Page 29 - 《橡塑技术与装备》2021年6期（3月下半月 塑料）

理论与研究 张丽华·纳米核壳粒子 CaCO 3 /PMMA 增强聚丙烯复合材料的性能研究

当混合时间从 3.5~8.5 min，共混物的熔体黏度 2.4 （纳米 -CaCO 3 /PMMA）/PP 纳米复合
保持不变，因为在这段时间内，常数扭矩是关于时间 物的 DSC 分析
获得的。纯 PP 和 CSNPP 1-5 纳米复合物的熔体黏度随 图 6（a）和（b）描绘了纯 PP 和 CSNPP 1-5 纳米
CSNPs 含量的变化如图 5 所示。从数据中可以看出加 复合物的 DSC 冷却和加热曲线。由图 6 得到结晶和熔
入 1% CSNPs 时，熔体黏度上升到 64 poise。 融参数列为表 III。图 6（a）中，CSNPP 1-5 纳米复合
图 5、表 1 和表 2 说明 CSNPP 1-5 纳米复合物的高 物的结晶温度和结晶热焓都高于纯 PP。对于 CSNPs
黏 度 归 功 于 纳 米 -CaCO 3 在 高 的 混 合 温 度（210 ℃） 来说，PP 基体中加入 CSNPs（加入量为 0.10~1.0 %）
下作为核芯限制了 PMMA 接枝短链和 PP 的部分运动 使得结晶温度从 119 ℃提高到 133 ℃。这就意味着高
导致扭矩和黏度的上升。 的高的加入量，结晶温度移向高温方向 ；此外，结晶
峰形状的不同说明 CSNPP5 晶体比 PP 和其他共混物
完善。另一方面，在随后的加热过程中，共混物的熔
融温度（T m ）也提高，CSNPs 加入量为 1% 时，熔融
温度最高为 172 ℃。
研究所有共混物 DSC 热分析图中的放热峰按以下
公式计算绝对结晶度（X c ）。
0
X c =(∆H f /∆H f )×100% （2）
0
∆H f 为 DSC 热分析图中的反应热，∆H f 为假设
.
-1
PP 晶体完全 100% 结晶熔融热 (209 J g )。 纯 PP 和
图 5 含不同 CSNPs 的 PP 基体熔融黏度变化 CSNPP 1-5 纳米复合物的结晶度按公式 2 计算，由表

图 6 纯 PP、CSNPP 1 、CSNPP 2 、CSNPP 3 、CSNPP 4 和 CSNPP 5 DSC 曲线

III 列出。当 CSNPs 加入量为 1% 时，CSNPP 5 的结晶 粒子表面改性在很大程度上解决这些问题。但是高含
度最大，说明 CSNPs 扮演成核剂的角色提高了 PP 的 量所得到的结果与赤裸的无机粒子相似。因此，为了
结晶度。 保证无机粒子在聚合物基体中分散均匀，它们可以作
为 了理 解 以 上的 现 象，① 聚 合 物化 学 接 枝到 纳 为单个粒子被疏水的聚合物层包覆。核壳纳米粒子恰
米-CaCO 3 粒子上，②无机核芯与聚合物壳的相容性， 好满足这个要求。为了得到核壳纳米粒子，聚合物壳
③无机核芯和聚合物壳与聚合物基的相容性都被研究 层通过作为介质或润滑剂的交联剂化学接枝到无机核
了，其解释如下 ：由于疏水性的聚合物与亲水性的无 芯上，避免个别的无机粒子在长的聚合物链段间出现
机粒子不相容性导致赤裸的无机粒子分散非常困难。 团聚而均匀分散。超过 1% 的纳米 -CaCO 3 粒子扮演

年
2021 第 47 卷 ·11·