PVC%2fMMT复合材料的结构和性能研究.pdfVIP

高光涛，等：PVC／MMT复合材料的结构与性能研究 125 PVC／MMT复合材料的结构与性能研究木 高光涛 张 勇 (青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室，青岛 266042)(上海交通大学高分子材料研究所，上海200240) 摘要研究了PVC／蒙脱土复合材料的结构和性能。主要考察了改性剂种类和蒙脱土用量对PVC复合材料力 学性能和加工性能的影响，并采用WAXD对不同改性荆处理的蒙脱土结构及其PVC复合材料的结构进行了分析。 研究表明，在O一5份范围内，有机蒙脱土可提高PVC复合材料的缺口冲击强度，同时能保持基体的刚性。WAXD分 析也表明，改性剂结构对蒙脱土层间距影响较大，并且在熔融共混过程中，聚合物分子链插层进入了蒙脱土片层之 间，使其层间距增大。有机蒙脱土(小于10份)的加入可以缩短物料的塑化时间。 关键词蒙脱土聚氯乙烯增强 由于层状粘土的纳米级尺度和大长径比等结构 热稳定剂、硬脂酸及其它加工助剂：均为工业 特点，使得在其用量很少(通常为5％以下)的情况 级，市售。 下，能赋予聚合物优异的力学性能、阻隔性、阻燃性、 1．2主要仪器、设备 尺寸稳定性能等，因此聚合物／粘土纳米复合材料 高速混合机：GH—10型，北京塑料机械厂； (Polymer Nanocomposites，PLSNs)成 Layered-Silicate 双辊塑炼机：SK一160B型，上海橡胶机械厂； 为目前研究开发的热点【l。】。 万能试验机：Instron 4466型，美国Instron公司； 但蒙脱土层片之间的无机阳离子使其层片表面 冲击试验机：Zwiek1456型，德国Zwick公司； 具有亲水性和较高的表面极性，因此与聚合物的亲 x射线衍射仪：Dmax—rC型，13本理学公司； Rheoeord 和性较差，而且蒙脱土层间距为零点几到几纳米，但 转矩流变仪：Hakke 90型，德国Hakke 空间一般只有0．2一O．5ixm，空间结构较大(0．6—公司。 0．9nm)的聚合物分子很难插入无机层片之间。 I．3样品制备 另一方面，由于蒙脱土层间较弱的范德华力和 将PVC、蒙脱土及其它助剂按一定比例在高速 存在交换性阳离子，为化学改性提供了必要前提。 混合机中捏合至110℃后出料。将上述混合料在 为了增大蒙脱土的层间距和改善蒙脱土与聚合物的 175—180。C的双辊塑炼机上混炼8rain，制得复合材 相容性，通常采用阳离子表面活性剂，如用烷基季铵 料，然后将该复合材料在平板硫化机上于180— 盐对蒙脱土进行有机化处理，可改善层片的亲洫陛， 1850C、30MPa条件下热压7 rain，再于20MPa下冷 降低层片表面能，同时也扩大了层间距，减弱了层间 却至室温，制成4mm厚试样。 作用力，从而有利于聚合物分子链插层Hq】。 1．4性能测试 笔者主要研究了有机改性剂种类和有机蒙脱土 1．4．1力学性能测试 用量对聚氯乙烯(PVC)复合材料的结构和性能的影 1040—1992 拉伸强度、断裂伸长率按照GB／T 响，并探讨了加入有机蒙脱土同时增强增韧PVC复 标准在Instron4466