纳米碳酸钙增容PVC/LDPE共混体系的研究

摘要

在不相容聚合物共混物,加入增容剂,能改进相与相之间的粘接性,减小共混物中的两相界面能,使分散相粒径变小,并能在反复加工中保持其分散性。而一般的相分散剂由于与共混物的相容性差,不能改善两相间的界面粘接力,同时两相良好的分散性也处于热力学和动力学不稳定态。
　　本文通过研究相分散剂对不相容聚合物共混物在加工过程中相结构演变及分散聚集的影响,系统地阐述了相分散剂在改善相间粘接力、减小分散相粒径以及保持其在反复加工中的分散性所能起到的作用,使我们对相分散剂的概念有进一步的了解。我们采用三种纳米碳酸钙作为比较,一种是经过马福炉灼烧6小时的纳米碳酸钙,去除表面处理剂;第二种是用松香酸处理的纳米碳酸钙;第三种是用硬酯酸处理的纳米碳酸钙。分别用这三种纳米碳酸钙作为相容剂,制备了PVC/LDPE/nano-CaCO3的共混物,对其进行了DSC,DMA,力学性能测试,FTIR,毛细管流变仪测试并用显微镜观察了共混物的相形态。研究结果表明,纳米碳酸钙的加入影响了共混物中LDPE的结晶性能,降低了LDPE的结晶度,熔融热也随着相容性的增大而下降;降低了PVC的玻璃化转变温度,减小了分散相PVC的尺寸。说明三种纳米碳酸钙都能有效的提高PVC/LDPE的相容性。在三种纳米碳酸钙的相形态分析中发现,并不是纳米碳酸钙含量越高,增容效果越好,都存在一个饱和含量,超过这个含量,体系的相畴尺寸重新增加,几乎起不到增容效果。比较三种不同的纳米碳酸钙增容效果,结果发现第二种纳米碳酸钙是增容效果最显著的,第三种纳米碳酸钙增容效果其次,第一种纳米碳酸钙的增容效果是三种纳米碳酸钙中最差的,说明表面处理剂的不同,对增容效果也会产生不同的影响。而且对其增容机理也做了一部分探讨,纳米碳酸钙加入PVC/LDPE体系后,体系的拉伸强度虽然增加的幅度不大,而且增加很缓慢,但是却有增大的趋势,说明纳米碳酸钙的加入会对增大界面粘接力起到一定作用。在红外光谱分析中发现,加入纳米碳酸钙没有使特征峰发生偏移,说明纳米碳酸钙的增容效果没有达到分子级的效果。显微镜观察发现随着加工时间的不同,在加工时间刚开始增加的时候,体系粒子尺寸下降,但是当时间继续增加,体系粒子尺寸又重新增大,浙江大学硕卜学位论文分散相粒子开始凝聚,说明PVC几DPE/ nano一CaCO3体系不是一个热力学稳定体系,纳米碳酸钙所起到的增容作用是一个表观增容。研究结果表明,纳米碳酸钙对PVC/LDPE体系的增容是热力学增容和动力学增容的共同结果。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 聚氯乙烯和聚乙烯的相容性

1.2 有机材料增容PVC／LDPE共混体系

1.3 无机材料增容不相容体系的研究

1.3.1 纳米二氧化硅粒子增容作用研究

1.3.2 蒙脱土增容作用研究

1.3.3 纳米碳酸钙增容作用研究

1.3.4 云母增容作用研究

1.4 课题的提出

参考文献

第二章 实验部分

2.1 实验材料

2.2 主要仪器与设备

2.3 试样制备

2.4 性能测试

2.4.1 力学性能测试

2.4.2 动态力学性能分析(DMA)

2.4.3 示差量热分析(DSC)

2.4.4 相差显微镜分析

2.4.5 红外分析(FT-IR)

2.4.6 表观粘度测试

第三章 实验结果与讨论

3.1 纳米碳酸钙对PVC／LDPE体系相形态的影响

3.2 PVC／LDPE／nano-CaCO3共混体系的结晶行为

3.3 纳米碳酸钙对PVC/LDPE体系动态力学行为的影响

3.4 纳米碳酸钙对PVC／LDPE体系表观粘度的影响

3.5 增容机理的研究

3.5.1 力学性能测试结果

3.5.2 红外光谱分析结果

3.5.3 加工时间不同相形态结果分析

第四章 结论

参考文献