ｏ３ＥＣ力学性能的影响
ＥｆｃｆＮａｏｆｅｔｏｎ —ＣａＣＯ３ｍｏｉｅｙＥｄｆｄｂＶＡ３ｏｅｈｎｃｌｒｐｒｉｓｏｈｉｎｍｃａｉａｏｅｔｆｔｅＨＤＰＥｐｅ
分散剂出现以后，已在油墨、涂料、颜
实验设备
在２０Ｌ有搅拌器的圆底三口烧５ｍ带
双向恒温磁力搅拌器（５２，金瓶中加人一定量的纳米ＣＣＥＡ分散８～ＡａＯ和Ｖ３
２１年６月刊００
ＰＡＳＩＮＵＡＴＲＬＴＣＳＭＡＦＣＵＥ塑料制造
纳米ＣＣＯ性ａ改
表面积大、表面能高等原因，造成填料华化工实业有限公司巴斯夫ＥＡ，市Ｖ３
出现团聚现象，影响了其补强和增韧的效果。为了使纳米ＣＣａＯ的性能得以充分
售。
发挥，改善其分散稳定性能十分必要。
７１
霭１ＥＡ舍ｌ烈复合秘料冲击性能的影醚ｖ３
臣２ＨＤＰＥＣａ／ＣＯ
台材料的冲击强度
剂，恒定温度１Ｏｃ１ｃ，搅拌３ｍｎ０ｉ。最后
量。ＥＡ的最高用量的确定是参照单Ｖ３分子层覆盖纳米ＣＣ面，实验采用ａＯ表的纳米ＣＣ子比表面积为，ＥＡ的ａＯ粒３Ｖ３
Ａｂｓｒｃ：ｅｍｅｈｎｃｌｐｏｒｉｓｏｔａｔＴｈｃａｉａｒｐｅｔｅｆＨＤＰｏｏｉｌｄｗｉＥｃｍｐｓｔｆｌｔＥＶＡ３ｍｏｆｅａｅｗｅｅｓｕｉｄＴｈｘｅｉｅｔｉｄｃｔｄＴｈｅｉｅｈｄｉｄｔｌｒｔｄｅｅｅｐｒｍｎｎｉａｅ：ｅＥＶＡ３ｃｎｅｔｉｉｏｔｎｓｗｈｎＯ２ｉｓｏｔｅｎｎｍｅｅＣＯｓａｔｒｄｅｆｃ，ｎａｏｄｔｄｔｅｒｓａｃｏｃｍｐｕｄｍａｅｉｌ’ ｃａｃｌｐｏｅｉｓａｔｒｔｅｍｏｉｅｅｌ％ｓｂｅｔｔｈａｏｔｒＣａｃｔｅｆｅｔａｄｈｓｃｎｕｃｅｈｅｅｒｈｔｏｏｎｔｒａｓｍｅｈｎｉａｒｐｒｅ，ｆｅｄｆｄｅｔｈｉｃｍｐｕｄｍａｅｉｌｈｃｔｅｇｈｅｈｎｅ６．ｏｏｎｔｒａｓｓｏｋｓｒｎｔｎａｃｄ２％
料具有增韧补强的作用，可提高塑料的弯曲强度、弯曲弹性模量、热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋予塑料滞热性
［１３
。
但由于纳米ＣＣａＯ的颗粒尺度小、比
试样制备
基本配方为：ＨＰ：ｌＯ，纳米ＤＥ份ＯＣＣ３～６，ＥＡ：０．份。ａ０：０份Ｖ３～０３
Ｋｅｗｏｄ：Ａ３ｙｒｓＥＶＮａｏＣａｎ — ＣＯＨＤＰＥＭｅｈｎｉａｒｐｒｉｓｃａｃｌｏｅｅｐｔ
１ ▲ 密度聚乙烯（Ｄ具有良ＨＰＥ）
料等无机粒子的分散以及稳定性方面
获得了很大的成功。因此，分散剂的研