第卷第期武汉理工大学学报257Vol.25No.72003年7月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJul.2003===================================================================纳米晶和纳米在型材中的应用PVCCaCO3PVC熊传溪1,王银珍1,刘青民2,刘起虹1,董丽杰1,汪庆刚1,王涛1(1.武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070;2.深圳石化塑胶股份有限公司,深圳518055)摘要将制备的纳米晶和纳米母料加入管材和异型材配方中制备了纳米晶和纳米:PVCCaCO3/PVCPVC,PVC母料改性的管材和异型材探讨了纳米晶含量纳米含量对管材和异型材加工性能热CaCO3/PVCPVC,PVC、CaCO3、性能和力学性能的影响。关键词纳米晶纳米:PVC;CaCO3;PVC中图分类号:TQ325.3文献标识码:A文章编号:1671-4431(2003)07-0008-03聚氯乙烯(PVC)具有阻燃、耐腐蚀、绝缘、耐磨损等优良的综合性能和价格低廉、原材料来源广泛等优点,已被广泛应用于各个部门。但是,聚氯乙烯在加工应用中,暴露出抗冲击强度低、热稳定性差等缺点,而强度与韧性是影响结构材料性能的2个最重要的因素,制约着材料的力学性能指标。所以PVC的增韧增强改性引起了世界各国广泛的关注,并因此展开了大量的研究工作[1～4]。纳米材料粒子由于尺寸小,表面非配对原子多,与聚合物结合能力强,现在已被用于聚合物的改性研究,取得了很好的效果[5～8]。将纳米材料引入PVC增韧增强改性研究中,发现改性后的PVC树脂具有优异的韧性、加工流动性、尺寸稳定性和热稳定性[9]。利用纳米技术对PVC进行增韧增强改性是极有发展前途的一种方法文中探讨了用纳米晶和纳米改性管材和异型材研究了它们的性能。PVCCaCO3PVC,。1实验1.1主要原料PVC:SG5型,内蒙古呼和浩特化工厂;ACR:201型,山东莱芜市合成化工厂;纳米晶PVC:自制;PVC/纳米母料自制其它助剂工业品市售CaCO3:;:,。1.2实验设备锥型双螺杆挤出机:SJSZ-60×22型,大连声光塑料机械公司;高速混合机:LH-500型,阜新红旗塑料机械厂;落锤冲击试验机:XJC-10,承德金建检测仪器厂;维卡软化点温度测试机:XWB-300F,承德试验机总厂;冲击实验机:JB6,吴忠材料实验机厂;拉伸实验机:Y361-30,上海第七纺织机械厂。1.3实验步骤混合把热稳定剂纳米晶和纳米放入高速混合机内高速混合至料温达然1):PVC、、PVCCaCO3,80℃,后加入其他助剂,温度不超过100℃,时间10min。物料放置陈化10h,备用。挤出将混合好的物料在挤出机上挤出制备纳米晶和纳米晶纳米复2):,PVC/PVCPVC/PVC/CaCO3合管材和异型材。1.4测试1)冲击强度按国标GB/T1043-93测试:将4.0mm的厚片按国家标准GB1043-79进行测试,冲击样条尺寸为80mm×10mm×4mm,不开缺口做悬臂梁冲击实验。2)拉伸强度按国标GB/T1043-92测试:将1.0收稿日期:2003-02-03.基金项目:国家"863"项目(2002AA333110).作者简介:熊传溪(1961-),男,教授.E-mail:XChuanxi@public.wh.hb.cn第卷第期熊传溪等纳米晶和纳米在型材中的应用257,:PVCCaCO3PVC9mm的薄片按国家标准GB1040-79进行测试,在预热后的标准刀具上冲成哑铃型试样,拉伸速率为50mm/min。3)维卡软化点测试按GB1633-79测定。2结果与讨论2.1纳米晶PVC/PVC型材的性能1)纳米晶PVC的自增塑作用。在双螺杆挤出过程中,在流量、温度一定的情况下,机头压力越大,流动性越差,熔体粘度越高。表1显示了不同纳米晶PVC含量的型材在加工过程中的机头压力与未加纳米晶PVC型材机头压力的比较,纳米晶PVC的加入,使机头压力有了明显的下降,管材的机头压力从17.8MPa下降到10.2MPa,异型材的机头压力从25.2MPa下降到17.6MPa,这些数据证明了纳米晶PVC具有很好的自增塑作用,纳米晶PVC可以作为增塑剂(加工改性剂)取代ACR。由于纳米晶PVC的加入及均匀分散,在材料的成型过程中起到了成核剂的作用,使基体中产生大量细小且分散均匀的微晶,它们起到了物理交联点和增韧增强的作用。在没有添加纳米晶PVC的试样中,没有形成显著的晶区,呈现典型的非晶态。2)纳米晶PVC/PVC管材和型材耐