PVC納米復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、為了提高聚氯乙烯（PVC）制品的加工性能和抗沖性能，本文主要利用納米粒子改性劑與PVC共混改性，所使用的改性劑包括含多面體低聚倍半硅氧烷（POSS）的丙烯酸酯核殼共聚物（ACR）、苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈核殼共聚物（ASA）、多壁碳納米管（MWCNTs）和氧化石墨烯（GO），并制備了PVC與上述納米粒子的納米復合材料。研究了復合材料的塑化行為、動態(tài)力學性能、力學性能以及沖擊斷口形態(tài)。主要研究內(nèi)容包括：
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2、酰氧丙基籠型倍半硅氧烷（MAP-POSS）含量和不同芯殼比的丙烯酸酯芯殼聚合物（ACR）樹脂，并用透射電子顯微鏡（TEM）研究了ACR乳膠例子的形態(tài)；用動態(tài)力學譜儀（DMA）研究了聚氯乙烯（PVC）/ACR共混物的動態(tài)力學性質(zhì)；測試了PVC/ACR共混物的塑化行為和力學性能。結(jié)果表明，MAP-POSS在ACR芯中參與接枝和交聯(lián)反應；MAP-POSS加入量為單體質(zhì)量5 wt％和10 wt%，殼層有最高的玻璃化溫度；芯/殼比為1:1時ACR

3、粉末效果較好；PVC/ACR共混物材料塑化時間隨ACR的含量增加而下降，而塑化扭矩增大；ACR加入量為11 wt%時共混材料具有最大的抗沖擊強度，較未加時提高了72.9%，比不含增塑劑的試樣提高了3.41倍。
　?、撇捎每赡婕映?斷裂轉(zhuǎn)移（RAFT）乳液聚合法合成了分子量分布指數(shù)為1.8的甲基丙烯酸甲酯-b-丙烯酸丁酯-b-甲基丙烯酸甲酯（MMA-b-BA-b-MMA，MBM）三嵌段共聚物并將其與聚氯乙烯（PVC）進行共混。利用轉(zhuǎn)

4、矩流變儀測試了共混物的塑化行為；用動態(tài)力學譜儀（DMA）測試了共混物的動態(tài)力學行為并測試了共混物的力學性能。結(jié)果表明，MBM的加入可以有效減小 PVC的塑化時間和平衡扭矩；共混物儲能模量E?隨MBM含量的增加而減小。當MBM含量在25 wt%（質(zhì)量百分比，下同）時，共混物的Tg為71.9℃，比不加MBM試樣提高了5.2℃；拉伸強度為35.79 MPa，沖擊強度為9.00 kJ·m-2，是不加MBM試樣的4.0倍。
　　⑶制備了 P

5、VC/ASA/MWCNTs納米復合材料，并測試了復合材料的塑化性能、動態(tài)力學性能、力學性能以及熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，MWCNTs的加入縮短了共混物的塑化時間；當MWCNTs含量為0.054 wt%時，復合材料具有最大的沖擊強度，比純PVC/ASA提高了83.7%。MWCNTs可以提高PVC/ASA共混材料的熱穩(wěn)定性，當MWCNTs含量為0.066 wt%時，復合材料的起始分解溫度和分解活化能分別提高了13.1℃和5.7 kJ·mol-1。

6、另外，MWCNTs提高了復合材料的儲能模量( E?)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。MWCNTs可以作為PVC/ASA共混材料的一種有效的加工和增韌助劑。
　　⑷以膨脹石墨為原料利用改進的Hummers法合成了氧化石墨烯，并制備了PVC/ASA/GO納米復合材料。利用轉(zhuǎn)矩流變儀、動態(tài)力學譜儀和熱重分析儀測試了共混物的塑化性能、動態(tài)力學性能和熱穩(wěn)定性，并測試了共混物材料的力學性能。結(jié)果表明，GO可以明顯降低共混物混煉時的塑化時間和平衡扭矩