PVC納米復(fù)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(fù)合材料。研究了復(fù)合材料的塑化行為、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、力學(xué)性能以及沖擊斷口形態(tài)。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　⑴合成了具有不同甲基丙烯

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(shù)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(dòng)態(tài)力學(xué)譜儀（DMA）研究了聚氯乙烯（PVC）/ACR共混物的動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)；測(cè)試了PVC/ACR共混物的塑化行為和力學(xué)性能。結(jié)果表明，MAP-POSS在ACR芯中參與接枝和交聯(lián)反應(yīng)；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(shí)ACR

3、粉末效果較好；PVC/ACR共混物材料塑化時(shí)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(shí)共混材料具有最大的抗沖擊強(qiáng)度，較未加時(shí)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(jìn)行共混。利用轉(zhuǎn)

4、矩流變儀測(cè)試了共混物的塑化行為；用動(dòng)態(tài)力學(xué)譜儀（DMA）測(cè)試了共混物的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為并測(cè)試了共混物的力學(xué)性能。結(jié)果表明，MBM的加入可以有效減小 PVC的塑化時(shí)間和平衡扭矩；共混物儲(chǔ)能模量E?隨MBM含量的增加而減小。當(dāng)MBM含量在25 wt%（質(zhì)量百分比，下同）時(shí)，共混物的Tg為71.9℃，比不加MBM試樣提高了5.2℃；拉伸強(qiáng)度為35.79 MPa，沖擊強(qiáng)度為9.00 kJ·m-2，是不加MBM試樣的4.0倍。
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5、VC/ASA/MWCNTs納米復(fù)合材料，并測(cè)試了復(fù)合材料的塑化性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、力學(xué)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(shí)間；當(dāng)MWCNTs含量為0.054 wt%時(shí)，復(fù)合材料具有最大的沖擊強(qiáng)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(dāng)MWCNTs含量為0.066 wt%時(shí)，復(fù)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(fù)合材料的儲(chǔ)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(jìn)的Hummers法合成了氧化石墨烯，并制備了PVC/ASA/GO納米復(fù)合材料。利用轉(zhuǎn)矩流變儀、動(dòng)態(tài)力學(xué)譜儀和熱重分析儀測(cè)試了共混物的塑化性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，并測(cè)試了共混物材料的力學(xué)性能。結(jié)果表明，GO可以明顯降低共混物混煉時(shí)的塑化時(shí)間和平衡扭矩